一种玄武岩纤维增强混凝土及其制备方法技术

本公开涉及一种玄武岩纤维增强混凝土及其制备方法，所述玄武岩纤维增强混凝土的制备原料包括水泥、硅灰、粉煤灰、细骨料、粗骨料、减水剂、水和玄武岩纤维；其中，所述玄武岩纤维的直径为15μm、长度为19mm、密度为2.71g/cm3、抗拉强度为4500MPa。在本公开中，将玄武岩纤维应用于混凝土中时，玄武岩纤维与水泥基体的密切组合可以有效吸收混凝土的拉应力，提高混凝土阻裂能力，进而能够抑制和减少裂缝的产生，提高混凝土耐久性以及抗折强度，从而避免混凝土结构在抗折强度不足时暴露出的严重的安全性问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种玄武岩纤维增强混凝土及其制备方法


[0001]本公开涉及土木工程
，尤其涉及一种玄武岩纤维增强混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]自20世纪70年代以来，在混凝土中加入随机分布的纤维，制造纤维增强混凝土已经被确定并实践为一种提高混凝土抗拉强度、抗弯强度和劈拉强度的解决方案。具有几何尺寸和物理力学性能的纤维可在混凝土的不同层次和受力阶段内充分发挥各自的增强效果，显著改善混凝土的韧性和抗冲击性能。
[0003]纤维在纤维混凝土中的主要作用，在于限制在外力作用下水泥基料中裂缝的扩展；在受荷(拉、弯)初期，当配料合适并掺有适宜的高效减水剂时，水泥基料与纤维共同承受外力，而前者是外力的主要承受者；当基料发生开裂后，横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。其中，聚丙烯纤维、钢纤维是最常见的纤维类型；聚丙烯膜裂纤维是一种束状的合成纤维，拉开后成网络状，聚丙烯纤维的机械粘结效果较好，钢纤维的弹性模量和强度较大，将其掺入混凝土中可改善混凝土的力学性能和耐久性能；而钢纤维混凝土成本高，施工难度也比较大，必须用在最应该用的工程上；如重要的隧道、地铁、机场、高架路床、溢洪道以及防爆防震工程等。
[0004]因此，想要提供一种较低成本的且能够改善混凝土抗折性能的纤维增强混凝土。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本公开提供了一种玄武岩纤维增强混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本公开提供了一种玄武岩纤维增强混凝土，所述玄武岩纤维增强混凝土的制备原料包括水泥、硅灰、粉煤灰、细骨料、粗骨料、减水剂、水和玄武岩纤维；
[0007]其中，所述玄武岩纤维的直径为15μm、长度为19mm、密度为2.71g/cm3、抗拉强度为4500MPa。
[0008]玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成；其不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能；因此，在一定条件下玄武岩纤维可代替钢纤维、聚丙烯纤维作为混凝土的增强、增韧材料。
[0009]在本公开中，玄武岩纤维的掺加能够使混凝土的抗压强度及抗渗性能增强，孔隙率降低，有效地提高混凝土的力学性能，特别是对抗折性能的提升，本公开得到的玄武岩纤维增强混凝土为一种高抗折性能的改性混凝土。
[0010]本公开通过选用特定的玄武岩纤维，相比于其他的玄武岩纤维，对混凝土的抗压性能和抗折性能均有明显提升。
[0011]作为本公开的一种优选技术方案，在所述制备原料中，所述玄武岩纤维的添加量
为所述玄武岩纤维增强混凝土总质量的0.15
‑
0.45％，例如0.20％、0.25％、0.30％、0.35％、0.40％等。
[0012]作为本公开的一种优选技术方案，以重量份计，所述制备原料包括如下组分：
[0013][0014][0015]作为本公开的一种具体实施方式，以重量份计，所述制备原料包括如下组分：
[0016][0017]还包括所述玄武岩纤维增强混凝土总质量的0.15
‑
0.45％的玄武岩纤维。
[0018]作为本公开的一种优选技术方案，所述水泥为P
·
O 52.5级普通硅酸盐水泥。
[0019]作为本公开的一种优选技术方案，所述细骨料为细度模数为2.78的河砂。
[0020]作为本公开的一种优选技术方案，所述粗骨料为粒径最大为20mm的碎石。
[0021]作为本公开的一种优选技术方案，所述减水剂为减水率为25％的萘系减水剂。
[0022]本公开通过在混凝土中添加玄武岩纤维优化砌性能，玄武岩纤维混凝土的静、动态力学性能，可以弥补混凝土的部分缺陷；当玄武岩纤维应用于混凝土中时，掺入的玄武岩纤维能够抑制和减少裂缝的产生，增加混凝土耐久性；加入玄武岩纤维能够提升混凝土抗折强度，降低混凝土坍落度和抗折荷载偏转曲线；且由于玄武岩纤维本身刚度较大，进而进一步提高了混凝土的抗折强度和抗折韧性因子，因此本公开提供的玄武岩纤维增强混凝土能够改善混凝土典型的脆性特征，极大地提升混凝土的抗折能力，从而解决混凝土在实际应用中的安全问题。
[0023]第二方面，本公开提供了第一方面所述的玄武增强混凝土的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0024](1)将细骨料和粗骨料混合，然后加入水泥、粉煤灰和硅灰继续搅拌；
[0025](2)将部分玄武岩纤维加入步骤(1)的混合物中混合；
[0026](3)将减水剂和水混合后与步骤(2)的混合物继续混合，然后加入剩余的玄武岩纤维混合均匀，得到所述玄武岩纤维增强混凝土。
[0027]本公开采用分批分步搅拌，先对粗细骨料搅拌，随后加入水泥、硅灰、粉煤灰进行搅拌，最后分两次加入玄武岩纤维，此种制备方法能够提高整体混凝土的混合程度，使玄武岩纤维在水泥砂浆中分散更加均匀，进而使玄武岩在混凝土中更好发挥作用。
[0028]作为本公开的一种优选技术方案，步骤(2)加入的玄武岩纤维的量为玄武岩纤维总质量的40
‑
60％。
[0029]本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0030]在本公开中，将玄武岩纤维应用于混凝土中时，玄武岩纤维与水泥基体的密切组合可以有效吸收混凝土的拉应力，提高混凝土阻裂能力，进而能够抑制和减少裂缝的产生，提高混凝土耐久性以及抗折强度，从而避免混凝土结构在抗折强度不足时暴露出的严重的安全性问题。
附图说明
[0031]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0032]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为坍落度随玄武岩纤维掺量的变化规律图；
[0034]图2为玄武岩纤维增强混凝土的抗折荷载
‑
偏转曲线图；
[0035]图3为玄武岩纤维增强混凝土的抗折强度随纤维掺量的变化规律图；
[0036]图4为玄武岩纤维增强混凝土的抗折韧性因子随纤维掺量的变化规律图；
[0037]图5为掺杂0.3％的玄武岩纤维的混凝土断面形貌；
[0038]图6为掺杂0.45％的玄武岩纤维的混凝土断面形貌图。
具体实施方式
[0039]为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，所述玄武岩纤维增强混凝土的制备原料包括水泥、硅灰、粉煤灰、细骨料、粗骨料、减水剂、水和玄武岩纤维；其中，所述玄武岩纤维的直径为15μm、长度为19mm、密度为2.71g/cm3、抗拉强度为4500MPa。2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，在所述制备原料中，所述玄武岩纤维的添加量为所述玄武岩纤维增强混凝土总质量的0.15
‑
0.45％。3.根据权利要求1或2所述的玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，以重量份计，所述制备原料包括如下组分：4.根据权利要求3所述的玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，以重量份计，所述制备原料包括如下组分：原料包括如下组分：还包括所述玄武岩纤维增强混凝土总质量的0.15
‑
0.45％的玄武岩纤维。5.根据权利要求1
‑
4中的任一项所述的玄武岩纤维增强混凝土，其特征在于，所述水泥为P
·
O 52.5级普通硅酸盐水泥。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅强，王振华，周枝明，赵旭，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：