一种钢纤维与高性能合成纤维混杂的增韧型RPC及制备方法，属于混凝土技术领域。其原料包括普通水泥、超细水泥、掺合料、外加剂、钢纤维、粗聚丙烯纤维、细聚乙烯醇纤维、水，水胶比为0.18～0.21，普通水泥、超细水泥分别占混凝土总质量的17%～20%、8%～9%，钢纤维、粗聚乙烯醇纤维、细聚乙烯醇纤维分别为整个混凝土体积的1%～3%、1.2%～1.7%、0.3%～0.6%。制备时，将砂和粉料倒入搅拌机搅拌均匀，然后加入外加剂和水，待拌合物由颗粒状转变为胶体时，掺入纤维进行搅拌，待纤维分散均匀后进行浇筑，振动密实或振捣成型并养护。本发明专利技术可以提高RPC的力学韧性，并提高材料的经济性和广泛应用性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种钢纤维与高性能合成纤维混杂的增韧型RPC及制备方法，属于混凝土
。其原料包括普通水泥、超细水泥、掺合料、外加剂、钢纤维、粗聚丙烯纤维、细聚乙烯醇纤维、水，水胶比为0.18～0.21，普通水泥、超细水泥分别占混凝土总质量的17%～20%、8%～9%，钢纤维、粗聚乙烯醇纤维、细聚乙烯醇纤维分别为整个混凝土体积的1%～3%、1.2%～1.7%、0.3%～0.6%。制备时，将砂和粉料倒入搅拌机搅拌均匀，然后加入外加剂和水，待拌合物由颗粒状转变为胶体时，掺入纤维进行搅拌，待纤维分散均匀后进行浇筑，振动密实或振捣成型并养护。本专利技术可以提高RPC的力学韧性，并提高材料的经济性和广泛应用性。【专利说明】一种钢纤维与高性能合成纤维混杂的增韧型RPC及制备方法
本专利技术涉及一种钢纤维与高性能合成纤维混杂的增韧型RPC及制备方法，属于混凝土
，适用于桥梁、道路、房屋建筑结构构件等对韧性要求较高的混凝土工程结构，属于混凝土
。
技术介绍
RPCCReactive Powder Concrete,以下简写为RPC),是一种具有超高强、高耐久性和高体积稳定性的新型高性能混凝土。由于其制备、施工工艺的不同，使其力学性能、变形能力和耐久性明显区别于普通混凝土和高强混凝土，包括:无粗骨料，最大限度地减小尺寸缺陷；掺加钢纤维，增加韧性；使用高效减水剂，降低水胶比和孔隙率；高温养护，促进胶凝材料的水化反应。RPC适用于对结构有高耐久、高强和轻质要求的工程领域。但是，未加钢纤维的RPC变形能力较差，脆性大，属于无预兆的脆性破坏。掺入钢纤维虽有一定的阻裂性能，增加材料韧性，但钢纤维掺量较少时，其增韧效果有限，而加入过多则可能造成搅拌困难，混凝土不密实与造价过高等缺点。由于RPC的韧性主要由钢纤维与基体之间的相对滑移摩擦力提供，而摩擦力的大小由基体的密实程度和纤维的掺量决定。如果加入过多的钢纤维，基体密实性得不到保障、流动性差，从而减少了纤维与基体的粘结强度，RPC的高强度和韧性又实现不了，因此只掺入钢纤维对提高RPC韧性的作用有限。如果在RPC中加入掺入钢纤维的同时，掺入粗聚乙烯醇纤维和高强度和高模量聚乙烯细纤维。粗聚乙烯醇纤维是一种合成纤维，其分散性很好，强度高，表面有羟基，与水泥基体粘结粘结性能优越，其增韧 效果非常明显；聚乙烯醇纤维生产原料来源广、制备简单、价格较低、应用广泛。另外粗聚乙烯醇纤维直径较大、表面为压痕异形且粗糙，与基体之间接触面积大，机械锚固力强，纤维在于基体滑移的工程中，显著改善RPC的韧性和耗能能力。但由于粗聚乙烯醇纤维对微观、细观微裂纹的阻裂效果较小，而细聚乙烯纤维具有亲水性、高强度、高弹性模量、以及良好的界面粘结性能，该纤维耐磨、抗酸碱、耐候性等优势。因属于亲水性材料，与水泥等组成的基体结合紧密，可以显著改善混凝土微观结构和提高韧性。RPC中加入细聚乙烯纤维，纤维在胶体中均匀分布可以延缓RPC的微细裂缝的萌生和扩展，增加基体抗裂性和耗能能力，最终提高RPC的韧性。但细聚乙烯纤维直径小、掺量高时影响分散性，因此增韧效果受到限制。将钢纤维、粗聚乙烯醇纤维和细聚乙烯纤维同时加入RPC，充分发挥粗聚聚乙烯醇纤维易分散和可以较高掺量的优势，同时掺入的细聚乙烯纤维与混凝土基体粘结性能优异、强度和弹性模量高、阻裂效果显著等优势。因此钢纤维、粗聚乙烯醇纤维和细聚乙烯纤维在RPC中能够交错分布相互补充、优势互补，实现在不同尺度、不同层次的增韧和增强，以充分发挥各自的特性和优势，最终达到良好的混合增韧效果。
技术实现思路
粗聚乙烯醇纤维表面有羟基，属于亲水材料，其直径大、表面压痕、粗糙，与基体之间接触面积大，机械锚固力强，能够很好的增加混凝土的韧性；另外，粗聚乙烯醇纤维分散性很好，掺量可较高，而不结团。细聚乙烯纤维具有亲水性、高强高模量的特点，与水泥等组成的基体结合较为紧密，在混凝土中具有很好的分散性，与RPC界面粘结牢靠，可改善RPC微观结构，可延缓RPC内部微细裂缝的萌生和扩展，实现多裂缝扩展。但细聚乙烯纤维直径小、比较柔软，不宜掺量高。因此，经专利技术人实践，将钢纤维和这两种合成纤维按照一定的体积掺量同时加入到RPC中，既利用粗聚乙烯醇纤维分散性优异和增韧效果显著的特点，同时也充分利用细聚乙烯纤维的亲水性、高强高模量和界面粘结性能优越的特点，进而每种纤维的优势得到充分利用，最终实现RPC增韧的目的。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案:一种钢纤维与高性能合成纤维混杂的增韧型RPC，其特征在于:其原料组份包括普通水泥、超细水泥、石英砂、掺合料、外加剂、钢纤维、粗聚乙烯醇纤维、细聚乙烯纤维、水；其中水胶比为0.18~0.21，普通水泥、超细水泥分别占混凝土总质量的17%~20%、8%~9%，钢纤维长度为10~13mm、直径为0.15~0.25mm ;粗聚乙烯醇纤维长度为35~45mm、直径为0.9~1.2mm ;细聚乙烯纤维长度为8~14mm、直径为10~14 y m ;纤维掺量按占混凝土总体积的百分比计算，钢纤维、粗聚乙烯醇纤维、细聚乙烯纤维分别为整个混凝土体积的1%~3%、1.2%~1.7%、0.3%~0.6%、石英砂的用量为混凝土总质量的40-44%。所述的掺合料为粒化高炉矿渣，比表面积为400_440m2/kg，其用量为混凝土总质量的 16-17%。所述的外加剂包括减水剂、消泡剂，可以改善混凝土性能的材料。减水剂的掺量为胶凝材料质量的1%~1.5%，减水剂重量不包括减水剂中水的重量，如果减水剂含有水，计算时把其中的水折算到水的用量中。消泡剂的掺量为胶凝材料质量的0.15%~0.5%。`所述的石英砂为天然石英砂，石英砂为40~70目，粒径为0.2~0.4mm。所述的水应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-89的规定。所述的超细水泥比表面积不低于570m2/kg。所述的普通水泥比表面积为350m2/kg。一种钢纤维与高性能合成纤维混杂增韧型RPC的制备方法，制作步骤包括如下:搅拌:将砂和普通水泥、超细水泥、掺合料倒入搅拌机，搅拌I~2分钟，均匀后，将水和外加剂混合液体缓慢倒入搅拌机里，倒入过程控制在50秒-1分钟；当拌合物由颗粒状转变为胶体状态时，均匀的掺入钢纤维、粗聚烯烃纤维和细聚乙烯醇纤维进行搅拌，搅拌2~3分钟待纤维分散均匀后进行试块浇筑，并按需要选用振动台振动密实或采用振捣棒进行振捣成型。养护:标准静置养护48h，然后在温度为90度，湿度为95%的环境下养护72h，最后常温养护至试验。本专利技术的有益效果如下:该混杂纤维增韧型RPC，除具有一般RPC的高强度、高耐久性等特性，同时由于不同品种纤维的混掺，可以改善RPC内部结构，延缓RPC微观/细观裂纹的萌生和扩展，保证RPC开裂后的持续承载，显著提高RPC的韧性，具有一般合成纤维混凝土和单一钢纤维增强RPC没有的应变硬化效应和多裂缝扩展特性。因为粗聚乙烯醇纤维的加入可以明显提高RPC的韧性和降低开裂后承载力的下降速率；细聚乙烯纤维的加入不仅有提高RPC的韧性作用，改善了 RPC内部细观结构、延缓了 RPC微观裂缝的萌生和扩展；钢纤维的加入则保证了 RPC的强度，三种纤维在基体的乱向分布，优势互补，可以充分发挥本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钢纤维与高性能合成纤维混杂的增韧型RPC，其特征在于：其原料组份包括普通水泥、超细水泥、石英砂、掺合料、外加剂、钢纤维、粗聚乙烯醇纤维、细聚乙烯纤维、水；其中水胶比为0.18～0.21，普通水泥、超细水泥分别占混凝土总质量的17%～20%、8%～9%，钢纤维长度为10～13mm、直径为0.15～0.25mm；粗聚乙烯醇纤维长度为35～45mm、直径为0.9～1.2mm；细聚乙烯纤维长度为8～14mm、直径为10～14μm；纤维掺量按占混凝土总体积的百分比计算，钢纤维、粗聚乙烯醇纤维、细聚乙烯纤维分别为整个混凝土体积的1%～3%、1.2%～1.7%、0.3%～0.6%、石英砂的用量为混凝土总质量的40%～44%；所述的掺合料为粒化高炉矿渣，比表面积为400?440m2/kg，其用量为混凝土总质量的16?17%；所述的外加剂包括减水剂、消泡剂，可以改善混凝土性能的材料。减水剂的掺量为胶凝材料质量的1%～1.5%，减水剂重量不包括减水剂中水的重量，如果减水剂含有水，计算时把其中的水折算到水的用量中；消泡剂的掺量为胶凝材料质量的0.15%～0.5%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓宗才，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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