CN107973566A - 一种阻裂增强型混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料领域，具体公开了一种阻裂增强型混凝土，包括如下组分：立体金属结构，骨料，低碱水泥，粉煤灰，矿粉，硅灰，水泥砂浆消泡剂，偶联剂；立体金属结构包括球体和环板，球体包括上半球和下半球，上半球上设有连接杆，连接杆上设有环板；下半球上开有连接槽，连接槽与连接杆相连接。本方案阻裂效果明显，抗拉抗裂强度得到大幅度提高，此混凝土可在浇筑期防止早期裂缝的产生；在凝固时提升抗拉强度和抗裂效果，减少甚至消除混凝土界面的原始裂缝，起到阻裂作用；在凝固后阻碍裂缝的进一步扩大并延长裂缝的贯通时间，并能够利用立体金属结构的变形来阻止裂缝的进一步扩大，阻裂效果得到进一步增强。

Description

一种阻裂增强型混凝土
技术领域
本发明属于建筑材料领域。
背景技术
目前，在工程施工中，为了改善混凝土的抗裂性能及耐久性能，会在混凝土中掺入一定量的纤维，使之形成一种纤维混凝土。工程施工前，将纤维混入混凝土中进行搅拌，再将混有纤维的混凝土浇注至需要的工程施工地点。由于纤维的长度很短，在混凝土中是乱向分布的，可以阻碍混凝土内部裂纹的扩展，进而能够在一定程度上提高混凝土的抗拉、抗弯、抗剪等强度，以及改善混凝土的耐久性能。
然而，现有技术中存在如下问题：由于目前使用的纤维多采用线形形状，其长度很短，混合至混凝土中后，纤维受力较为单一，混凝土凝固过程中，纤维阻碍混凝土内部裂纹扩展的效果不理想，混凝土的抗拉、抗弯、抗剪等强度提高有限，甚至在一些施工环境下没有任何提高。由此可以得知，添加纤维的混凝土其阻裂效果并不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻裂增强型混凝土，以解决背景技术中现有混凝土阻裂效果不理想的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种阻裂增强型混凝土，所述阻裂增强型混凝土包括如下重量份数的组分：立体金属结构215-245份，骨料1423-1465份，低碱水泥 125-185份，粉煤灰70-80份，矿粉20-50份，硅灰10-25份，水泥砂浆消泡剂1-5份，偶联剂2-10份；所述立体金属结构包括相互连接的球体和环板，所述球体与环板之间形成凹部；球体包括相互配合的上半球和下半球，所述上半球上设有连接杆，所述环板固定在连接杆上，且环板的直径大于上半球；所述下半球上开有连接槽，所述连接杆与连接槽可拆卸连接。
本基础方案的原理和有益效果在于：将立体金属结构、骨料、低碱水泥、粉煤灰、矿粉、硅粉、水泥砂浆消泡剂和偶联剂一起添加到搅拌设备中进行搅拌，使得各组分混合均匀。掺用粉煤灰、矿粉、硅灰等混合材料，可提高混凝土保护层的密实性，还适当增加混凝土保护层的厚度。低碱水泥能够削弱水泥对立体金属结构的腐蚀，增强混凝土的耐久性能。
立体金属结构为空间立体结构且为球形，方便进行搅拌，使得立体金属结构能够与骨料、低碱水泥等组分均匀地混合在一起，提高混凝土的质量；环板与球体之间可形成凹部，使骨料、低碱水泥等组分形成的混合物可嵌固在凹部中，增强混合物与立体金属结构结合的紧密度。
混凝土在浇筑过程中，骨料、低碱水泥等组分形成的混合物进入球体与环板形成的凹部中，增强了立体金属结构与其他组分结合的紧密度，避免形成早期的裂缝；混凝土浇筑后需要对混凝土进行振动，骨料、低碱水泥等组分形成的混合物在振动过程中会与立体金属结构结合得更加紧密，进一步防止早期裂缝的产生。
在混凝土凝固的过程中，混凝土中多余的水分逐渐失去，混凝土发生收缩和徐变，由于立体金属结构与骨料、低碱水泥等组分形成的混合物均匀地混合在一起，球体和环板自身的韧性能够增强混凝土的抗拉强度，所以立体金属结构能够抵抗混凝土的收缩变形并承担部分收缩应力，进而减少甚至消除混凝土界面的原始裂缝，对混凝土起到阻裂作用。
混凝土凝固后，随着混凝土荷载的增加，混凝土界面上会产生部分原始裂缝或使混凝土界面的原始裂缝逐渐扩展到混凝土内部，裂缝通常平行于骨料表面进行扩展，立体金属结构的球体或环板能够与裂缝交叉形成阻碍，减缓裂缝的扩展；由于裂缝扩展受阻，裂缝会出现分叉并绕开立体金属结构进行扩展，这样裂缝的扩展路线就被迫延长，进一步减缓了裂缝的扩展，延长了裂缝的贯通时间，从而起到阻裂的作用，并利用立体金属结构的韧性增强混凝土的抗拉强度，进一步阻止裂缝的扩大。
荷载继续增加，裂缝将继续扩展并进入不稳定扩展阶段，立体金属网仍然能够与骨料、低碱水泥等组分有效粘结在一起，裂缝的扩展会导致立体金属结构产生较大的变形，而骨料、低碱水泥等组分消耗的能量缓慢，更进一步地阻止了裂缝的扩大，阻裂效果明显。
所以，添加了立体金属结构的混凝土阻裂效果明显，抗拉强度和耐久性能得到大幅度提高，此混凝土可在浇筑期防止早期裂缝的产生；在凝固时提升抗拉强度和抗裂效果，减少甚至消除混凝土界面的原始裂缝，起到阻裂作用；在凝固后阻碍裂缝的进一步扩大并延长裂缝的贯通时间，并能够利用立体金属结构的变形来阻止裂缝的进一步扩大，阻裂效果得到进一步增强。
方案二：此为基础方案的优选，所述上半球和下半球均为中空结构。上半球和下半球均为中空结构，减小了立体金属结构的重量和密度，避免立体金属结构过重而使混凝土产生离析现象，保证立体金属结构能够均匀地混合到混凝土中，进一步提高了混凝土的均匀性。
方案三：此为方案二的优选，所述上半球表面和下半球表面上均加工有若干个第一弧形面。骨料、低碱水泥等组分形成的混合物流入上半球和下半球上加工的第一弧形面中，能够使骨料、低碱水泥等组分形成的混合物与球体的粘结度更高，进一步增强了混凝土的紧密度。
方案四：此为方案三的优选，：所述环板上加工有若干个第二弧形面。环板上的第二弧形面能够使骨料、低碱水泥等组分形成的混合物与环板的粘结度更高，更进一步增强了混凝土的紧密度。
方案五：此为方案四的优选，所述环板为六边形。六边形的环板其外缘能够更好地与骨料、低碱水泥等组分形成的混合物粘结，增强了混凝土的紧密度。
方案六：此为方案五的优选，所述连接杆与连接槽螺纹连接。连接杆与连接槽之间为螺纹连接，加工方法简单，降低了加工成本。
方案七：此为基础方案的优选，所述立体金属结构表面涂刷有阻锈剂。阻锈剂能够减缓甚至防止立体金属结构的锈化，增强混凝土的耐久性能。
方案八：此为基础方案的优选，所述低碱水泥为普通硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥早期强度和后期强度高，耐磨性好，可进一步增强混凝土的耐久性能。
方案九：此为方案八的优选，所述普通硅酸盐水泥的平均粒径为30-55μm。平均粒径为 30-50μm的普通硅酸盐水泥具有较高的活性，水化反应速度较快，反应较完全，使混凝土的强度更高。
附图说明
图1为本发明一种阻裂增强型混凝土中立体金属结构的结构示意图；
图2为立体金属结构的俯视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：上半球1、下半球2、连接杆3、环板4、连接槽5、球体6、凹部7。
一种阻裂增强型混凝土，包括如下组分：立体金属结构、骨料、低碱水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰、水泥砂浆消泡剂、偶联剂。低碱水泥为普通硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥的平均粒径为30-50μm；偶联剂采用KH570。
如附图1和附图2所示，立体金属结构表面涂刷有阻锈剂，阻锈剂能够减缓甚至防止立体金属结构的锈化，增强混凝土的耐久性能。立体金属结构主要由球体6和环板4构成，球体6与环板4之间形成凹部7；球体6主要由中空的上半球1、中空的下半球2、连接杆3 和连接槽5构成，上半球1和下半球2均为中空结构，减小了立体金属结构的重量和密度，避免立体金属结构过重而使混凝土产生离析现象，保证立体金属结构能够均匀地混合到混凝土中，进一步提高了混凝土的均匀性。上半球1表面和下半球2表面上均加工有若干个第一弧形面，骨料、低碱水泥等组分形成的混合物流入上半球1和下半球2上加工的第一弧形面中，能够使骨料、低碱水泥等组分形成的混合物与球体6的粘结度更高，进一步增强了混凝土的紧密度。连接杆3焊接在上半球1的下端面上，连接槽5开在下半球2的上端面上，连接杆3与连接槽5之间螺纹连接。环板4焊接在连接杆3上，环板4呈六边形，六边形的环板4其外缘能够更好地与骨料、低碱水泥等组分形成的混合物粘结，增强了混凝土的紧密度；环板4上加工有若干个第二弧形面，第二弧形面能够使骨料、低碱水泥等组分形成的混合物与环板4的粘结度更高，更进一步增强了混凝土的紧密度。
接下来利用实施例对未添加纤维也未添加立体金属结构形成的混凝土、添加纤维形成的混凝土、添加立体金属结构形成的阻裂增强型混凝土分别进行测试，检测混凝土的阻裂效果和抗拉抗裂效果。
实施例1(未添加纤维也未添加立体金属结构形成的混凝土)
取骨料1465份，普通硅酸盐水泥185份，粉煤灰80份，矿粉50份，硅灰25份，水泥砂浆消泡剂5份，偶联剂10份，搅拌混合形成无纤维无立体金属结构的混凝土。
实施例2(添加纤维形成的混凝土)
取耐碱玻璃纤维245份，骨料1465份，普通硅酸盐水泥185份，粉煤灰80份，矿粉50份，硅灰25份，水泥砂浆消泡剂5份，偶联剂10份，搅拌混合形成纤维混凝土。
实施例3(添加立体金属结构形成的阻裂增强型混凝土)
取立体金属结构245份，骨料1465份，普通硅酸盐水泥185份，粉煤灰80份，矿粉50份，硅灰25份，水泥砂浆消泡剂5份，偶联剂10份，搅拌混合形成阻裂增强型混凝土。
实施例4(添加立体金属结构形成的阻裂增强型混凝土)
取立体金属结构230份，骨料1441份，普通硅酸盐水泥155份，粉煤灰75份，矿粉35份，硅灰18份，水泥砂浆消泡剂3份，偶联剂6份，搅拌混合形成阻裂增强型混凝土。
实施例5(添加立体金属结构形成的阻裂增强型混凝土)
取立体金属结构215份，骨料1423份，普通硅酸盐水泥125份，粉煤灰70份，矿粉20份，硅灰10份，水泥砂浆消泡剂1份，偶联剂2份，搅拌混合形成阻裂增强型混凝土。
将实施例1-5形成的混凝土常温放置3天后，采用PTS－E40裂缝综合测试仪对实施例 1-6形成的混凝土进行检测，检测结果见表1：
从表1可以看出，添加纤维的混凝土比未添加纤维和立体金属结构的混凝土阻裂效果更好，抗拉抗裂强度更强；添加立体金属结构的混凝土比添加纤维的混凝土阻裂效果更加，抗拉抗裂强度明显增强；而在添加了立体金属结构的实施例中，实施例4形成的阻裂增强型混凝土阻裂效果最佳，抗拉抗裂强度最强。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种阻裂增强型混凝土，其特征在于，所述阻裂增强型混凝土包括如下重量份数的组分：立体金属结构215-245份，骨料1423-1465份，低碱水泥125-185份，粉煤灰70-80份，矿粉20-50份，硅灰10-25份，水泥砂浆消泡剂1-5份，偶联剂2-10份；所述立体金属结构包括相互连接的球体和环板，所述球体与环板之间形成凹部；球体包括相互配合的上半球和下半球，所述上半球上设有连接杆，所述环板固定在连接杆上，且环板的直径大于上半球；所述下半球上开有连接槽，所述连接杆与连接槽可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的阻裂增强型混凝土，其特征在于：所述上半球和下半球均为中空结构。
3.根据权利要求2所述的阻裂增强型混凝土，其特征在于：所述上半球表面和下半球表面上均加工有若干个第一弧形面。
4.根据权利要求3所述的阻裂增强型混凝土，其特征在于：所述环板上加工有若干个第二弧形面。
5.根据权利要求4所述的阻裂增强型混凝土，其特征在于：所述环板为六边形。
6.根据权利要求5所述的阻裂增强型混凝土，其特征在于：所述连接杆与连接槽螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的阻裂增强型混凝土，其特征在于：所述立体金属结构表面涂刷有阻锈剂。
8.根据权利要求1所述的阻裂增强型混凝土，其特征在于：所述低碱水泥为普通硅酸盐水泥。
9.根据权利要求8所述的阻裂增强型混凝土，其特征在于：所述普通硅酸盐水泥的平均粒径为30-50μm。
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