CN108409247A - 一种高强高耐久性纤维陶粒混凝土 - Google Patents

一种高强高耐久性纤维陶粒混凝土 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高强高耐久性纤维陶粒混凝土，所述混凝土的组成为：水泥432kg/m3～486kg/m3、粉煤灰44～108kg/m3、矿粉0～54kg/m3、陶粒551kg/m3～620kg/m3、水141kg/m3～162kg/m3、河砂707kg/m3～750kg/m3、聚丙烯纤维0.8kg/m3～1.2kg/m3、减水剂4.32kg/m3～5.4kg/m3。本发明所述的混凝土具有较好的抗裂、承载、稳定性和耐久性，测试得7天抗压强度40.1MP，28天抗压强度在59.5MP，抗氯离子渗透等级Q‑Ⅲ，清水冻融循环200次，3％氯化钠盐溶液下的冻融循环175次。

Description

一种高强高耐久性纤维陶粒混凝土
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种高强高耐久性纤维陶粒混凝土。
背景技术
在我国北方区域，冬季时间较长，冬季温度一直持续在零摄氏度以下，甚至长期位于零下20度附近，长期的风雪堆积不仅影响到了路面的交通出行安全，并且随着路面积雪的反复融化结冰形成了往返的冻融循环，对建筑物结构产生了一定的破坏，北方严寒地区的建筑物由于经受长期的冻融循环，一些建筑物只能够运行30年左右，有的甚至达不到20年就已经丧失了使用功能。为了风雪环境下的交通出行安全，撒盐进行冰雪融化成为公路桥梁除雪的主要方式，然而除冰盐的渗透与冻融的复核作用更加容易引起混凝土的剥落从而引起安全事故，每年因混凝土冻融和氯离子渗透等耐久性问题引发的结构破造成了巨大的经济损失，甚至重大安全事故。而且随着社会的不断发展对结构提出了更多的要求，使得普通混凝土自重大，抗裂性差，低耐久等问题严重制约了社会的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高强高耐久性纤维陶粒混凝土。
本发明的技术方案可以通过以下技术措施来实现：
一种高强高耐久性纤维陶粒混凝土，所述混凝土的组成为：水泥432kg/m3～486kg/m3、粉煤灰44～108kg/m3、矿粉0～54kg/m3、陶粒551kg/m3～620kg/m3、水141kg/m3～162kg/m3、河砂707kg/m3～750kg/m3、聚丙烯纤维0.8kg/m3～1.2kg/m3、减水剂4.32kg/m3～5.4kg/m3。
优选地，所述混凝土的组成为：水泥432kg/m3、粉煤灰54kg/m3、矿粉54kg/m3、陶粒551kg/m3、水160kg/m3、河砂744kg/m3、聚丙烯纤维1.2kg/m3、减水剂3.24kg/m3。
优选地，所述混凝土的组成为：水泥456kg/m3、粉煤灰44kg/m3、矿粉44kg/m3、陶粒554kg/m3、水152kg/m3、河砂730kg/m3、聚丙烯纤维1.0kg/m3、减水剂3.24kg/m3。
优选地，所述粉煤灰与矿粉的比例为1:1。
优选地，所述的陶粒密度为900，粒径范围5mm～20mm。
优选地，所述的水泥为华新牌P.0.42.5型号普通硅酸盐水泥，粉煤灰为GB/T1596-2005中定义的Ⅰ级粉煤灰，矿粉为GB/T18046-2008中定义的S95级矿粉，其纤维为GB/T21120-2007中定义的聚丙烯纤维，减水剂为HSC聚羧酸高性能减水剂，减水率20％。
优选地，陶粒为饱和面干的状态。
优选地，所述混凝土的制备过程为：
(1)将陶粒浸泡1小时，沥干12小时达到饱和面干状态备用；
(2)将步骤(1)所得陶粒与中粗河砂拌合均匀；
(3)向步骤(2)所得混合物中撒入聚丙烯纤维拌合均匀。
(4)向步骤(3)所得混合物中加入粉煤灰、矿粉、水泥，拌合均匀；
(5)向步骤(4)所得混合物中加入水与减水剂的混合溶液，拌合均匀后装模；
(6)将步骤(5)中装好的模放上振动台震动，震动期间振捣混凝土并敲击模板两侧；
(7)装模，标准养护箱养护，得高强高耐久性纤维陶粒混凝土。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明选用陶粒作为混凝土的骨料，选择陶粒作为骨料不仅保护了环境降低天然集料开采，而且陶粒混凝土有效降低了结构自重更加适用于高层建筑和大跨境桥梁。纤维的掺加以二维或三维网状结构均匀分散于陶粒混凝土中，纤维通过与骨料的咬合作用，加上与胶浆的粘聚作用，将基体的一部分拉应力传递给纤维，在增加了胶浆与骨料的粘附性的同时，提高集料之间的粘结力有效改善了陶粒混凝土的抗裂性能，减少塑性收缩裂缝、延缓裂缝的发展并相应地增加陶粒混凝土开裂后的承载能力与韧性的作用，提高了陶粒混凝土的稳定性、耐久性，使用寿命得到保证。粉煤灰和矿粉的添加在提高纤维陶粒混凝土强度的同时有效的提高了混凝土的耐久性，本发明的原料各组分组成为最优配比，测试得7天抗压强度在41MP以上，28天抗压强度在50MP以上，抗氯离子渗透等级Q-Ⅱ,清水冻融循环200次，3％氯化钠盐溶液下的冻融循环175次。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将进一步阐述本发明的具体实施例。
实施例1：
本实例中纤维陶粒混凝土的组成为：华新牌P.0.42.5型号普通硅酸盐水泥486kg/m3，粉煤灰54kg/m3，陶粒620kg/m3，矿粉44kg/m3，中粗河砂730kg/m3，水141kg/m3，减水剂4.32kg/m3。
本实例中纤维陶粒混凝土制备方法为：
(1)选取密度等级为900级，粒径范围5mm～20mm的陶粒。
(2)取步骤(1)中所述陶粒620kg/m3浸泡1小时，沥干12小时达到饱和面干状态备用。
(3)取步骤(2)中备用陶粒与中粗河砂730kg/m3于伴板中拌合均匀。
(4)向步骤(3)中加入粉煤灰54kg/m3、水泥486kg/m3拌合均匀。
(5)向步骤(4)中加入水141kg/m3与减水剂4.32kg/m3的混合溶液拌合，拌合均匀后装模。
(6)将步骤(5)中装好的模放上振动台震动40秒，振动台震动期间用振捣棒振捣混凝土并敲击模板两侧。
(7)装模，标准养护箱内养护。
本实例中最后测试配置纤维陶粒混凝土7天抗压强度47.37MPa，28天抗压强度54.77MPa，清水冻融150次后破坏，3％氯化钠溶液中冻融125次破坏，抗氯离子渗透等级Q-Ⅱ。陶粒减少了混凝土的自重，减水剂减少了水的用量，粉煤灰和纤维提高了混凝土的耐久性。
实例2：
本实例中纤维陶粒混凝土的组成为：华新牌P.0.42.5型号普通硅酸盐水泥486kg/m3，粉煤灰54kg/m3，陶粒600kg/m3，矿粉44kg/m3，中粗河砂707kg/m3，水162kg/m3，减水剂6.48kg/m3，聚丙烯纤维掺量0.8kg/m3。
本实例中纤维陶粒混凝土制备方法为：
(1)选取密度等级为900级，粒径范围5mm～20mm的陶粒。
(2)取步骤(1)中所述陶粒600kg/m3浸泡1小时，沥干12小时达到饱和面干状态备用。
(3)取步骤(2)中备用陶粒与中粗河砂707kg/m3于伴板中拌合均匀。
(4)向步骤(3)中撒入聚丙烯纤维0.8kg/m3拌合均匀。
(5)向步骤(4)中加入粉煤灰54kg/m3、水泥486kg/m3拌合均匀。
(6)向步骤(5)中加入水162kg/m3与减水剂6.48kg/m3的混合溶液拌合，拌合均匀后装模。
(7)将步骤(6)中装好的模放上振动台震动40秒，振动台震动期间用振捣棒振捣混凝土并敲击模板两侧。
(8)装模，标准养护箱内养护。
本实例中最后测试配置纤维陶粒混凝土7天抗压强度46.99MPa，28天抗压强度54.91MPa，清水冻融175次后破坏，3％氯化钠溶液中冻融150次破坏，抗氯离子渗透等级Q-Ⅲ。陶粒减少了混凝土的自重，减水剂减少了水的用量，粉煤灰和纤维提高了混凝土的耐久性。
实例3：
本实例中纤维陶粒混凝土的组成为：华新牌P.0.42.5型号普通硅酸盐水泥432kg/m3，粉煤灰108kg/m3，陶粒610kg/m3，中粗河砂719kg/m3，水152kg/m3，减水剂4.32kg/m3，聚丙烯纤维掺量0.9kg/m3。
本实例中纤维陶粒混凝土制备方法为：
(1)选取密度等级为900级，粒径范围5mm～20mm的陶粒。
(2)取步骤(1)中所述陶粒610kg/m3浸泡1小时，沥干12小时达到饱和面干状态备用。
(3)取步骤(2)中备用陶粒与中粗河砂719kg/m3于伴板中拌合均匀。
(4)向步骤(3)中撒入聚丙烯纤维0.9kg/m3拌合均匀。
(5)向步骤(4)中加入粉煤灰108kg/m3、水泥432kg/m3拌合均匀。
(6)向步骤(5)中加入水152kg/m3与减水剂4.32kg/m3的混合溶液拌合，拌合均匀后装模。
(7)将步骤(6)中装好的模放上振动台震动40秒，振动台震动期间用振捣棒振捣混凝土并敲击模板两侧。
(8)装模，标准养护箱内养护。
本实例中最后测试配置纤维陶粒混凝土7天抗压强度41.57MPa，28天抗压强度55.13MPa，清水冻融175次后破坏，3％氯化钠溶液中冻融150次破坏，抗氯离子渗透等级Q-Ⅲ。陶粒减少了混凝土的自重，减水剂减少了水的用量，粉煤灰和纤维提高了混凝土的耐久性。
实例4：
本实例中纤维陶粒混凝土的组成为：华新牌P.0.42.5型号普通硅酸盐水泥486kg/m3，粉煤灰54kg/m3，陶粒610kg/m3，矿粉54kg/m3，中粗河砂719kg/m3，水152kg/m3，减水剂5.4kg/m3，聚丙烯纤维掺量1.0kg/m3。
本实例中纤维陶粒混凝土制备方法为：
(1)选取密度等级为900级，粒径范围5mm～20mm的陶粒。
(2)取步骤(1)中所述陶粒610kg/m3浸泡1小时，沥干12小时达到饱和面干状态备用。
(3)取步骤(2)中备用陶粒与中粗河砂719kg/m3于伴板中拌合均匀。
(4)向步骤(3)中撒入聚丙烯纤维1.0kg/m3拌合均匀。
(5)向步骤(4)中加入粉煤灰54kg/m3、水泥486kg/m3拌合均匀。
(6)向步骤(5)中加入水152kg/m3与减水剂5.4kg/m3的混合溶液拌合，拌合均匀后装模。
(7)将步骤(6)中装好的模放上振动台震动40秒，振动台震动期间用振捣棒振捣混凝土并敲击模板两侧。
(8)装模，标准养护箱内养护。
本实例中最后测试配置纤维陶粒混凝土7天抗压强度48.3.MPa，28天抗压强度59.03MPa，清水冻融200次后破坏，3％氯化钠溶液中冻融175次破坏，抗氯离子渗透等级Q-Ⅲ。陶粒减少了混凝土的自重，减水剂减少了水的用量，粉煤灰和纤维提高了混凝土的耐久性。
实例5：
本实例中纤维陶粒混凝土的组成为：华新牌P.0.42.5型号普通硅酸盐水泥432kg/m3，粉煤灰54kg/m3，矿粉54kg/m3，陶粒551kg/m3，中粗河砂744kg/m3，水160kg/m3，减水剂3.24kg/m3，聚丙烯纤维掺量1.2kg/m3。
本实例中纤维陶粒混凝土制备方法为：
(1)选取密度等级为900级，粒径范围5mm～20mm的陶粒。
(2)取步骤(1)中所述陶粒551kg/m3浸泡1小时，沥干12小时达到饱和面干状态备用。
(3)取步骤(2)中备用陶粒与中粗河砂744kg/m3于伴板中拌合均匀。
(4)向步骤(3)中撒入聚丙烯纤维1.2kg/m3拌合均匀。
(5)向步骤(4)中加入粉煤灰54kg/m3、矿粉54kg/m3，水泥432kg/m3拌合均匀。
(6)向步骤(5)中加入水160kg/m3与减水剂3.24kg/m3的混合溶液拌合，拌合均匀后装模。
(7)将步骤(6)中装好的模放上振动台震动40秒，振动台震动期间用振捣棒振捣混凝土并敲击模板两侧。
(8)装模，标准养护箱内养护。
本实例中最后测试配置纤维陶粒混凝土7天抗压强度49.1.MPa，28天抗压强度59.3MPa，清水冻融200次后破坏，3％氯化钠溶液中冻融175次破坏，抗氯离子渗透等级Q-Ⅲ。陶粒减少了混凝土的自重，减水剂减少了水的用量，粉煤灰和纤维提高了混凝土的耐久性。
实例6：
本实例中纤维陶粒混凝土的组成为：华新牌P.0.42.5型号普通硅酸盐水泥456kg/m3，粉煤灰44kg/m3，矿粉44kg/m3，陶粒554kg/m3，中粗河砂730kg/m3，水152kg/m3，减水剂3.24kg/m3，聚丙烯纤维掺量1.0kg/m3。
本实例中纤维陶粒混凝土制备方法为：
(1)选取密度等级为900级，粒径范围5mm～20mm的陶粒。
(2)取步骤(1)中所述陶粒554kg/m3浸泡1小时，沥干12小时达到饱和面干状态备用。
(3)取步骤(2)中备用陶粒与中粗河砂730kg/m3于伴板中拌合均匀。
(4)向步骤(3)中撒入聚丙烯纤维1.0kg/m3拌合均匀。
(5)向步骤(4)中加入粉煤灰44kg/m3、矿粉44kg/m3，水泥456kg/m3拌合均匀。
(6)向步骤(5)中加入水152kg/m3与减水剂3.24kg/m3的混合溶液拌合，拌合均匀后装模。
(7)将步骤(6)中装好的模放上振动台震动40秒，振动台震动期间用振捣棒振捣混凝土并敲击模板两侧。
(8)装模，标准养护箱内养护。
本实例中最后测试配置纤维陶粒混凝土7天抗压强度48.12MPa，28天抗压强度59.5MPa，清水冻融200次后破坏，3％氯化钠溶液中冻融175次破坏，抗氯离子渗透等级Q-Ⅲ。陶粒减少了混凝土的自重，减水剂减少了水的用量，粉煤灰和纤维提高了混凝土的耐久性。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种高强高耐久性纤维陶粒混凝土，其特征在于，所述混凝土的组成为：水泥432kg/m3～486kg/m3、粉煤灰44～108kg/m3、矿粉0～54kg/m3、陶粒551kg/m3～620kg/m3、水141kg/m3～162kg/m3、河砂707kg/m3～750kg/m3、聚丙烯纤维0.8kg/m3～1.2kg/m3、减水剂4.32kg/m3～5.4kg/m3。
2.根据权利要求1所述的高强高耐久性纤维陶粒混凝土，其特征在于，所述混凝土的组成为：水泥432kg/m3、粉煤灰54kg/m3、矿粉54kg/m3、陶粒551kg/m3、水160kg/m3、河砂744kg/m3、聚丙烯纤维1.2kg/m3、减水剂3.24kg/m3。
3.根据权利要求1所述的高强高耐久性纤维陶粒混凝土，其特征在于，所述混凝土的组成为：水泥456kg/m3、粉煤灰44kg/m3、矿粉44kg/m3、陶粒554kg/m3、水152kg/m3、河砂730kg/m3、聚丙烯纤维1.0kg/m3、减水剂3.24kg/m3。
4.根据权利要求1所述的高强高耐久性纤维陶粒混凝土，其特征在于，所述粉煤灰与矿粉的比例为1:1。
5.根据权利要求1所述的高强高耐久性纤维陶粒混凝土，其特征在于，所述的陶粒密度为900，粒径范围5mm～20mm。
6.根据权利要求1所述的高强高耐久性纤维陶粒混凝土，其特征在于，所述的粉煤灰为GB/T1596-2005中定义的Ⅰ级粉煤灰，矿粉为GB/T18046-2008中定义的S95级矿粉。
7.根据权利要求1所述的高强高耐久性纤维陶粒混凝土，其特征在于，所述减水剂为HSC聚羧酸高性能减水剂，减水率20％。
8.根据权利要求1所述的高强高耐久性纤维陶粒混凝土，其特征在于，陶粒为饱和面干的状态。
9.根据权利要求1所述的高强高耐久性纤维陶粒混凝土，其特征在于，所述混凝土的制备过程为：
(1)将陶粒浸泡1小时，沥干12小时达到饱和面干状态备用；
(2)将步骤(1)所得陶粒与河砂拌合均匀；
(3)向步骤(2)所得混合物中撒入聚丙烯纤维拌合均匀；
(4)向步骤(3)所得混合物中加入粉煤灰、矿粉、水泥，拌合均匀；
(5)向步骤(4)所得混合物中加入水与减水剂的混合溶液，拌合均匀后装模；
(6)将步骤(5)中装好的模放上振动台震动，震动期间振捣混凝土并敲击模板两侧；
(7)装模，标准养护箱养护，得高强高耐久性纤维陶粒混凝土。
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