鋼纖維保溫混凝土及其應(yīng)用和制備方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種鋼纖維保溫混凝土及其應(yīng)用和制備方法，解決了現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)中所使用的混凝土抗拉、抗彎和保溫性能差等技術(shù)問題。該鋼纖維保溫混凝土，由下列重量份數(shù)的原料制成：鋼纖維2-50份，玻化微珠30-100份，水泥300-500份，石子1100-1400份，砂450-600份，水150-300份，外加劑0.2-10份，外摻料50-100份。本發(fā)明鋼纖維保溫混凝土不僅能夠滿足一般建筑結(jié)構(gòu)中混凝土的受力性能、抗震性能和保溫性能的需求，又能滿足特種建筑結(jié)構(gòu)對高強(qiáng)度和熱工性能良好的混凝土的需求。既提高了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度，又大幅度降低了建筑物的能耗，符合我國發(fā)展高性能混凝土的標(biāo)準(zhǔn)要求。
【專利說明】鋼纖維保溫混凝土及其應(yīng)用和制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼纖維保溫混凝土，特別涉及一種具有高抗拉、抗彎、抗壓強(qiáng)度和保溫性能的混凝土以及該混凝土的應(yīng)用和制備方法，屬于混凝土及其制備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外的建筑結(jié)構(gòu)93%以上為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并且這些建筑結(jié)構(gòu)中所使用的混凝土為普通混凝土。普通混凝土具有較好的抗壓性能，其抗拉、抗彎、抗裂性能、保溫性能很差，因此為了改善混凝土的抗拉等性能，混凝土結(jié)構(gòu)中加入了鋼筋等金屬材料；普通混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)較高，保溫性能很差，導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到1.8W/m*k左右，因此為使建筑滿足人們和設(shè)備對室溫的需求，外圍結(jié)構(gòu)都做內(nèi)/外保溫層等有效措施來減少室內(nèi)外熱交換，以達(dá)到保溫的效果。
[0003]為改善普通混凝土的抗拉、抗彎、抗裂性能和保溫性能差等不足，建筑結(jié)構(gòu)中需要增加鋼筋的用量或提高鋼筋等級(jí)，建筑內(nèi)/外圍結(jié)構(gòu)增設(shè)保溫層。而增加鋼筋用量或提高鋼筋等級(jí)最直接的問題就是增加了工程總造價(jià)。傳統(tǒng)保溫材料為有機(jī)保溫材料，其制作時(shí)對環(huán)境污染嚴(yán)重并且易燃，帶來很多不安全因素，造價(jià)也居高不下。這對于我國資源和能源都比較匱乏、環(huán)境嚴(yán)重污染的現(xiàn)狀，無疑是一種極大的浪費(fèi)和摧殘。
[0004]減少鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋用量和保溫系統(tǒng)是兩個(gè)獨(dú)立的工程，把兩個(gè)工程放在一個(gè)混凝土工程中解決，不僅可以減少人力、物力和財(cái)力的支出，又減小了建筑材料制作時(shí)對環(huán)境的污染和對資源、能源的浪費(fèi)。滿足我國建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的要求，同時(shí)也滿足對結(jié)構(gòu)節(jié)能和建筑節(jié)能的需求，極大的增加了結(jié)構(gòu)的抗震性、安全性、保溫性。目前，國內(nèi)外關(guān)于同時(shí)具有高抗壓、高抗拉、高抗彎、高抗裂和具有保溫性能的混凝土的研究還沒有報(bào)道。`

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)中所使用的混凝土抗拉、抗彎和保溫性能差等技術(shù)問題，而提供一種同時(shí)具有高抗拉、高抗彎、高抗裂和保溫性能良好的鋼纖維保溫混凝土，并且提供了該混凝土的制備方法。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種鋼纖維保溫混凝土，由下列重量份數(shù)的原料制成:鋼纖維2-50份，?；⒅?0-100 份，水泥 300-500 份，石子 1100-1400 份，砂 450-600 份，水 150-300 份，外加劑 0.2-4份，外摻料50-100份；其中，所述的外加劑可選用混凝土領(lǐng)域常用外加劑，如減水劑、緩凝劑等，所述的外摻料可選用混凝土領(lǐng)域常用外摻料，如粉煤灰、硅灰、礦渣等。
[0007]其中，所述的鋼纖維的有效長度為10-60mm，直徑或等效直徑> 0.08mm。鋼纖維是一種可以添加在混凝土中的高強(qiáng)度鋼絲，不同種類的鋼纖維添加在混凝土中都可以極大改善混凝土的力學(xué)性能，試驗(yàn)證明在混凝土中加入有效長度為10-60mm，直徑(或等效直徑)^ 0.08mm的鋼纖維，制作出的混凝土強(qiáng)度和保溫性能都為最高。[0008]所述的?；⒅榈牧綖?.l-2mm,導(dǎo)熱系數(shù)為0.03-0.05ff/m*K,吸水率< 40%，熔融溫度1200°C。?；⒅槭翘砑釉诨炷林械囊环N無機(jī)保溫骨料，?；⒅楸毓橇虾推胀ㄅ蛎浾渲閹r最大的區(qū)別在于?；⒅槲蔬h(yuǎn)遠(yuǎn)低于膨脹珍珠巖，擁有低吸水率是混凝土的耐久性和達(dá)到較高的保溫效果的最基本保證。而?；⒅榈牧胶突炷翉?qiáng)度的也有著密不可分的關(guān)系。大量試驗(yàn)證明，?；⒅榈亩逊e密度為ll(Tl30kg/m3，粒徑為
0.5-2.0mm,導(dǎo)熱系數(shù)為0.03-0.05ff/m*K,吸水率< 40%時(shí)制作出的鋼纖維保溫混凝土效果最好。
[0009]所述的鋼纖維占混凝土的質(zhì)量比為0.1_2%，?；⒅檎蓟炷恋馁|(zhì)量比為1-5%。
[0010]所述的鋼纖維保溫混凝土的制備方法，包括如下步驟:本混凝土攪拌順序?yàn)閺?fù)式攪拌法，由于?；⒅楸夭牧显跀嚢柽^程中的吸水行為會(huì)直接影響拌合物的和易性，因此宜將?；⒅檫M(jìn)行預(yù)濕處理。首先將所述比例的玻化微珠和1/3的水投入攪拌機(jī)中，拌合20-50秒后,加入所述比例的外摻料對?；⒅檫M(jìn)行造殼攪拌,形成穩(wěn)定的拌合料,其后再將所述比例的的水泥、石子、砂、鋼纖維、外加劑和剩余水均勻投入攪拌機(jī)中，攪拌3-5分鐘即得到鋼纖維保溫混凝土。
[0011]所述的鋼纖維保溫混凝土的應(yīng)用，其能應(yīng)用于民用建筑結(jié)構(gòu)(如磚混、框架、框-剪和剪力墻等)和特殊結(jié)構(gòu)物(如人防、隔震樓等)中，同樣也能應(yīng)用于隔熱要求較高和對強(qiáng)度有特殊要求的建筑物和構(gòu)筑物(如核電站和軍事基地、橋涵等)中，該混凝土應(yīng)用于建筑物和構(gòu)筑物中，既能提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度，又能大幅度降低建筑物的能耗，符合我國發(fā)展高性能混凝土的標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明鋼纖維保溫混凝土不僅能夠滿足一般建筑結(jié)構(gòu)中混凝土的受力性能、抗震性能和保溫性能的需求，又能滿足特種建筑結(jié)構(gòu)對高強(qiáng)度和熱工性能良好的混凝土的需求。
[0012]下表為本發(fā)明鋼纖維保溫混凝土的力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果(鋼纖維摻量不同):
【權(quán)利要求】
1.一種鋼纖維保溫混凝土，其特征在于，由下列重量份數(shù)的原料制成:鋼纖維2-50份，玻化微珠30-100份，水泥300-500份，石子1100-1400份，砂450-600份，水150-300份，外加劑0.2-10份，外摻料50-100份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼纖維保溫混凝土，其特征在于:所述的鋼纖維的有效長度為10-60mm,直徑或等效直徑≥0.08mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼纖維保溫混凝土，其特征在于:所述的?；⒅榈牧綖?.l-2mm,導(dǎo)熱系數(shù)為0.03-0.05ff/m*K,吸水率< 40%，熔融溫度1200°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼纖維保溫混凝土，其特征在于:所述的鋼纖維占混凝土的質(zhì)量比為0.1_2%，玻化微珠占混凝土的質(zhì)量比為1-5%。
5.一種如權(quán)利要求1所述的鋼纖維保溫混凝土的制備方法，其特征在于包括如下步驟:首先將所述比例的?；⒅楹?/3的水投入攪拌機(jī)中，拌合20-50秒后，再加入所述比例的外摻料，攪拌充分均勻后，最后將所述比例的水泥、石子、砂、鋼纖維、外加劑和剩余水均勻投入攪拌機(jī)中，攪拌3-5分鐘即得到鋼纖維保溫混凝土。
6.一種如權(quán)利要求1所述的鋼纖維保溫混凝土的應(yīng)用，其特征在于:能應(yīng)用于民用建筑結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)物中，同樣也能應(yīng)用于隔熱要求較高和對強(qiáng)度有特殊要求的建筑物和構(gòu)筑物中 。
【文檔編號(hào)】C04B28/00GK103771785SQ201410030297
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】劉元珍, 許家文, 段鵬飛 申請人:太原理工大學(xué)