一種碳纖維珊瑚混凝土及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳纖維珊瑚混凝土及其制備方法。該混凝土由珊瑚混凝土和碳纖維組成；珊瑚混凝土為C30等級的珊瑚混凝土，其每立方米的組分為：450千克水泥、830千克中砂、716千克珊瑚和180千克海水；碳纖維的長度為20毫米，抗拉強度大于3000兆帕。將砂和珊瑚倒入攪拌機中，攪拌，加入碳纖維，干拌均勻，再加入1/2海水?dāng)嚢瑁詈蠹尤胨嗪褪Ｓ嗪Ｋ?，攪拌均勻后即制得碳纖維珊瑚混凝土。本發(fā)明的碳纖維珊瑚混凝土具有較好的劈裂抗拉強度和抗折強度，同時具有良好的韌性和抗裂性能，并且兼具輕質(zhì)、便捷、造價低、保溫隔熱性能好等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于海洋土木工程領(lǐng)域。
【專利說明】一種碳纖維珊瑚混凝土及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑工程材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種碳纖維珊瑚混凝土及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國對南海開發(fā)和國防現(xiàn)代化建設(shè)的加速進行，急需在海洋周邊進行基礎(chǔ)土 木工程建設(shè)，在不破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的前提下，基于珊瑚礁代替粗骨料，海水代替淡水配制 而成的珊瑚混凝土在土木工程和軍事工程上具有重大的現(xiàn)實意義。珊瑚混凝土與普通混凝 土相比自重較輕，還具有抗?jié)B阻裂能力強、隔熱保溫效果好、抗凍融抗疲勞能力強、耐久性 好等優(yōu)點，但其同時具有抗折強度低、彈性模量小、易開裂、氯鹽含量高等缺點，這些缺點使 其發(fā)展應(yīng)用受到了限制，然而珊瑚混凝土的上述缺陷是本質(zhì)性的，是無法通過自身材質(zhì)的 改良來解決，只有選用"復(fù)合化"的技術(shù)途徑。因此，選用高強纖維材料與珊瑚混凝土進行 復(fù)合制成纖維增強珊瑚混凝土，能夠有效的克服其本身的缺點、改善性能并進一步擴大其 應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003] 當(dāng)今，國內(nèi)對于纖維增強輕骨料混凝土的研究主要采用鋼纖維作為增強纖維材 料，但就珊瑚混凝土本身而言，由于其采用海水拌養(yǎng)且粗骨料為珊瑚碎屑，其中含有大量的 氯離子勢必造成鋼纖維的腐蝕生銹，其增強效果將會大大降低。碳纖維是一種高強度、高模 量、質(zhì)輕抗疲勞、耐高溫、導(dǎo)電性好并具有較小熱膨脹系數(shù)的優(yōu)良新型材料，采用碳纖維制 作成的碳纖維珊瑚混凝土應(yīng)具有輕質(zhì)高強、抗裂性能、抗震性能與耐久性能好的優(yōu)點，采用 碳纖維可以得到與鋼纖維珊瑚混凝土近似的纖維珊瑚混凝土力學(xué)性能，特別在提升珊瑚 混凝土的抗拉強度與抗折性能方面與鋼纖維混凝土的力學(xué)性能相似。
[0004] 碳纖維在珊瑚混凝土中可承受因塑性收縮引起的拉應(yīng)力，約束與阻止微裂縫的擴 展并延緩新裂縫的出現(xiàn)；提高珊瑚混凝土的變形能力從而提高其韌性與抗沖擊抗折特性。
[0005] 因此，隨著海洋工程建設(shè)的發(fā)展，針對材料運輸不便，混凝土抗拉強度低，抗折抗 沖擊性能較差等問題，我們急需提供一種碳纖維珊瑚混凝土材料加以應(yīng)對。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種碳纖維珊瑚混凝土及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案： 一種碳纖維珊瑚混凝土，由珊瑚混凝土和碳纖維組成，兩種組分的體積百分比含量為： 99. 88%的珊瑚混凝土和0. 12%的碳纖維。
[0008] 所述珊瑚混凝土為C30等級的珊瑚混凝土，其每立方米的組分為：450千克水泥、 830千克中砂、716千克珊瑚和180千克海水；其中：水泥為標號42. 5的普通硅酸鹽水泥； 中砂為天然中粗河砂；珊瑚為北海潿洲島上分布的珊瑚砂，其形狀為條狀和塊狀，條狀珊瑚 砂長2~4厘米，直徑為1. 5±0. 02厘米，塊狀珊瑚砂長寬為2~3厘米，直徑為1. 5±0. 02厘 米，條狀珊瑚砂占珊瑚砂總重量的25. 7% ;海水按照南海海水成分用海鹽配制而成。
[0009] 所述碳纖維的長度為20毫米，抗拉強度大于3000兆帕。
[0010] 上述碳纖維珊瑚混凝土的制備方法，具體步驟為： (1)按照上述組分要求稱取所有原料，備用。
[0011] (2)將步驟（1)稱取的珊瑚清洗晾曬后放入步驟（1)稱取的海水中浸泡1小時。
[0012] (3)將步驟（2)浸泡后的珊瑚和步驟（1)稱取的中砂放進攪拌機干拌，同時均勻的 撒入步驟（1)稱取的碳纖維，干拌均勻。
[0013] (4)將步驟（1)中稱取的海水留下一半，剩余的全部加入步驟（3)干拌所得的產(chǎn)物 中，攪拌1分鐘后，加入步驟（1)稱取的水泥和剩余海水，攪拌2分鐘后即制得碳纖維珊瑚 混凝土。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明解決了海洋工程材料運輸 不便的問題；而且加入碳纖維對珊瑚混凝土的抗壓強度和劈裂抗拉強度都略有提高，對珊 瑚混凝土的抗折強度提高明顯；同時防止或減少混凝土產(chǎn)生收縮裂縫，明顯提高了珊瑚混 凝土的韌性和抗裂性能，使珊瑚混凝土在破壞時的脆性得到了明顯改善，是未來一種理想 的海洋建筑工程材料。

【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的 保護范圍。
[0016] 實施例： 一種碳纖維珊瑚混凝土，由珊瑚混凝土和碳纖維組成，兩種組分的體積百分比含量為： 99. 88%的珊瑚混凝土和0. 12%的碳纖維。
[0017] 所述珊瑚混凝土為C30等級的珊瑚混凝土，其每立方米的組分為：450千克水泥、 830千克中砂、716千克珊瑚和180千克海水；其中：水泥為標號42. 5的普通硅酸鹽水泥； 中砂為顆粒級配良好的天然中粗河砂；珊瑚為北海潿洲島上分布的珊瑚砂，其形狀為條狀 和塊狀，條狀珊瑚砂長2~4厘米，直徑為1. 5 ±0. 02厘米，塊狀珊瑚砂長寬為2~3厘米，直徑 為1. 5±0. 02厘米，條狀珊瑚砂占珊瑚砂總重量的25. 7% ;海水按照南海海水成分用海鹽配 制而成。
[0018] 所述碳纖維的長度為20毫米，抗拉強度為3100兆帕，質(zhì)量為2千克。
[0019] 上述碳纖維珊瑚混凝土的制備方法，具體步驟為： (1)按照上述組分要求稱取所有原料，備用。
[0020] (2)將步驟⑴稱取的珊瑚清洗晾曬后放入步驟⑴稱取的海水中浸泡1小時。
[0021] (3)將步驟（2)浸泡后的珊瑚和步驟（1)稱取的中砂放進攪拌機干拌，同時均勻的 撒入步驟（1)稱取的碳纖維，干拌均勻。
[0022] (4)將步驟（1)中稱取的海水留下一半，剩余的全部加入步驟（3)干拌所得的產(chǎn)物 中，攪拌1分鐘后，加入步驟（1)稱取的水泥和剩余海水，攪拌2分鐘后即制得碳纖維珊瑚 混凝土。
[0023] 本實施例制備的碳纖維珊瑚混凝土的容重為2178kg/m3 ;28天后，本實施例的碳纖 維珊瑚混凝土與相同配合比的珊瑚混凝土的抗壓強度基本相同；與相同配合比的珊瑚混凝 土比較，劈裂抗拉強度提升13. 2% ;與相同配合比的珊瑚混凝土比較，抗折強度提升57. 8%。
【權(quán)利要求】
1. 一種碳纖維珊瑚混凝土，其特征在于該碳纖維珊瑚混凝土由珊瑚混凝土和碳纖維組 成，兩種組分的體積百分比含量為：99. 88%的珊瑚混凝土和0. 12%的碳纖維； 所述珊瑚混凝土為C30等級的珊瑚混凝土，其每立方米的組分為：450千克水泥、830 千克中砂、716千克珊瑚和180千克海水；其中：水泥為標號42. 5的普通硅酸鹽水泥；中砂 為天然中粗河砂；珊瑚為北海潿洲島上分布的珊瑚砂，其形狀為條狀和塊狀，條狀珊瑚砂長 2~4厘米，直徑為1. 5 ±0. 02厘米，塊狀珊瑚砂長寬為2~3厘米，直徑為1. 5 ±0. 02厘米，條 狀珊瑚砂占珊瑚砂總重量的25. 7% ;海水按照南海海水成分用海鹽配制而成； 所述碳纖維的長度為20毫米，抗拉強度大于3000兆帕。
2. -種如權(quán)利要求1所述碳纖維珊瑚混凝土的制備方法，其特征在于具體步驟為： (1) 按照權(quán)利要求1的組分要求稱取所有原料，備用； (2) 將步驟（1)稱取的珊瑚清洗晾曬后放入步驟（1)稱取的海水中浸泡1小時； (3) 將步驟（2)浸泡后的珊瑚和步驟⑴稱取的中砂放進攪拌機干拌，同時均勻的撒入 步驟（1)稱取的碳纖維，干拌均勻； (4) 將步驟（1)中稱取的海水留下一半，剩余的全部加入步驟（3)干拌所得的產(chǎn)物中， 攪拌1分鐘后，加入步驟（1)稱取的水泥和剩余海水，攪拌2分鐘后即制得碳纖維珊瑚混凝 土。
【文檔編號】C04B14/28GK104150831SQ201410388709
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月9日
【發(fā)明者】王磊, 范蕾, 鄧雪蓮, 王國旭 申請人:桂林理工大學(xué)