一種短切特細(xì)不銹鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種短切特細(xì)不誘鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝±，具體地說是將一種短 切特細(xì)不誘鋼微絲用于提高活性粉末混凝±的強(qiáng)度和初性，屬于纖維增強(qiáng)水泥基材料制備 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有普遍使用的活性粉末混凝±中使用的鋼纖維直徑范圍為0. 15-0. 25mm，石英 砂粒徑范圍為25~100目，且多使用石英粉，水灰比為0. 16~0. 25,并通過高溫養(yǎng)護(hù)或蒸 壓養(yǎng)護(hù)獲得高強(qiáng)性能。運(yùn)類活性粉末混凝±的缺點(diǎn)在于：1)鋼纖維滲量低時(shí)，纖維根數(shù)少， 增強(qiáng)增初效果有限，已有研究中鋼纖維占水泥質(zhì)量的0. 25%~0. 30%時(shí)，活性粉末混凝± 的抗折強(qiáng)度最高只能增加70%~75% ;2)鋼纖維滲量高時(shí)，使得活性粉末混凝±的工作性 較差，限制了活性粉末混凝±的工程應(yīng)用范圍；3)將其用于路面板、大跨度橋面板等部位 時(shí)，在外荷載的長(zhǎng)期沖擊磨耗作用下，鋼纖維裸露在表面，容易誘蝕，降低了構(gòu)件的長(zhǎng)期使 用性能，且對(duì)行車帶來不便；4)采用石英粉做超細(xì)填料，并使用粒度較小的石英砂作為細(xì) 骨料，同時(shí)采用較低的水灰比，會(huì)增大活性粉末混凝±的早期收縮及脆性；5)高溫養(yǎng)護(hù)或 蒸壓養(yǎng)護(hù)增大了制備活性粉末混凝±構(gòu)件的能源消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)度高，初性好，制造成本低，應(yīng) 用范圍廣，且能解決薄板構(gòu)件鋼纖維外露問題的短切特細(xì)不誘鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝 ±。 陽004] 技術(shù)解決方案： 陽0化]一種短切特細(xì)不誘鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝±按重量比包括水泥：粉煤灰：娃 灰：石英砂：短切特細(xì)不誘鋼微絲：水：減水劑=1 :〇. 25~0. 35 :0. 25~0. 35 :1. 0~1. 5 : 0. 14~0.22 :0.30~0.40 :0.005~0.035 ;所述短切特細(xì)不誘鋼微絲的直徑為6~30ym， 長(zhǎng)度為6~12mm，延伸率> 1 %，抗拉強(qiáng)度為1200~ISOOMPa。
[0006] 進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述石英砂的粒徑為20~120目，石英砂的Si〇2含 量> 99-99. 5%，F(xiàn)e2〇3含量《0. 005%。
[0007] 進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述石英砂的粒徑采用不同目數(shù)范圍的石英砂混 合制備而成，20~40目：40~70目：70~120目=0. 8~1. 2 :0. 8~1. 2 :0. 8~1. 2。
[0008] 進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所使用的水泥標(biāo)號(hào)為P? 042. 5R，粉煤灰為II級(jí)灰， 所述娃灰的比表面積為16000~20000m2/kg。
[0009] 本發(fā)明提供一種上述短切特細(xì)不誘鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝±的制備方法，攬拌 流程為先將水泥、粉煤灰、娃灰、短切特細(xì)不誘鋼微絲、水及部分減水劑混合，在水泥膠砂攬 拌機(jī)中低速攬拌1~3分鐘后，高速攬拌3~5分鐘，暫停1分鐘的同時(shí)加入石英砂，低速 攬拌I~2分鐘，加入剩余的減水劑后，再高速攬拌4~6分鐘。
[0010] 進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，養(yǎng)護(hù)制度為在20±rc水中養(yǎng)護(hù)至7~14天后置于 空氣中養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期28-56天。
[0011] 表1本發(fā)明混凝±的強(qiáng)度范圍
[0013] 表2本發(fā)明混凝±的初性范圍
[0015] 表3本發(fā)明混凝±的變形性能范圍
[0017] 本發(fā)明采用短切特細(xì)不誘鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝±，可在低滲量下顯著提高活 性粉末混凝±基體的強(qiáng)度及初性；并通過選擇合理顆粒級(jí)配的石英砂、采用粉煤灰替代部 分水泥及相對(duì)較高的水灰比，在保證活性粉末混凝±工作性的同時(shí)，降低其制作成本，改善 其初性。短切特細(xì)不誘鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝±的主要作用機(jī)理有=方面：①短切特細(xì) 不誘鋼微絲與活性粉末混凝±基體的適應(yīng)性好，界面粘結(jié)強(qiáng)度高，對(duì)基體本身有增強(qiáng)增初 作用；②在荷載施加過程中，活性粉末混凝±內(nèi)部的短切特細(xì)不誘鋼微絲可限制微裂紋的 發(fā)展與匯合，并可跨越裂紋傳遞荷載，同時(shí)能夠屏蔽裂紋尖端應(yīng)力，對(duì)試件的側(cè)面膨脹變形 起到約束作用，進(jìn)而提高活性粉末混凝±的抗壓與抗折強(qiáng)度；③在外荷載增大過程中，短切 特細(xì)不誘鋼微絲的拔出、偏轉(zhuǎn)及剝離消耗大量能量，進(jìn)而提高了活性粉末混凝±的斷裂能 及壓縮初性。
[0018] 發(fā)明有益效果
[0019] 短切特細(xì)不誘鋼微絲的特殊材質(zhì)使其在使用過程中不受誘蝕的影響；微絲直徑 小，可在低滲量下形成有效的增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)，提高活性粉末混凝±基體的強(qiáng)度及初性；微絲柔軟 度高，可擴(kuò)展活性粉末混凝±的應(yīng)用范圍，解決薄板狀構(gòu)件鋼纖維易外露的缺陷；合理級(jí)配 石英砂的選擇、粉煤灰的滲入及較高水灰比的選用，可降低單方水泥用量及對(duì)養(yǎng)護(hù)環(huán)境的 要求，保證了滿足工程要求的工作性，并使得短切特細(xì)不誘鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝±的 初性進(jìn)一步改善，對(duì)節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境有重要意義。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下述非限定性實(shí)施例可W使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不W 任何方式限制本發(fā)明。
[0021] 活性粉末混凝±抗折和立方體抗壓強(qiáng)度的測(cè)試方法參照GB/T17671-1999水泥膠 砂強(qiáng)度測(cè)定方法（ISO法）。
[0022] 活性粉末混凝±棱柱體抗壓強(qiáng)度的測(cè)試方法參照GB/T50081-2002普通混凝±力 學(xué)性能試驗(yàn)方法。
[0023] 斷裂能和壓縮初性采用上述試驗(yàn)得到的荷載-位移曲線積分運(yùn)算而得。
[0024] 應(yīng)變采用在上述試驗(yàn)過程中粘貼應(yīng)變片測(cè)試所得。
[00巧]本實(shí)施例中短切特細(xì)不誘鋼微絲購(gòu)自山東萊憲龍志工貿(mào)有限公司，該產(chǎn)品是采用 日本新日31化型不誘鋼拉拔而成，直徑為6~30ym，長(zhǎng)度為6~12mm，延伸率> 1%，抗拉 強(qiáng)度為1200~ISOOMPa。
[00%] 本實(shí)施例中所述的減水劑是己斯夫化學(xué)建材（中國(guó)）有限公司生產(chǎn)的高早強(qiáng)型高 性能減水劑RHE0PLUS411系列。 陽〇27] 實(shí)施例1
[0028] 本發(fā)明是將一種短切特細(xì)不誘鋼微絲用于增強(qiáng)活性粉末混凝±，制備出成本低、 性能優(yōu)異、應(yīng)用范圍廣的新的活性粉末混凝±。
[0029] 本實(shí)施例中混凝±各組分的重量比為水泥：粉煤灰：娃灰：石英砂：短切特細(xì)不誘 鋼微絲：水：減水劑=1 :〇. 25 :0. 30 :1. 4 :0. 18 :0. 38 :0. 034,其中水泥 640kg/m3。其所用 短切特細(xì)不誘鋼微絲的直徑為6~10ym，長(zhǎng)度為10mm。
[0030] 第一步：先將水泥、粉煤灰、娃灰、短切特細(xì)不誘鋼微絲、水及部分減水劑混合，在 水泥膠砂攬拌機(jī)中低速攬拌2分鐘后，高速攬拌3分鐘；第二步：暫停1分鐘的同時(shí)加入石 英砂，低速攬拌1分鐘；第=步：加入剩余的減水劑，高速攬拌4分鐘，即得短切特細(xì)不誘鋼 微絲增強(qiáng)活性粉末混凝上漿體。
[0031] 短切特細(xì)不誘鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝±試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后拆 模，在20 +rc水中養(yǎng)護(hù)至14天后置于空氣中養(yǎng)護(hù)至28天。 陽0巧對(duì)比例1
[0033] 與實(shí)施例1不同之處在于組分中不含有短切特細(xì)不誘鋼微絲。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 本發(fā)明是將一種短切特細(xì)不誘鋼微絲用于增強(qiáng)活性粉末混凝±，制備出成本低、 性能優(yōu)異、應(yīng)用范圍廣的新的活性粉末混凝±。
[0036] 本實(shí)施例中混凝±各組分的重量比為水泥：粉煤灰：娃灰：石英砂：短切特細(xì)不誘 鋼微絲：水：減水劑=1 :〇. 25 :0. 30 :1. 4 :0. 18 :0. 38 :0. 011，其中水泥 650kg/m3。其所用 短切特細(xì)不誘鋼微絲直徑為20~30ym，長(zhǎng)度為10mm。
[0037] 第一步：先將水泥、粉煤灰、娃灰、短切特細(xì)不誘鋼微絲、水及部分減水劑混合，在 水泥膠砂攬拌機(jī)中低速攬拌2分鐘后，高速攬拌3分鐘；第二步：暫停1分鐘的同時(shí)加入石 英砂，低速攬拌1分鐘；第=步：加入剩余的減水劑，高速攬拌4分鐘，即得短切特細(xì)不誘鋼 微絲增強(qiáng)活性粉末混凝上漿體。
[0038] 短切特細(xì)不誘鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝±試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后拆 模，在20 +rc水中養(yǎng)護(hù)至14天后置于空氣中養(yǎng)護(hù)至28天。
[0039] 性能測(cè)試
[0040] 短切特細(xì)不誘鋼微絲對(duì)活性粉末混凝±強(qiáng)度、初性及變形性能的影響如表1-表3 所示。
[0041] 表1短切特細(xì)不誘鋼微絲對(duì)活性粉末混凝±強(qiáng)度的影響
[0043] 表2短切特細(xì)不誘鋼微絲對(duì)活性粉末混凝±初性的影響
[0045] 表3短切特細(xì)不誘鋼微絲對(duì)活性粉末混凝±變形性能的影響
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種短切特細(xì)不銹鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝土，其特征在于：按重量比包括水泥： 粉煤灰：硅灰：石英砂：短切特細(xì)不銹鋼微絲：水：減水劑=1 25~0. 35 25~0. 35 : I. 0~1. 5 :0. 14~0. 22 :0. 30~0. 40 :0. 005~0. 035 ;所述短切特細(xì)不銹鋼微絲的直徑 為6~30 y m，長(zhǎng)度為6~12_，延伸率> 1 %，抗拉強(qiáng)度為1200~1800MPa。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短切特細(xì)不銹鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝土，其特征在于：所 述石英砂的粒徑為20~120目；石英砂的SiO 2含量彡99-99. 5%，F(xiàn)e2O3含量彡0. 005%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的短切特細(xì)不銹鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝土，其特征在于： 所述石英砂采用不同目數(shù)范圍的石英砂混合制備而成，20~40目：40~70目：70~120 目=0? 8 ~1. 2 :0? 8 ~1. 2 :0? 8 ~1. 2〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短切特細(xì)不銹鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝土，其特征在于：所 使用的水泥標(biāo)號(hào)為P ? 042. 5R，粉煤灰為II級(jí)灰，所述硅灰的比表面積為16000~20000m2/ kg 〇5. 如權(quán)利要求1所述的短切特細(xì)不銹鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝土的制備方法，其特征 在于：攪拌流程為先將水泥、粉煤灰、硅灰、短切特細(xì)不銹鋼微絲、水及部分減水劑混合，在 水泥膠砂攪拌機(jī)中低速攪拌1~3分鐘后，高速攪拌3~5分鐘，暫停1分鐘的同時(shí)加入石 英砂，低速攪拌1~2分鐘，加入剩余的減水劑后，再高速攪拌4~6分鐘。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的短切特細(xì)不銹鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝土的制備方法，其特 征在于：養(yǎng)護(hù)制度為在20± 1°C水中養(yǎng)護(hù)至7~14天后置于空氣中養(yǎng)護(hù)至28~56天。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種短切特細(xì)不銹鋼微絲增強(qiáng)活性粉末混凝土。其各組分之間的重量比為：水泥：粉煤灰：硅灰：石英砂：短切特細(xì)不銹鋼微絲：水：減水劑＝1：(0.25～0.35)：(0.25～0.35)：(1.0～1.5)：(0.14～0.22)：(0.30～0.40)：(0.005～0035)，所用短切特細(xì)不銹鋼微絲的直徑為6～30μm，長(zhǎng)度為6～12mm，并經(jīng)常規(guī)攪拌及養(yǎng)護(hù)工藝而成。本發(fā)明通過加入低摻量不銹鋼微絲、調(diào)整細(xì)集料級(jí)配及水灰比大幅度提高了活性粉末混凝土基體的強(qiáng)度和韌性，解決了薄板構(gòu)件鋼纖維易于外露的問題，工程應(yīng)用范圍廣，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低；粉煤灰的使用對(duì)廢渣利用，保護(hù)環(huán)境有重要意義。
【IPC分類】C04B14/48, C04B28/02, C04B14/06, C04B18/08
【公開號(hào)】CN105236849
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510542796
【發(fā)明人】韓寶國(guó), 董素芬, 歐進(jìn)萍
【申請(qǐng)人】大連理工大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年8月28日