[发明专利]一种沙漠砂钢-PVA混杂纤维高性能混凝土

说明书

技术领域

本发明混凝土制备技术领域，特别是沙漠砂钢-PVA混杂纤维高性能混凝土。

背景技术

当前我国西部地区正处于城市基础建设发展的高峰期，对于大型桥梁工程、铁路工程、市政工程中高性能混凝土被广泛应用，高性能混凝土与普通混凝土相比胶凝材料用量较大，制作成本较高，然而混凝土的抗压强度提高后，其抗拉、抗剪强度相对较低，延性相对较差，从而降低了混凝土结构的抗震性能。传统混凝土所采用的天然砂是河、湖等天然水域中形成和堆积的岩石碎屑，近几年来混凝土使用量越来越大，天然砂资源基本枯竭，再者对于西北沙漠地区和沙地地区来讲，沙漠砂资源非常丰富，但建筑材料资源短缺和运输成本费较高，增加了建设成本。

近些年来，PVA纤维混凝土发展迅速，被广泛应用在大型实际工程中。 PVA纤维具有强度高、模量高、耐火性好，耐磨且抗酸碱，与水泥、石膏等基材具有良好的结合性，且无污染、无毒、对人体无害的绿色建材，但是PVA 纤维成本高，对基体强度增强不太明显限制了PVA纤维在实际工程中的应用。钢纤维强度高、价格相对低廉，对基体强度增强增韧显著，但抗锈蚀、耐久性方面较差。如果能够就地取材，合理利用廉价的地方资源，最大限度和高效利用工业废渣，制备出轻质环保、高强度、高延性的混凝土，对于降低当地工程造价、保护当地环境和合理开发利用当地自然资源都具有重要意义。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供的一种沙漠砂钢-PVA混杂纤维高性能混凝土及其制备方法，采用精确沙漠砂钢-PVA混杂纤维高性能混凝土配合比，用沙漠砂代替部分河砂，就地取材，充分利用沙漠资源。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种沙漠砂钢-PVA混杂纤维高性能混凝土，所述高性能混凝土的组成为水、水泥、粉煤灰、砂，所述砂由河砂与沙漠砂组成，其质量比为(0.9～0.6): (0.1～0.4)，其中，按质量百分比计，水：水泥：粉煤灰：砂＝1：4.474： 0.789：1.894；以水、水泥、粉煤灰、砂混合均匀后的总体积为基数，钢纤维的掺量是混凝土体积的1.2％，PVA纤维的掺量是混凝土体积的0.8％。

可选的，所述水泥P.O 42.5普通硅酸盐水泥，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。

可选的，所述混凝土中添加有减水率为30％聚羧酸高性能减水剂，所述减水剂添加量为所述水、水泥、粉煤灰、河砂总质量的0.16％～0.3％。

可选的，所述PVA纤维为高强高模聚乙醇纤维，其直径D＝0.040mm,密度为1300kg/m³，拉伸强度为1600MPa,杨氏模量≥380GPa。

可选的，所述河砂为水洗河砂，其直径Dmax＝1.18mm，所述沙漠砂平均直径为0.238mm。

一种沙漠砂钢-PVA混杂纤维高性能混凝土制备方法，包括以下步骤：

S1:将按比例称取河砂和沙漠砂混合搅拌1min，再将按比例称取的水泥、粉煤灰倒入搅拌机中搅拌1min；

S2:按比例称取钢纤维，加入钢纤维搅拌1min；

S3:按比例称取的减水剂和水，将减水剂倒入水中使其减水剂充分的分散开后，再将其倒入搅拌机中搅拌2分钟，即得所述混凝土。

S4:将按比例称取PVA纤维加入后，在搅拌2分钟后，即得所述沙漠砂钢 -PVA混杂纤维高性能混凝土。

可选的，S3水温度为5～35℃；

可选的，S4中，PVA纤维必须均匀的分散在材料中，以发挥PVA纤维的韧性，在搅拌过程中将所述PVA纤维加工至呈现毛絮状再搅拌过程中分次缓慢加入，使PVA纤维均匀分散在材料中，提高PVA纤维混凝土的延性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)在建筑原材料中用沙漠砂代替一部分建筑使用的河砂，满足工程设计的同时，就地取材，合理的利用当地沙漠资源。

2)用粉煤灰代替部分水泥，利用地方材料和工业废料，减少有害气体排放，有环保的效果。

3)该混凝土与普通混凝土相比，不含粗骨料，为轻质材料；材料中加入 PVA纤维，抗折强度和抗弯强度显著提升，高于普通混凝土；材料中加入钢纤维，抗压强度显著提升，满足高强混凝土的要求。