[发明专利]一种耐高温混凝土材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温混凝土材料，其包括如下重量份的组分：水泥351～450份、骨料1443～1850份、碳纤维3.5～4.5份和纳米二氧化硅7～9份。本发明采用水泥和骨料作为耐高温混凝土的主要材料，加入碳纤维和纳米二氧化硅，各原料按照一定的比例混合，碳纤维的加入有效连接起混凝土基体中的孔洞，纳米二氧化硅改善了碳纤维的疏水性问题，增强了碳纤维混凝土基体之间的界面强度和密实度，同时也减小了混凝土基体中气泡的直径，与传统混凝土材料相比，在承受高温的情况下其力学性能更佳。本发明还提供了一种耐高温混凝土材料的制备方法。

技术领域

本发明涉及混凝土材料技术领域，具体涉及一种耐高温混凝土材料及其制备方法。

背景技术

混凝土是一种基本的建筑材料，混凝土价格低廉，可与其他材料结合制成各种承重固件，所以混凝土成为当代最主要的土木工程材料之一。随着经济的发展，在土木工程、水利工程、交通运输工程等领域，混凝土的需求量也越来越大。但是由于其抗拉强度低，易开裂，脆性大以及变形性能差等缺点，降低了混凝土结构的承受能力，缩短了使用寿命，限制了混凝土的应用范围，影响工程质量。

新型混凝土材料是21世纪建筑材料研究的重要方向之一，受到了国内外学者重视，新型混凝土材料既提高了工程的安全性以及耐久性，而且在经济效益方面有很大提高，在工程中具有十分广阔的应用前景。碳纤维作为新一代混凝土材料的增强纤维，因其质量轻、强度高(强度值高于钢材的10倍)、弹性模量高、抗疲劳和耐腐蚀等优异特性而成为理想的混凝土增强材料。在混凝土材料中加入碳纤维，可以明显提高水泥基复合材料的抗剪强度和弹性模量等力学性能。但是由于碳纤维是直径极细的疏水纤维，其疏水性差、容易团聚，且在使用时会引入大量的空气，这不仅减弱了碳纤维的增强效果，也会降低混凝土材料的强度。且目前大部分的混凝土材料在受到火灾高温作用时，混凝土材料的力学和耐久性能严重劣化，威胁混凝土结构安全以及生命安全。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种力学性能优良的耐高温混凝土材料；本发明另一方面的目的在于，提供一种耐高温混凝土材料的制备方法。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种耐高温混凝土材料，其包括如下重量份的组分：水泥351～450份、骨料1443～1850份、碳纤维3.5～4.5份和纳米二氧化硅7～9份。

本发明的技术方案还提供一种耐高温混凝土材料的制备方法，包括如下步骤：

S1.按重量份备料；

S2.分别将碳纤维、纳米二氧化硅超声波振捣分散后，再将振捣好的碳纤维、纳米二氧化硅和水混合后搅拌，搅拌均匀后得到第I混合料；

S3.将骨料混匀后，再加入水泥，搅拌均匀，得到第II混合料；

S4.向所述第II混合料中加入所述第I混合料，搅拌均匀后，经加工和养护后，得成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1、本发明采用水泥和骨料作为耐高温混凝土的主要材料，加入碳纤维和纳米二氧化硅，各原料按照一定的比例混合，碳纤维的加入有效连接起混凝土基体中的孔洞，纳米二氧化硅改善了碳纤维的疏水性问题，增强了碳纤维混凝土基体之间的界面强度和密实度，同时也减小了混凝土基体中气泡的直径；

2、本发明提供的耐高温混凝土材料具有优良的力学性能，与传统混凝土材料相比，本发明提供的混凝土材料在承受高温的情况下表现出高抗压，高抗拉和高抗折的力学性能，在承受高温或者容易发生火灾的工程中有更加广泛的应用；

3、本发明提供的耐高温混凝土材料的制备方法，原料按照特定的顺序加入，进一步降低了碳纤维和纳米二氧化硅结团的概率，也进一步增强了混凝土材料的密实度，提高了混凝土材料的力学性能。

附图说明