[发明专利]一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土

说明书

本发明公开了一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土，属于建筑材料技术领域，解决目前水泥混凝土韧性差和当前水泥基复合材料成本高的问题，通过掺杂活性矿物掺合料和混杂纤维优化其力学性能，并掺细石骨料到达降低造价的目的。该细石骨料混凝土主要是由水泥、粉煤灰、工业废渣、细石骨料、混杂纤维、外加剂以及水组成。本发明通过优化基础配合比，配制出收缩应变小于800με、抗压强度大于55MPa、弯曲强度大于6MPa的细石骨料混凝土。此外，本发明材料具有强度高，性能稳定，抗冲击能力强、绿色以及廉价的优点，能适用于道路与桥梁工程中的各种复杂受荷结构，如桥梁合拢段、桥面铺装，伸缩缝，湿接缝等，适合进行广泛的推广。

技术领域

本发明属于建筑工程材料领域，尤其涉及一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土。

背景技术

普通混凝土材料由于具有脆性大、易开裂等缺点，在道路与桥梁工程的服役过程中，例如伸缩缝、湿接缝以及桥面铺装等，往往由于混凝土材料的延性差，极限拉应变低、抗冲击性能不足以及疲劳性能较差，而使结构或部件容易在荷载作用下发生破坏，严重影响结构的安全性和美观性。随着混凝土材料技术的不断发展，各类金属纤维、无机纤维和有机纤维在混凝土材料中得到广泛的应用，对材料的增韧、阻裂起到了一定的效果。但是由于材料配比和施工工艺的限制，传统混凝土材料中的纤维掺量十分有限，使得材料在承载产生裂缝以后会瞬间散失承载能力。

目前，国内外学者对高韧性混凝土进行了广泛的研究。美国密歇根大学的VictorLi教授在其早期的研究过程中，希望通过采用一种具有应变硬化特性的水泥基材料来替代受弯构件中的混凝土，以期使结构在荷载作用下的裂缝宽度能控制在极小的范围内，从而降低外界侵蚀介质对混凝土中钢筋的锈蚀，以保证钢筋混凝土结构具有更高的耐久性。而在此后的研究中，VictorLi教授等人对这种在单轴拉伸作用下能产生应变硬化特性的材料进行了系统的研究，并以ECC(Engineeringed cementitious composites)作为该类型材料的名称。通常情况下，ECC在单轴拉伸荷载作用下的拉伸应变能稳定的达到3％及以上，而且其在加载过程中将裂缝无害化分散为细密的饱和裂缝，能使最大裂缝宽度不大于100μm。

但是目前，由于ECC材料的生产成本高昂，而且由于其在材料组成上未使用粗骨料，导致正常养护条件下所形成的强度提高有限，基体水化过程中产生的干缩较大，而且材料硬化后的弹性模量较低，与既有结构间的协同受力作用也较差，阻碍了其在工程应用中的广泛推广。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土。该材料能同时具有较高的力学性能、延性破坏能力、低收缩性以及廉价等特性，具有低收缩性、高延性、绿色以及廉价等特性，能适用于道路与桥梁工程中的各种复杂受荷结构，如桥梁合拢段、桥面铺装，伸缩缝，湿接缝等。

为了实现上述技术目标，本发明是通过以下技术方案来实现的：一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土，通过以下方法制备得到：

(1)按重量份计，称取水泥30～50份，粉煤灰30～40份，粒化高炉矿渣10～20份，外加剂9.6～10.2份，细石骨料40～50份，水30～40份，以质量计，混杂纤维为总质量的1～3％，所述混杂纤维由亲水性聚乙烯醇纤维、钢纤维、聚丙烯纤维中的两种按任意配比混合组成；

(2)将水泥、粒化高炉矿渣、粉煤灰、细石骨料以及外加剂搅拌至混合均匀；然后加入水，继续搅拌至物料达到流动状态；最后投入混杂纤维，搅拌使其均匀地分散在材料中，得到具有低收缩高延性的细石骨料混凝土。

进一步地，所述细石骨料为粒径不大于5mm的碎石。

进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥。

进一步地，所述硅酸盐水泥的强度等级为52.5。

进一步地，所述粉煤灰为F类I级粉煤灰。