[发明专利]一种超高韧性混凝土及其制备方法

说明书

本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种超高韧性混凝土及其制备方法。包括如下重量份原料：水泥、微硅粉、骨料、纤维、减水剂以及水，所述纤维为改性聚丙烯纤维和钢纤维组成的混合物，所述改性聚丙烯纤维为二氧化硅纳米空心球改性聚丙烯粗纤维和二氧化硅纳米空心球改性聚丙烯细纤维以质量比为3：(1‑2)组成的混合物，所述改性聚丙烯粗纤维的直径为0.10‑0.15mm，耐碱性为100％，所述改性聚丙烯细纤维的直径为0.01‑0.05mm，耐碱性为100％，所述钢纤维由粗钢纤维和细钢纤维以质量比为1：(0.2‑1)组成，所述骨料由粗骨料和细骨料组成。本发明公开的超高韧性混凝土具有高抗拉，高抗压性能，且配比成份相对少，生产成本低；本发明公开的制备方法简单易操作，适合大规模生产。

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种超高韧性混凝土及其制备方法。

背景技术

超高韧性混凝土是一种新型建筑材料。由于其既具有优良的抗拉与抗压能力，又具有良好的耐久性能，使其成为近年来混凝土研究的重点对象。

中国专利CN104030634A公开了一种掺碳纳米管的高强高韧活性粉末混凝土，由水泥、碳纳米管、微硅粉、减水剂、硅砂、粉煤灰、石英粉、钢纤维和水为原料制备而成。该专利配制的掺碳纳米管超高性能活性粉末混凝土，抗压强度达到300MPa，抗折强度达到55MPa，单向拉伸时初裂强度达到10.2MPa，极限拉伸强度11.5MPa，拉伸应变达到0.5％。该专利配方中添加了碳纳米管增强混凝土的力学性能，但也提高了该类混凝土的造价成本，且其单向拉伸应变只有0.52％，略高于钢筋的屈服应变，一旦超过该值，裂缝有局部化扩大的危险。

中国专利CN101665342A公开了一种高韧性控裂防渗纤维混凝土，主要成分包括水泥、活性矿物掺合料、骨料、纤维和水，活性矿物掺合料采用粉煤灰、微硅粉、粒化高炉矿渣、偏高岭土，纤维采用聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维，骨料的最大粒径不超过0.5mm，骨料的重量与水泥和活性矿物掺合料总重量之比为1％～70％，纤维的掺量为纤维混凝土总体积的1.5％～2.5％。该专利混凝土的抗压强度在40-60MPa之间，抗拉强度为4-10MPa，弯拉强度为10-20MPa，极限拉伸应变为1.8-7.5％，但是该专利混凝土的抗压弹模低，抗压强度以及弯拉强度也具有进一步提升的空间。

中国专利CN107285700A公开了一种超高韧性混凝土，主要成份包括水泥、矿渣粉、粉煤灰、石英砂、竹材酚醇液化树脂、聚丙烯树脂、羧甲基纤维素、核壳丙烯酸弹性乳液、耐化学品改性剂、竹纤维、纳米硅颗粒、纳米碳酸钙、阴离子聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸乳液、高强仿钢丝纤维、CFRP筋、水；该专利所得的混凝土的抗压强度约为160MPa，单向拉伸初裂强度可达到15MPa，极限强度接近25MPa，具有很高的拉压比，单向拉伸延性能保持在6％-10％，为现有UHPC材料的10倍延伸率以上。然而其组份种类多，且竹材酚醇液化树脂制备方法复杂，导致混凝土的生产成本高。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种超高韧性混凝土，该混凝土具有高抗拉，高抗压性能且合成组份种类相对较少，生产成本低，本发明的另一目的在于提供一种超高韧性混凝土的制备方法，该制备方法简单易操作，适合大规模生产。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种超高韧性混凝土，其特征在于，包括如下重量份原料：水泥、微硅粉、骨料、纤维、减水剂以及水，所述纤维为改性聚丙烯纤维和钢纤维组成的混合物，所述改性聚丙烯纤维为二氧化硅纳米空心球改性聚丙烯粗纤维和二氧化硅纳米空心球改性聚丙烯细纤维以质量比为3：(1-2)组成的混合物，所述改性聚丙烯粗纤维的直径为0.10-0.15mm，耐碱性为100％，所述改性聚丙烯细纤维的直径为0.01-0.05mm，耐碱性为100％，所述钢纤维由粗钢纤维和细钢纤维以质量比为1：(0.2-1)组成，粗钢纤维长度为15mm，直径为0.2mm，细钢纤维长度为8mm，直径为0.12mm，所述骨料由粗骨料和细骨料组成。