[发明专利]一种混杂纤维海洋集料混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种混杂纤维海洋集料混凝土及其制备方法，其组分包含水泥，硅灰，粉煤灰，海水，海砂、减水剂以及聚甲醛纤维和聚乙烯醇的聚合物纤维，本发明采用多尺度纤维混杂技术，聚甲醛纤维和聚乙烯醇纤维在尺寸和弹模等方面优势互补，实现了良好的正混杂效应，在约束与阻止微裂缝的扩展并延缓新裂缝方面起到良好效果，并且采用均质化技术、紧密堆积技术、高频振动工艺，明显降低了混凝土的宏观缺陷，充分提高了混凝土的致密性，制备的海水海砂混凝土力学性能、抗渗性能得到大幅提高，并且降低了混凝土原材料的储运成本从根本上解决制约战时岛礁工程抢修抢建所需的大宗混凝土原材料采集的时效问题、储备问题。

技术领域

本发明涉及混凝土材料技术领域，具体为一种混杂纤维海洋集料混凝土及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国对军事工程抢修抢建的高度重视，军队和地方先后支持开展了海水海砂混凝土技术研究，在海水海砂混凝土混凝土技术领域已经取得重要进展，较好的解决了海水海砂混凝土从无到有的问题。

我国海岸线绵长，海砂资源丰富，与普通河砂相比，海砂具有与含泥量低、细度模数均匀、颗粒硬度高等优点，且其矿物组成与河砂极为相似。因此，使用海砂拌制混凝土是解决河砂枯竭问题的潜在有效途径。然而，海砂中的贝壳杂质含量较河砂更多，容易在混凝土中形成缺陷，导致所拌混凝土强度降低。此外，海砂中含有大量的氯盐和硫酸盐，氯离子会对与混凝土配合使用的钢纤维或结构钢筋产生严重腐蚀，使混凝土过早失效，而硫酸根离子容易与水泥水化产物反应生成具有膨胀性的钙钒石，会导致混凝土产生龟裂，影响混凝土的耐久性。

剔除粗骨料和集料中的杂质，能够消除材料宏观缺陷，减少骨料-浆体间的空隙和“水囊”；优化集料级配，有利于实现颗粒的致密堆积；振动可以破坏新拌混凝土内所含气泡，且振动频率越大，所能破坏气泡的直径越小，采用高频振动可消除大量微米级以上的气泡，减小混凝土孔隙率；以上三种措施均能对混凝土的强度起到明显的促进作用。

聚甲醛纤维是一种新型的混凝土增韧纤维，具有良好的综合机械性能，特别适用于在高强和超高强混凝土中添加使用，并能通过掺量配合实现制品的准应变硬化。聚乙烯醇纤维是一种亲水性有机纤维，具有弹性模量高、抗拉能力强的特点，能够显著改善水泥基复合材料的抗拉强度及韧性。经过设计的纤维长短混杂、粗细混杂、模量混杂能够产生正混杂效应，对混凝土的强度、韧性和耐久性均可以起到良好的促进作用。聚甲醛纤维和聚乙烯醇纤维在尺寸、模量等方面均存在一定的互补优势，将两者混杂使用，能显著提升混凝土的综合性能。

传统的混凝土设计方法指导制备的海水集料混凝土在结构上存在明显的缺陷，各项性能指标也处于较低水平，很难满足岛礁常备工程建设和军事工程抢修抢建对超高性能海水集料混凝土的迫切需求，亟待开发出一种取材于海岛本地原材料的能够适应岛礁严苛服役环境的超高性能海水集料混凝土。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混杂纤维海洋集料混凝土及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种混杂纤维海洋集料混凝土，包含以下组分：

水泥，

硅灰，

粉煤灰，

海水，

海砂，

减水剂以及聚合物纤维，

其中，聚合物纤维为聚甲醛纤维和聚乙烯醇中的一种或两种。

优选的，各组分的重量份数如下：水泥55-75份、硅灰10-30份、粉煤灰10-20份、海水17-20份、海砂108-122份、减水剂2-2.5份、聚甲醛纤维0.42-1.56份，聚乙烯醇0.36-1.44份。