[发明专利]一种多尺寸聚丙烯纤维混凝土

说明书

本发明涉及一种多尺寸聚丙烯纤维混凝土，由聚丙烯纤维、混凝土和减水剂组成，所述聚丙烯纤维为束状单丝聚丙烯纤维，由FF1、FF2和CF1组成；FF1和FF2是聚丙烯细纤维，直径分别为0.026mm和0.10mm，长度均为19mm；CF1是聚丙烯粗纤维，直径为0.8mm，长度为50mm；掺量为FF1＝0.50～0.65kg/m³，FF2＝0.50～0.65kg/m³，CF1＝4.0～5.0kg/m³。将多尺寸聚丙烯纤维按本发明掺量加入到水泥基体中，得到的多尺寸聚丙烯纤维混凝土与现有技术相比，能明显提高混凝土单轴抗压和劈裂抗拉强度，能有效提高混凝土抗冻性，能大幅度提高混凝土的断裂性能。

技术领域

本发明属于混凝土领域，具体涉及一种多尺寸聚丙烯纤维混凝土。

背景技术

混凝土通常是由水泥、颗粒状骨料、水以及化学外加剂和矿物掺合材料(矿物外加剂)按适当比例配合，经均匀搅拌、密实成型和养护硬化而成的人工石材，它具有原材料来源广泛、价格低廉、力学性能优良、生产工艺简单等特点成为当代应用最广泛的土木工程材料。

聚丙烯纤维是以等规聚丙烯为原料纺丝制得的合成纤维，是化学纤维中最轻的品种；强度为35～62cN/dtex；耐磨性仅次于聚酰胺纤维；耐腐蚀性良好，尤其是对无机酸、碱稳定性很好。

随着现代工程技术的高速发展，水工建筑物，西部高原地区，大跨度等复杂特殊环境对建筑材料提出越来越高要求。普通混凝土难以满足特殊环境条件对其强度、耐久性等方面的要求。然而，由水泥基材料的多尺度特性及其破坏过程可知，微裂缝的持续扩展是水泥材料破坏的根源，因此，针对其多尺度结构特点，提出掺加多尺寸纤维使其在不同尺度下抑制裂纹扩展，可以有效改善水泥基材料的力学性能。纵观纤维混凝土的研究现状，多数采用单掺或混掺2种不同弹性模量的纤维，有关多尺寸聚丙烯纤维混凝土较优纤维掺量的研究鲜有报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多尺寸聚丙烯纤维混凝土，本发明选用2种尺寸的聚丙烯细纤维与1种聚丙烯粗纤维，在相同拌合工艺，相同配合比条件下进行单掺及混掺，通过对不同纤维掺量混凝土试件进行单轴抗压，劈裂抗拉，快速冻融，切口梁三点弯曲试验，研究了多尺寸聚丙烯纤维混凝土的单轴抗压强度，劈裂抗拉强度，抗冻性，断裂能及断裂韧度，提出多尺寸聚丙烯纤维混凝土的一种纤维较优掺量。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多尺寸聚丙烯纤维混凝土，由聚丙烯纤维、混凝土和减水剂组成，所述聚丙烯纤维为束状单丝聚丙烯纤维，由FF1、FF2和CF1组成；所述FF1和FF2是聚丙烯细纤维，直径分别为0.026mm和0.10mm，长度均为19mm；所述CF1是聚丙烯粗纤维，直径为0.8mm，长度为50mm；掺量为FF1＝0.50～0.65kg/m³，FF2＝0.50～0.65kg/m³，CF1＝4.0～5.0kg/m³。

优选的，所述掺量为FF1＝0.6kg/m³，FF2＝0.6kg/m³，CF1＝4.8kg/m³。

优选的，所述FF1、FF2和CF1的抗拉强度分别不小于620MPa、300MPa和700MPa，弹性模量分别不小于4.3GPa、4.5GPa和7.0GPa。

优选的，所述FF1、FF2和CF1的断裂伸长率分别不大于40％、15％和10％，密度分别不小于0.91g/cm³、0.91g/cm³和0.95g/cm³。

优选的，所述减水剂掺量为水泥质量的0.9％～1.1％。

优选的，所述减水剂掺量为水泥质量的1％。

优选的，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。