[发明专利]一种C60强度等级的高性能纤维混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种C60强度等级的高性能纤维混凝土及其制备方法，所述混凝土质量份组成如下：水泥360‑380份、水145‑160份、河砂700‑720份、碎石1020‑1040份、粉煤灰80‑125份、稻壳灰40‑60份、减水剂6‑7.5份、减缩剂9‑10份、激发剂12.5‑14份、纤维素纤维1.1‑1.8份、羧基丁苯聚合物16‑20份、消泡剂1.7‑1.8份。制备的混凝土具有较高的韧性和优异的耐久性能，与型钢之间具有较高的粘结强度，用于型钢混凝土组合结构中，能够有效发挥型钢与混凝土之间的协同工作性能，弥补型钢与混凝土粘结性能差、无法充分发挥二者各自的力学性能的不足。

技术领域

本发明属于建筑材料领域,是一种掺纤维素纤维、稻壳灰和羧基丁苯聚合物的具有较高韧性、高耐久性、高体积稳定性的混凝土，具体涉及一种C60强度等级的高性能纤维混凝土及其制备方法。

背景技术

我国硅灰的年产量仅有3000t-4000t，只能满足部分特殊混凝土的需求，限制了其大量使用。而我国作为农业大国，每年稻壳产量在4000万t以上，占世界总产量的30％以上。目前，除了部分稻壳开始用于电厂发电，大部分的稻壳还是会被自然堆放或者露天焚烧，这样既浪费资源，燃烧又会排放大量二氧化碳污染周边环境。用于电厂发电的稻壳灰在经过发电后产生的稻壳灰比重较小，如果不合理开发利用也会造成占用土地资源、污染周边空气。随着科技进步发现，将稻壳在适当的条件下进行焚烧而制备的稻壳灰中含有90％-96％的非晶态SiO₂，其比表面积甚至能够达到250m²/kg。

普通混凝土与高性能混凝土材料抗裂性能差、抗拉强度低(其通常为抗压强度的1/10-1/20)，因此，其脆性大、韧性差，且脆性随混凝土强度等级的提高而愈加明显。在高应力或复杂应力状态下，混凝土的脆性特征将会降低构件与结构的承载能力乃至安全可靠性。混凝土硬化过程中还会产生一定量的干缩和自收缩，进而产生一定的微裂纹，对混凝土的强度和耐久性能产生不良影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种C60强度等级的高性能纤维混凝土及其制备方法，利用市场易得材料，采用改进的混凝土搅拌工艺，通过添加纤维素纤维、稻壳灰、活性矿物掺合料、化学外加剂等，克服普通混凝土脆性大、易开裂、耐久性差等不足，以制备具有高体积稳定性、高耐久性和较高韧性的C60强度等级的高性能纤维混凝土。

为实现上述目的，本发明公开的技术方案是：一种C60强度等级的高性能纤维混凝土，包括下述质量份数的原料：

水泥360-380份、水144-160份、河砂700-720份、碎石1020-1040份、粉煤灰80-125份、稻壳灰40-60份、减水剂6-7.5份、减缩剂9-10份、激发剂12.5-14份、纤维素纤维1.1-1.8份、羧基丁苯聚合物16-20份、消泡剂1.7-1.8份。

优选的，所述混凝土中各组分以质量分数计算最优的配合比含量为：

水泥366份、水153份、河砂709份、碎石1033份、粉煤灰100份、稻壳灰51份、减水剂6.8份、减缩剂9.6份、激发剂13份、纤维素纤维1.4份、羧基丙苯聚合物18份、消泡剂1.7份。

进一步，所述水泥为P·O42.5R级普通硅酸盐水泥，选择与聚羧酸系减水剂相容性良好的水泥品种。

所述河砂选择级配良好的中粗河砂，细度模数为2.8-3.0。

所述碎石选择级配良好、致密坚硬、表面粗糙的以石灰石为主的人工碎石，粒径范围为5-20mm，按照连续粒级级配。

所述粉煤灰采用电厂优质Ⅰ级粉煤灰，其45μm方孔筛筛余不大于12％，需水量比不大于95％，比表面积应大于400m²/kg。