[发明专利]玄武岩和聚乙烯醇混杂纤维混凝土及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种改性混凝土,本发明也涉及的是一种改性混凝土的制备方法。具体地说是一种纤维改性混凝土及制备方法。

背景技术

混凝土是一种具有低抗拉强度和低拉伸应变极限的复合材料。一般情况下，纤维的加入可以显著地提高混凝土的工程性能，如拉伸，弯曲，冲击性能，疲劳和磨损强度，变形能力，韧性和开裂后的承载能力。由于高耐腐蚀性、高韧性和足够的耐久性，纤维混凝土(FRC)尤为广泛地应用在军事和海洋领域，例如在强化结构、抗爆结构、海洋平台、海底石油工程开发等。

各种类型的纤维可用于水泥和混凝土的复合材料，如钢或有机纤维。在目前所使用的纤维中，钢纤维具有高的弹性模量和刚度，因此钢纤维的加入对提高混凝土的抗压强度和韧性是有效的。但钢纤维容易生锈。加入钢纤维的混凝土可以提高混凝土结构重量和导致混合时的球化效应，从而混凝土的工作性有所下降。玻璃纤维对碱性条件有很高的敏感性。具有化学惰性并且较硬的碳纤维具有高成本和各向异性的缺点。合成纤维，主要是聚合物纤维等，通常有低的弹性模量，低熔点，与无机基质的界面结合差的缺点。新材料提供了在混凝土复合材料创新应用的承诺。

公开号为CN1686906A、名称为《高性能混杂纤维增强混凝土》的专利文件所公开的技术方案中,所用的纤维为碳纤维、钢纤维,其中用碳纤维来提高强度不仅价格昂贵更难以适应工程上大量使用,钢纤维不仅存在易锈蚀的致命问题,而且用量大也间接提高了工程造价难以大量推广公开号为CN102584137A、名称为《一种多元低弹模混杂纤维增强再生混凝土制备方法》的专利文件所公开的技术方案中,主要目的在于废物利用,对混凝土自身性能改善较小,所使用的低弹模纤维只能在混凝土硬化前期起到阻裂的效果,强度方面的贡献微小,耐久性方面的性能更是未提及。因此,从耐久性方面和工程造价方面考虑有必要对现有纤维混凝土做进一步改进。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种纤维用量少，价格便宜，能在满足强度要求的前提下提高混凝土的耐久性、降低工程造价的玄武岩和聚乙烯醇(PVA)混杂纤维混凝土。本发明的目的还在于提供一种玄武岩和PVA混杂纤维混凝土的制备方法。

技术方案：本发明的一种玄武岩和聚乙烯醇混杂纤维混凝土，是在混凝土基质中，掺有占混凝土基质体积分数0.05％的玄武岩纤维和0.05％的聚乙烯醇纤维。

其中，所述的混凝土基质，在1立方所述混凝土基质中有：43-45kg粉煤灰、391-393kg水泥、1208-1210kg石子、518-520kg砂子、168-170kg水、4-5kg减水剂。

所述玄武岩纤维为短切纤维，单丝直径15-30um，长度20-25mm，抗拉强度大于等于2000MPa，弹性模量大于等于85GPa，断裂伸长率大于等于2.5％。

所述聚乙烯醇纤维为短切纤维，单丝直径15-30um，长度20-25mm，抗拉强度大于等于1200MPa，弹性模量大于等于35GPa，断裂伸长率6-8％。

本发明的玄武岩和聚乙烯醇混杂纤维混凝土的制备方法如下：

1)将砂子和石子投入到搅拌机中搅拌60-80s；

2)投入水泥和粉煤灰并搅拌60-80s；

3)将水和减水剂充分混合并加入搅拌机搅拌120-150s，得到混凝土基质；

4)预先将武岩纤维与聚乙烯醇纤维两种纤维混合并使两种纤维高度分散后，将其均匀撒入步骤3)所得混凝土基质中并搅拌120-150s，即得到玄武岩和聚乙烯醇混杂纤维混凝土；

其中，43-45kg/m³粉煤灰、391-393kg/m³水泥、1208-1210kg/m³石子、518-520kg/m³砂子、168-170kg/m³水、4-5kg/m³减水剂，玄武岩纤维1.3-1.5kg/m³和PVA纤维0.6-0.8kg/m³。