[发明专利]一种低掺纤维高致密自密实堆石混凝土材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低掺纤维高致密堆石混凝土材料，其成分按体积率分为两部分：45％‑50％的堆石体，50％‑55％的低掺纤维自密实混凝土，堆石体为花岗岩；按以下重量份组成：380‑390份的水泥，60‑70份的矿粉，50‑60份的粉煤灰，40‑50份的硅灰，520‑530份的黄砂，640‑650份的碎石，10‑15份的高效减水剂，2‑10份的合成纤维，90‑100份的水；制备方法为：制备干料，将高效减水剂入水中搅拌后加入到干料中混合得到浆料；将合成纤维分散撒入浆料内，搅拌均匀得到低掺纤维自密实混凝土，将堆石入仓形成堆石体，在堆石体表面浇筑低掺纤维自密实混凝土，得到低掺纤维高致密堆石混凝土材料。本发明的材料具有强度高且具有良好的抗裂性能，且制备方法简单，原材料种类少，制备成本低。

技术领域

本发明属于混凝土材料领域，具体涉及一种低掺纤维高致密堆石混凝土材料及其制备方法。

背景技术

堆石混凝土是指利用自密实混凝土的高流动性和高抗离析性能，使自密实混凝土在不使用外界振捣辅助情况下，仅依靠自重逐步填充到堆石的空隙中，最终形成完整、密实、有较高强度的混凝土。堆石混凝土技术具有施工工艺简便、成本低廉等优点。

目前堆石混凝土广泛应用于水利、水电、交通工程中，自密实混凝土的填充对象基本属于尺寸较大的块石，这些块石的形状和大小不统一，所以在堆积过程中会形成空隙。且这些空隙的结构非常复杂，在重力的作用下还会发生剪切形变，这种形变会受到边壁的摩擦，从而产生流动的阻力。因此，在自密实混凝土进行堆积的过程中必须要保证充足的稳定性和流动性。目前随着经济社会的不断发展，高强度的堆石混凝土广泛应用于大跨度桥梁、海洋工程及核电工程中，但高强度的堆石混凝土往往伴随着高水泥用量，会导致水化热高，混凝土易开裂以及成本过高等问题，因此有必要研发一种性能更加优异的低掺纤维高致密堆石混凝土材料解决目前所存在的问题，同时将高延性这一优异的性能运用到堆石混凝土中，在保持高强度的同时降低堆石混凝土的成本，并显著改善混凝土的抗裂性、抗冲击性和抗震性等耐久性能，成为一种优异的堆石混凝土材料。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种低掺纤维高致密堆石混凝土材料，能够在降低水泥用量以致降低成本的同时，保持良好的工作性能、力学性能及延展性能。本发明具有制备过程简单，原材料种类少，所制备得到的堆石混凝土材料流动性高，抗离析性强，抗压强度和抗拉强度等力学性能优异，具有较好的断裂延展性和韧性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种低掺纤维高致密堆石混凝土材料，其特征在于，所述混凝土材料按体积百分比分为两部分：45％-50％的堆石体，50％-55％的低掺纤维自密实混凝土，所述堆石体为花岗岩；所述低掺纤维自密实混凝土按以下重量份组成：380-390份的水泥，60-70份的矿粉，50-60份的粉煤灰，40-50份的硅灰，520-530份的黄砂，640-650份的碎石，10-15份的高效减水剂，2-10份的合成纤维，90-100份的水；制成后的堆石混凝土材料的抗压强度不低于80MPa，抗弯强度不低于8.5MPa，T500小于9s，扩展度大于600mm。

进一步地，所述的堆石体由花岗岩材质堆砌制成，所述花岗岩的密度为2800kg/m³-2850kg/m³，粒径为600mm-750mm，抗压强度不小于150MPa。

进一步地，所述水泥为PII52.5硅酸盐水泥，其矿物成分占比为C₃S(45％-60％)，C₂S(15％-30％)，C₃A(7％-12％)和C₄AF(6％-18％)，比表面积为450m²/kg-480m²/kg，初凝时间和终凝时间分别为45min-60min和300min-360min，3d、7d和28d抗压强度分别为25MPa-30MPa、40MPa-45MPa和55MPa-60MPa。