一種短切特細不銹鋼微絲增強活性粉末混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種短切特細不誘鋼微絲增強活性粉末混凝±，具體地說是將一種短 切特細不誘鋼微絲用于提高活性粉末混凝±的強度和初性，屬于纖維增強水泥基材料制備 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有普遍使用的活性粉末混凝±中使用的鋼纖維直徑范圍為0. 15-0. 25mm，石英 砂粒徑范圍為25~100目，且多使用石英粉，水灰比為0. 16~0. 25,并通過高溫養(yǎng)護或蒸 壓養(yǎng)護獲得高強性能。運類活性粉末混凝±的缺點在于：1)鋼纖維滲量低時，纖維根數(shù)少， 增強增初效果有限，已有研究中鋼纖維占水泥質(zhì)量的0. 25%~0. 30%時，活性粉末混凝± 的抗折強度最高只能增加70%~75% ;2)鋼纖維滲量高時，使得活性粉末混凝±的工作性 較差，限制了活性粉末混凝±的工程應(yīng)用范圍；3)將其用于路面板、大跨度橋面板等部位 時，在外荷載的長期沖擊磨耗作用下，鋼纖維裸露在表面，容易誘蝕，降低了構(gòu)件的長期使 用性能，且對行車帶來不便；4)采用石英粉做超細填料，并使用粒度較小的石英砂作為細 骨料，同時采用較低的水灰比，會增大活性粉末混凝±的早期收縮及脆性；5)高溫養(yǎng)護或 蒸壓養(yǎng)護增大了制備活性粉末混凝±構(gòu)件的能源消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種強度高，初性好，制造成本低，應(yīng) 用范圍廣，且能解決薄板構(gòu)件鋼纖維外露問題的短切特細不誘鋼微絲增強活性粉末混凝 ±。 陽004] 技術(shù)解決方案： 陽0化]一種短切特細不誘鋼微絲增強活性粉末混凝±按重量比包括水泥：粉煤灰：娃 灰：石英砂：短切特細不誘鋼微絲：水：減水劑=1 :〇. 25~0. 35 :0. 25~0. 35 :1. 0~1. 5 : 0. 14~0.22 :0.30~0.40 :0.005~0.035 ;所述短切特細不誘鋼微絲的直徑為6~30ym， 長度為6~12mm，延伸率> 1 %，抗拉強度為1200~ISOOMPa。
[0006] 進一步地，在上述技術(shù)方案中，所述石英砂的粒徑為20~120目，石英砂的Si〇2含 量> 99-99. 5%，F(xiàn)e2〇3含量《0. 005%。
[0007] 進一步地，在上述技術(shù)方案中，所述石英砂的粒徑采用不同目數(shù)范圍的石英砂混 合制備而成，20~40目：40~70目：70~120目=0. 8~1. 2 :0. 8~1. 2 :0. 8~1. 2。
[0008] 進一步地，在上述技術(shù)方案中，所使用的水泥標(biāo)號為P? 042. 5R，粉煤灰為II級灰， 所述娃灰的比表面積為16000~20000m2/kg。
[0009] 本發(fā)明提供一種上述短切特細不誘鋼微絲增強活性粉末混凝±的制備方法，攬拌 流程為先將水泥、粉煤灰、娃灰、短切特細不誘鋼微絲、水及部分減水劑混合，在水泥膠砂攬 拌機中低速攬拌1~3分鐘后，高速攬拌3~5分鐘，暫停1分鐘的同時加入石英砂，低速 攬拌I~2分鐘，加入剩余的減水劑后，再高速攬拌4~6分鐘。
[0010] 進一步地，在上述技術(shù)方案中，養(yǎng)護制度為在20±rc水中養(yǎng)護至7~14天后置于 空氣中養(yǎng)護至規(guī)定齡期28-56天。
[0011] 表1本發(fā)明混凝±的強度范圍
[0013] 表2本發(fā)明混凝±的初性范圍
[0015] 表3本發(fā)明混凝±的變形性能范圍
[0017] 本發(fā)明采用短切特細不誘鋼微絲增強活性粉末混凝±，可在低滲量下顯著提高活 性粉末混凝±基體的強度及初性；并通過選擇合理顆粒級配的石英砂、采用粉煤灰替代部 分水泥及相對較高的水灰比，在保證活性粉末混凝±工作性的同時，降低其制作成本，改善 其初性。短切特細不誘鋼微絲增強活性粉末混凝±的主要作用機理有=方面：①短切特細 不誘鋼微絲與活性粉末混凝±基體的適應(yīng)性好，界面粘結(jié)強度高，對基體本身有增強增初 作用；②在荷載施加過程中，活性粉末混凝±內(nèi)部的短切特細不誘鋼微絲可限制微裂紋的 發(fā)展與匯合，并可跨越裂紋傳遞荷載，同時能夠屏蔽裂紋尖端應(yīng)力，對試件的側(cè)面膨脹變形 起到約束作用，進而提高活性粉末混凝±的抗壓與抗折強度；③在外荷載增大過程中，短切 特細不誘鋼微絲的拔出、偏轉(zhuǎn)及剝離消耗大量能量，進而提高了活性粉末混凝±的斷裂能 及壓縮初性。
[0018] 發(fā)明有益效果
[0019] 短切特細不誘鋼微絲的特殊材質(zhì)使其在使用過程中不受誘蝕的影響；微絲直徑 小，可在低滲量下形成有效的增強網(wǎng)絡(luò)，提高活性粉末混凝±基體的強度及初性；微絲柔軟 度高，可擴展活性粉末混凝±的應(yīng)用范圍，解決薄板狀構(gòu)件鋼纖維易外露的缺陷；合理級配 石英砂的選擇、粉煤灰的滲入及較高水灰比的選用，可降低單方水泥用量及對養(yǎng)護環(huán)境的 要求，保證了滿足工程要求的工作性，并使得短切特細不誘鋼微絲增強活性粉末混凝±的 初性進一步改善，對節(jié)約資源，保護環(huán)境有重要意義。
【具體實施方式】
[0020] 下述非限定性實施例可W使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不W 任何方式限制本發(fā)明。
[0021] 活性粉末混凝±抗折和立方體抗壓強度的測試方法參照GB/T17671-1999水泥膠 砂強度測定方法（ISO法）。
[0022] 活性粉末混凝±棱柱體抗壓強度的測試方法參照GB/T50081-2002普通混凝±力 學(xué)性能試驗方法。
[0023] 斷裂能和壓縮初性采用上述試驗得到的荷載-位移曲線積分運算而得。
[0024] 應(yīng)變采用在上述試驗過程中粘貼應(yīng)變片測試所得。
[00巧]本實施例中短切特細不誘鋼微絲購自山東萊憲龍志工貿(mào)有限公司，該產(chǎn)品是采用 日本新日31化型不誘鋼拉拔而成，直徑為6~30ym，長度為6~12mm，延伸率> 1%，抗拉 強度為1200~ISOOMPa。
[00%] 本實施例中所述的減水劑是己斯夫化學(xué)建材（中國）有限公司生產(chǎn)的高早強型高 性能減水劑RHE0PLUS411系列。 陽〇27] 實施例1
[0028] 本發(fā)明是將一種短切特細不誘鋼微絲用于增強活性粉末混凝±，制備出成本低、 性能優(yōu)異、應(yīng)用范圍廣的新的活性粉末混凝±。
[0029] 本實施例中混凝±各組分的重量比為水泥：粉煤灰：娃灰：石英砂：短切特細不誘 鋼微絲：水：減水劑=1 :〇. 25 :0. 30 :1. 4 :0. 18 :0. 38 :0. 034,其中水泥 640kg/m3。其所用 短切特細不誘鋼微絲的直徑為6~10ym，長度為10mm。
[0030] 第一步：先將水泥、粉煤灰、娃灰、短切特細不誘鋼微絲、水及部分減水劑混合，在 水泥膠砂攬拌機中低速攬拌2分鐘后，高速攬拌3分鐘；第二步：暫停1分鐘的同時加入石 英砂，低速攬拌1分鐘；第=步：加入剩余的減水劑，高速攬拌4分鐘，即得短切特細不誘鋼 微絲增強活性粉末混凝上漿體。
[0031] 短切特細不誘鋼微絲增強活性粉末混凝±試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護箱內(nèi)養(yǎng)護24小時后拆 模，在20 +rc水中養(yǎng)護至14天后置于空氣中養(yǎng)護至28天。 陽0巧對比例1
[0033] 與實施例1不同之處在于組分中不含有短切特細不誘鋼微絲。
[0034] 實施例2
[0035] 本發(fā)明是將一種短切特細不誘鋼微絲用于增強活性粉末混凝±，制備出成本低、 性能優(yōu)異、應(yīng)用范圍廣的新的活性粉末混凝±。
[0036] 本實施例中混凝±各組分的重量比為水泥：粉煤灰：娃灰：石英砂：短切特細不誘 鋼微絲：水：減水劑=1 :〇. 25 :0. 30 :1. 4 :0. 18 :0. 38 :0. 011，其中水泥 650kg/m3。其所用 短切特細不誘鋼微絲直徑為20~30ym，長度為10mm。
[0037] 第一步：先將水泥、粉煤灰、娃灰、短切特細不誘鋼微絲、水及部分減水劑混合，在 水泥膠砂攬拌機中低速攬拌2分鐘后，高速攬拌3分鐘；第二步：暫停1分鐘的同時加入石 英砂，低速攬拌1分鐘；第=步：加入剩余的減水劑，高速攬拌4分鐘，即得短切特細不誘鋼 微絲增強活性粉末混凝上漿體。
[0038] 短切特細不誘鋼微絲增強活性粉末混凝±試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護箱內(nèi)養(yǎng)護24小時后拆 模，在20 +rc水中養(yǎng)護至14天后置于空氣中養(yǎng)護至28天。
[0039] 性能測試
[0040] 短切特細不誘鋼微絲對活性粉末混凝±強度、初性及變形性能的影響如表1-表3 所示。
[0041] 表1短切特細不誘鋼微絲對活性粉末混凝±強度的影響
[0043] 表2短切特細不誘鋼微絲對活性粉末混凝±初性的影響
[0045] 表3短切特細不誘鋼微絲對活性粉末混凝±變形性能的影響
【主權(quán)項】
1. 一種短切特細不銹鋼微絲增強活性粉末混凝土，其特征在于：按重量比包括水泥： 粉煤灰：硅灰：石英砂：短切特細不銹鋼微絲：水：減水劑=1 25~0. 35 25~0. 35 : I. 0~1. 5 :0. 14~0. 22 :0. 30~0. 40 :0. 005~0. 035 ;所述短切特細不銹鋼微絲的直徑 為6~30 y m，長度為6~12_，延伸率> 1 %，抗拉強度為1200~1800MPa。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短切特細不銹鋼微絲增強活性粉末混凝土，其特征在于：所 述石英砂的粒徑為20~120目；石英砂的SiO 2含量彡99-99. 5%，F(xiàn)e2O3含量彡0. 005%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的短切特細不銹鋼微絲增強活性粉末混凝土，其特征在于： 所述石英砂采用不同目數(shù)范圍的石英砂混合制備而成，20~40目：40~70目：70~120 目=0? 8 ~1. 2 :0? 8 ~1. 2 :0? 8 ~1. 2〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短切特細不銹鋼微絲增強活性粉末混凝土，其特征在于：所 使用的水泥標(biāo)號為P ? 042. 5R，粉煤灰為II級灰，所述硅灰的比表面積為16000~20000m2/ kg 〇5. 如權(quán)利要求1所述的短切特細不銹鋼微絲增強活性粉末混凝土的制備方法，其特征 在于：攪拌流程為先將水泥、粉煤灰、硅灰、短切特細不銹鋼微絲、水及部分減水劑混合，在 水泥膠砂攪拌機中低速攪拌1~3分鐘后，高速攪拌3~5分鐘，暫停1分鐘的同時加入石 英砂，低速攪拌1~2分鐘，加入剩余的減水劑后，再高速攪拌4~6分鐘。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的短切特細不銹鋼微絲增強活性粉末混凝土的制備方法，其特 征在于：養(yǎng)護制度為在20± 1°C水中養(yǎng)護至7~14天后置于空氣中養(yǎng)護至28~56天。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種短切特細不銹鋼微絲增強活性粉末混凝土。其各組分之間的重量比為：水泥：粉煤灰：硅灰：石英砂：短切特細不銹鋼微絲：水：減水劑＝1：(0.25～0.35)：(0.25～0.35)：(1.0～1.5)：(0.14～0.22)：(0.30～0.40)：(0.005～0035)，所用短切特細不銹鋼微絲的直徑為6～30μm，長度為6～12mm，并經(jīng)常規(guī)攪拌及養(yǎng)護工藝而成。本發(fā)明通過加入低摻量不銹鋼微絲、調(diào)整細集料級配及水灰比大幅度提高了活性粉末混凝土基體的強度和韌性，解決了薄板構(gòu)件鋼纖維易于外露的問題，工程應(yīng)用范圍廣，且生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低；粉煤灰的使用對廢渣利用，保護環(huán)境有重要意義。
【IPC分類】C04B14/48, C04B28/02, C04B14/06, C04B18/08
【公開號】CN105236849
【申請?zhí)枴緾N201510542796
【發(fā)明人】韓寶國, 董素芬, 歐進萍
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年8月28日