阅读说明：本技术 一种stc超高韧性混凝土配方及生产工艺 (STC ultra-high-toughness concrete formula and production process ) 是由 袁芬 芦向晶 曹浩鹏 王涛 曹鹤磊 邵琦 于 2019-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种STC超高韧性混凝土配方及生产工艺,由以下原料配比组成：水泥：60-70份；矿物掺合料：10-15份；粗集料：40-60份；细集料：20-30份；赤泥粉：25-30份；抗裂增韧剂：14-24份；钢纤维：10-15份；玻璃纤维：20-25份；不锈钢纤维：20-30份；聚乙烯醇纤维：15-20份；仿蜘蛛丝纤维：32-42份；高性能减水剂：7-9份；PH敏感水凝胶：18-22份；水：30-40份。该STC超高韧性混凝土配方及生产工艺,通过在混凝土的原料中,加入了抗裂增韧剂、钢纤维、玻璃纤维、不锈钢纤维、聚乙烯醇纤维与仿蜘蛛丝纤维,所加入的纤维与抗裂增韧剂,都为高强度、高韧性材料,从而大大的提高了混凝土的轻度和韧性,能很好的改善混凝土的工作性能,同时提高了自密实的强度,改善了收缩性能。(The invention discloses an STC ultra-high toughness concrete formula and a production process, which comprises the following raw materials in parts by weight: cement: 60-70 parts; mineral admixture: 10-15 parts; coarse aggregate: 40-60 parts; fine aggregate: 20-30 parts of a solvent; red mud powder: 25-30 parts; an anti-cracking toughening agent: 14-24 parts; steel fiber: 10-15 parts; glass fiber: 20-25 parts; stainless steel fiber: 20-30 parts of a solvent; polyvinyl alcohol fibers: 15-20 parts of a solvent; imitating spider silk fibers: 32-42 parts; high-performance water reducing agent: 7-9 parts; PH sensitive hydrogel: 18-22 parts; water: 30-40 parts. According to the STC ultra-high toughness concrete formula and the production process, the anti-cracking toughening agent, the steel fiber, the glass fiber, the stainless steel fiber, the polyvinyl alcohol fiber and the spider silk-like fiber are added into the raw materials of the concrete, and the added fiber and the anti-cracking toughening agent are high-strength and high-toughness materials, so that the lightness and the toughness of the concrete are greatly improved, the working performance of the concrete can be well improved, the self-compacting strength is improved, and the shrinkage performance is improved.)

一种STC超高韧性混凝土配方及生产工艺

技术领域

本发明涉及混凝土领域，具体是一种STC超高韧性混凝土配方及生产工艺。

背景技术

凝土简称为"砼"：是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水（可含外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。水泥混凝土是我国国民经济建设的主要材料。随着混凝土应用范围的日益扩展，它在自然环境中的性能退化问题逐渐暴露出来。普通水泥混凝土具有很高的抗压强度和较大的刚度，但存在凝结与硬化过程中易产生收缩开裂、抗拉强度低、韧性差等特点，并且随着强度的提高其脆性特征更加明显，给混凝土结构物的耐久性带来极大的影响。

但是，目前市面上的混凝土其抗拉强度较低，抗拉强度低是传统混凝土的弱点，混凝土在拉应力下开裂将影响结构的安全性和耐久性。从混凝土的抗拉性能出发，研究提高其抗拉强度与韧性的有效措施具有重要的工程意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种STC超高韧性混凝土配方及生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种STC超高韧性混凝土配方，由以下原料配比组成：

水泥：60-70份；

矿物掺合料：10-15份；

粗集料：40-60份；

细集料：20-30份；

赤泥粉：25-30份；

抗裂增韧剂：14-24份；

钢纤维：10-15份；

玻璃纤维：20-25份；

不锈钢纤维：20-30份；

聚乙烯醇纤维：15-20份；

仿蜘蛛丝纤维：32-42份；

高性能减水剂：7-9份；

PH敏感水凝胶：18-22份；

水：30-40份。

作为本发明进一步的方案：所述水泥为硅酸盐水泥，所述钢纤维为超细钢纤维。

作为本发明再进一步的方案：所述矿物掺合料由矿渣与粉煤灰混合而成，且矿渣与粉煤灰的比例为1:1。

作为本发明再进一步的方案：所述粗集料为石灰石、玄武岩中的一种。

作为本发明再进一步的方案：所述细集料由石英砂、石英粉与硅灰混合而成，且石英砂、石英粉与硅灰的比例为1:1.7:0.4。

作为本发明再进一步的方案：所述高性能减水剂为聚羧酸高性能减水剂，且聚羧酸高性能减水剂的减水率为20-40％。

作为本发明再进一步的方案：所述抗裂增韧剂为硅丙乳液，且硅丙乳液的固含量为50～60％。

一种STC超高韧性混凝土的生产工艺，其生产步骤如下：

S1：按1:1的比例取出矿渣与粉煤灰，并将矿渣与粉煤灰经筛网筛选后，放入搅拌机中进行搅拌混合，直至混合均匀，制备成矿物掺合料，搅拌时间为15-20分钟；

S2：按1:1.7:0.4的比例取出石英砂、石英粉与硅灰，并将石英砂、石英粉与硅灰经筛网筛选后，放入搅拌机中进行搅拌混合，直至混合均匀，制备成细集料，搅拌时间为20-30分钟；

S3：取出赤泥原料，并将其放在温度为110度的烘干箱内进行烘干，将烘干后的赤泥经粉碎和研磨后，并通过0.055mm的筛网过筛，制备成赤泥粉；

S4：取出钢纤维13份、玻璃纤维23份、不锈钢纤维25份、聚乙烯醇纤维17份、仿蜘蛛丝纤维27份与15份水，将所取出的原料都放入超声波分散机中进行分散，从而获得悬浮液A；

S5：取出S1步骤中制备的矿物掺合料13份，取出S2步骤中制备的细集料25份，取出S3步骤中制备的赤泥粉27份，取出水泥65份、粗集料50份和余下的所有水，并将取出的全部原料放入搅拌机中进行搅拌；

S6：取出S4步骤中制备的悬浮液A，取出抗裂增韧剂19份、高性能减水剂8份、PH敏感水凝胶21份，在S5步骤中在对原料进行搅拌时，依次向搅拌机中倒入悬浮液A、抗裂增韧剂、高性能减水剂与PH敏感水凝胶，直至搅拌均匀，从而获得超高韧性的混凝土。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在混凝土的原料中，加入了抗裂增韧剂、钢纤维、玻璃纤维、不锈钢纤维、聚乙烯醇纤维与仿蜘蛛丝纤维，所加入的纤维与抗裂增韧剂，都为高强度、高韧性材料，从而大大的提高了混凝土的轻度和韧性，能很好的改善混凝土的工作性能，同时提高了自密实的强度，改善了收缩性能，且有效地阻止了混凝土的干燥收缩和开裂，通过上述方法制备的超高韧性混凝土，可有效降低纵肋应力，大大改善路面受力状况，提高路面整体刚度，减少路面变形，延长其使用寿命，在混凝土的原料中加入了赤泥粉，赤泥粉的原料是赤泥，赤泥具有一定的内养护作用，有利于提高混凝土的强度和减少混凝土的自收缩性能，从而可提高混凝土的质量，且赤泥是氧化铝厂生产过程中产生的副产物，属于废弃物，成本低下，也实现了对废物进行重新利用，有利于保护环境。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种STC超高韧性混凝土配方，由以下原料配比组成：

水泥：65份；

矿物掺合料：13份；

粗集料：50份；

细集料：25份；

赤泥粉：27份；

抗裂增韧剂：19份；

钢纤维：13份；

玻璃纤维：23份；

不锈钢纤维：25份；

聚乙烯醇纤维：17份；

仿蜘蛛丝纤维：27份；

高性能减水剂：8份；

PH敏感水凝胶：21份；

水：35份。

水泥为硅酸盐水泥，钢纤维为超细钢纤维，矿物掺合料由矿渣与粉煤灰混合而成，且矿渣与粉煤灰的比例为1:1，粗集料为石灰石、玄武岩中的一种，细集料由石英砂、石英粉与硅灰混合而成，且石英砂、石英粉与硅灰的比例为1:1.7:0.4，高性能减水剂为聚羧酸高性能减水剂，且聚羧酸高性能减水剂的减水率为20-40％，抗裂增韧剂为硅丙乳液，且硅丙乳液的固含量为50～60％。

一种STC超高韧性混凝土的生产工艺，其生产步骤如下：

S1：按1:1的比例取出矿渣与粉煤灰，并将矿渣与粉煤灰经筛网筛选后，放入搅拌机中进行搅拌混合，直至混合均匀，制备成矿物掺合料，搅拌时间为15-20分钟；

S2：按1:1.7:0.4的比例取出石英砂、石英粉与硅灰，并将石英砂、石英粉与硅灰经筛网筛选后，放入搅拌机中进行搅拌混合，直至混合均匀，制备成细集料，搅拌时间为20-30分钟；

S3：取出赤泥原料，并将其放在温度为110度的烘干箱内进行烘干，将烘干后的赤泥经粉碎和研磨后，并通过0.055mm的筛网过筛，制备成赤泥粉；

S4：取出钢纤维13份、玻璃纤维23份、不锈钢纤维25份、聚乙烯醇纤维17份、仿蜘蛛丝纤维27份与15份水，将所取出的原料都放入超声波分散机中进行分散，从而获得悬浮液A；

S5：取出S1步骤中制备的矿物掺合料13份，取出S2步骤中制备的细集料25份，取出S3步骤中制备的赤泥粉27份，取出水泥65份、粗集料50份和余下的所有水，并将取出的全部原料放入搅拌机中进行搅拌；

S6：取出S4步骤中制备的悬浮液A，取出抗裂增韧剂19份、高性能减水剂8份、PH敏感水凝胶21份，在S5步骤中在对原料进行搅拌时，依次向搅拌机中倒入悬浮液A、抗裂增韧剂、高性能减水剂与PH敏感水凝胶，直至搅拌均匀，从而获得超高韧性的混凝土。

通过加入的抗裂增韧剂、钢纤维、不锈钢纤维、聚乙烯醇纤维与仿蜘蛛丝纤维，大大的提高了混凝土的强度与韧性，同时加入赤泥粉有利于减少混凝土的自收缩性能。

实施例二：

一种STC超高韧性混凝土配方，由以下原料配比组成：

水泥：60份；

矿物掺合料：10份；

粗集料：40份；

细集料：20份；

赤泥粉：25份；

抗裂增韧剂：14份；

钢纤维：10份；

玻璃纤维：20份；

不锈钢纤维：20份；

聚乙烯醇纤维：15份；

仿蜘蛛丝纤维：32份；

高性能减水剂：7份；

PH敏感水凝胶：18份；

水：30份。

水泥为硅酸盐水泥，钢纤维为超细钢纤维，矿物掺合料由矿渣与粉煤灰混合而成，且矿渣与粉煤灰的比例为1:1，粗集料为石灰石、玄武岩中的一种，细集料由石英砂、石英粉与硅灰混合而成，且石英砂、石英粉与硅灰的比例为1:1.7:0.4，高性能减水剂为聚羧酸高性能减水剂，且聚羧酸高性能减水剂的减水率为20-40％，抗裂增韧剂为硅丙乳液，且硅丙乳液的固含量为50～60％。

一种STC超高韧性混凝土的生产工艺，其生产步骤如下：

S1：按1:1的比例取出矿渣与粉煤灰，并将矿渣与粉煤灰经筛网筛选后，放入搅拌机中进行搅拌混合，直至混合均匀，制备成矿物掺合料，搅拌时间为15-20分钟；

S2：按1:1.7:0.4的比例取出石英砂、石英粉与硅灰，并将石英砂、石英粉与硅灰经筛网筛选后，放入搅拌机中进行搅拌混合，直至混合均匀，制备成细集料，搅拌时间为20-30分钟；

S3：取出赤泥原料，并将其放在温度为110度的烘干箱内进行烘干，将烘干后的赤泥经粉碎和研磨后，并通过0.055mm的筛网过筛，制备成赤泥粉；

S4：取出钢纤维10份、玻璃纤维20份、不锈钢纤维20份、聚乙烯醇纤维15份、仿蜘蛛丝纤维32份与15份水，将所取出的原料都放入超声波分散机中进行分散，从而获得悬浮液A；

S5：取出S1步骤中制备的矿物掺合料10份，取出S2步骤中制备的细集料20份，取出S3步骤中制备的赤泥粉25份，取出水泥60份、粗集料40份和余下的所有水，并将取出的全部原料放入搅拌机中进行搅拌；

S6：取出S4步骤中制备的悬浮液A，取出抗裂增韧剂14份、高性能减水剂7份、PH敏感水凝胶18份，在S5步骤中在对原料进行搅拌时，依次向搅拌机中倒入悬浮液A、抗裂增韧剂、高性能减水剂与PH敏感水凝胶，直至搅拌均匀，从而获得超高韧性的混凝土。

通过加入的抗裂增韧剂、钢纤维、不锈钢纤维、聚乙烯醇纤维与仿蜘蛛丝纤维，大大的提高了混凝土的强度与韧性，同时加入赤泥粉有利于减少混凝土的自收缩性能。

实施例三：

一种STC超高韧性混凝土配方，由以下原料配比组成：

水泥：70份；

矿物掺合料：15份；

粗集料：60份；

细集料：30份；

赤泥粉：30份；

抗裂增韧剂：24份；

钢纤维：15份；

玻璃纤维：25份；

不锈钢纤维：30份；

聚乙烯醇纤维：20份；

仿蜘蛛丝纤维：42份；

高性能减水剂：9份；

PH敏感水凝胶：22份；

水：40份。

水泥为硅酸盐水泥，钢纤维为超细钢纤维，矿物掺合料由矿渣与粉煤灰混合而成，且矿渣与粉煤灰的比例为1:1，粗集料为石灰石、玄武岩中的一种，细集料由石英砂、石英粉与硅灰混合而成，且石英砂、石英粉与硅灰的比例为1:1.7:0.4，高性能减水剂为聚羧酸高性能减水剂，且聚羧酸高性能减水剂的减水率为20-40％，抗裂增韧剂为硅丙乳液，且硅丙乳液的固含量为50～60％。

一种STC超高韧性混凝土的生产工艺，其生产步骤如下：

S1：按1:1的比例取出矿渣与粉煤灰，并将矿渣与粉煤灰经筛网筛选后，放入搅拌机中进行搅拌混合，直至混合均匀，制备成矿物掺合料，搅拌时间为15-20分钟；

S2：按1:1.7:0.4的比例取出石英砂、石英粉与硅灰，并将石英砂、石英粉与硅灰经筛网筛选后，放入搅拌机中进行搅拌混合，直至混合均匀，制备成细集料，搅拌时间为20-30分钟；

S3：取出赤泥原料，并将其放在温度为110度的烘干箱内进行烘干，将烘干后的赤泥经粉碎和研磨后，并通过0.055mm的筛网过筛，制备成赤泥粉；

S4：取出钢纤维15份、玻璃纤维25份、不锈钢纤维25份、聚乙烯醇纤维20份、仿蜘蛛丝纤维42份与15份水，将所取出的原料都放入超声波分散机中进行分散，从而获得悬浮液A；

S5：取出S1步骤中制备的矿物掺合料15份，取出S2步骤中制备的细集料30份，取出S3步骤中制备的赤泥粉30份，取出水泥70份、粗集料60份和余下的所有水，并将取出的全部原料放入搅拌机中进行搅拌；

S6：取出S4步骤中制备的悬浮液A，取出抗裂增韧剂24份、高性能减水剂9份、PH敏感水凝胶22份，在S5步骤中在对原料进行搅拌时，依次向搅拌机中倒入悬浮液A、抗裂增韧剂、高性能减水剂与PH敏感水凝胶，直至搅拌均匀，从而获得超高韧性的混凝土。

通过加入的抗裂增韧剂、钢纤维、不锈钢纤维、聚乙烯醇纤维与仿蜘蛛丝纤维，大大的提高了混凝土的强度与韧性，同时加入赤泥粉有利于减少混凝土的自收缩性能。

本发明的工作原理是：

使用时，按照上述生产工艺进行制备混凝土，然后将制备的混凝土进行浇筑即可，浇筑完成后，需对混凝土进行高温蒸汽养护，在混凝土终凝（48小时）后，在温度为85度，湿度为93%的环境中继续持续养护72小时，通过在混凝土的原料中，加入了抗裂增韧剂、钢纤维、玻璃纤维、不锈钢纤维、聚乙烯醇纤维与仿蜘蛛丝纤维，所加入的纤维与抗裂增韧剂，都为高强度、高韧性材料，从而大大的提高了混凝土的轻度和韧性，能很好的改善混凝土的工作性能，同时提高了自密实的强度，改善了收缩性能，且有效地阻止了混凝土的干燥收缩和开裂，通过上述方法制备的超高韧性混凝土，可有效降低纵肋应力，大大改善路面受力状况，提高路面整体刚度，减少路面变形，延长其使用寿命，在混凝土的原料中加入了赤泥粉，赤泥粉的原料是赤泥，赤泥具有一定的内养护作用，有利于提高混凝土的强度和减少混凝土的自收缩性能，从而可提高混凝土的质量，且赤泥是氧化铝厂生产过程中产生的副产物，属于废弃物，成本低下，也实现了对废物进行重新利用，有利于保护环境。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。