阅读说明：本技术 一种纤维自密实混凝土及其制作方法 (Fiber self-compacting concrete and manufacturing method thereof ) 是由 姚华彦 马登辉 朱大勇 戴良军 崔林钊 廖绍锋 于 2019-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种纤维自密实混凝土,其原料及单位体积用量包括：水泥330-334kg/m<Sup>3</Sup>,矿物掺和料140-144kg/m<Sup>3</Sup>,粗骨料835-842.8kg/m<Sup>3</Sup>,细骨料790-797.6kg/m<Sup>3</Sup>,玄武岩纤维0-8.4kg/m<Sup>3</Sup>,外加剂34.3-44.8kg/m<Sup>3</Sup>,水178-182kg/m<Sup>3</Sup>。玄武岩纤维为短切玄武岩纤维或预处理短切玄武岩纤维。本发明公开了上述纤维自密实混凝土的制作方法,将玄武岩纤维、细骨料和粗骨料混合均匀,接着依次加入水和外加剂搅拌均匀,然后加入水泥和矿物掺和料搅拌。本发明所得混凝土不仅质轻,而且增强混凝土各部分的强度和韧性,同时也能保持玄武岩纤维的耐热和耐腐蚀性能。(The invention discloses a fiber self-compacting concrete, which comprises the following raw materials in unit volume: cement 330- 3 Mineral admixture 140-144kg/m 3 835-842.8kg/m of coarse aggregate 3 790-797.6kg/m of fine aggregate 3 0-8.4kg/m of basalt fiber 3 34.3 to 44.8kg/m of additive 3 178- 3 . The basalt fiber is chopped basalt fiber or pretreated chopped basalt fiber. The invention discloses a preparation method of the fiber self-compacting concrete, which comprises the steps of uniformly mixing basalt fibers, fine aggregate and coarse aggregate, sequentially adding water and an additive, uniformly stirring, adding cement and a mineral admixture, and stirring. The concrete obtained by the invention not only has light weight, but also enhances the strength and toughness of each part of the concrete, and simultaneously can keep the heat resistance and corrosion resistance of basalt fibers.)

一种纤维自密实混凝土及其制作方法

技术领域

本发明涉及自密实混凝土技术领域，尤其涉及一种纤维自密实混凝土及其制作方法。

背景技术

纤维混凝土是近年发展起来的新型混凝土，相较于传统的混凝土，纤维的加入能够显著提升混凝的抗压强度和劈拉强度。但是不利于混凝土早起强度的形成与发展，其次纤维的加入会降低混凝的塌落度，混凝土的流动性变差。在配筋率较高或结构截面较小的部位，混凝土振捣器难以振捣，流动性较小的纤维混凝土在这些部位难以密实，会形成蜂窝，麻面等影响混凝土结构的承载能力和耐久性。

自密实混凝土不需要振捣设备的振捣，仅凭借重力作用就可填充并包裹钢筋的混凝土。此种混凝土同时具备高温抗变形，低温抗裂和良好的抗渗性能，并且能够根据施工要求自由的调节凝固时间。

纤维自密实混凝土在具备纤维混凝土的优点的同时，拥有自密实混凝土的优点，在道路桥梁工程，建筑工程，水利工程等具有广泛的应用前景。纤维自密实混凝土能够克服传统混凝土存在的强度低、抗渗性差的缺点，其流动性好，在配筋率高、截面尺寸小的部位依旧能够填充密实，同时节省了人工振捣，经济效益显著。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种纤维自密实混凝土及其制作方法，所得纤维自密实混凝土不仅质轻，而且增强混凝土各部分的强度和韧性，同时也能保持玄武岩纤维的耐热和耐腐蚀性能。

一种纤维自密实混凝土，其原料及单位体积用量包括：水泥330-334kg/m³，矿物掺和料140-144kg/m³，粗骨料835-842.8kg/m³，细骨料790-797.6kg/m³，玄武岩纤维0-8.4kg/m³，外加剂34.3-44.8kg/m³，水178-182kg/m³。

优选地，玄武岩纤维为短切玄武岩纤维。

优选地，短切玄武岩纤维长度为5-24mm，单丝直径为10-15μm，密度为2600-3000kg/m³，拉伸模量为100-110GPa，拉伸强度为3800-4000MPa，断裂伸长率为2.5-3.0％。

优选地，短切玄武岩纤维的最高工作温度为650℃，其耐碱性能为单丝断裂强度保留率为78-82％。

玄武岩纤维含有K₂O、MgO、TiO₂等成分对提高纤维耐化学腐蚀及防水性能起到重要的作用。

优选地，水泥为普通硅酸盐水泥，其强度等级为42.5、52.5和/或62.5。

优选地，矿物掺和料为粉煤灰，其表观密度为2-3g/cm³，比表面积为4500-5000cm²/g。

优选地，粉煤灰的细度为8-10％，需水量比为85-90％，烧失量为4.0-4.5％。

优选地，外加剂为减水剂，其减水率为25-30％，泌水率为18-22％，含气量为3.5-4.0％。

优选地，粗骨料为级配碎石，其颗粒级配为5-20mm。

优选地，细骨料为连续级配的中砂，其细度模数为2.5-3.0。

优选地，其原料及单位体积用量包括：水泥332kg/m³，矿物掺和料142kg/m³，粗骨料838.9kg/m³，细骨料793.8kg/m³，玄武岩纤维0-8.4kg/m³，外加剂34.3-44.8kg/m³，水180kg/m³。

上述纤维自密实混凝土的制作方法，包括如下步骤：

S1、将细骨料和粗骨料混合均匀得到初混料；

S2、搅拌状态下，向初混料中缓缓加入玄武岩纤维，接着加入外加剂搅拌均匀，得到次混料；

S3、搅拌状态下，向次混料中加入水搅拌均匀，然后加入水泥和矿物掺和料搅拌。

本发明的优点在于：采用新型的玄武岩纤维作为纤维增强材料，提高所得混凝土力学性能，同时优化混凝土配合比，使所得混凝土能够满足自密实混凝土的性能，兼具二者优点，在土木工程中具有广泛的应用前景。而利用玄武岩纤维制作混凝土层，既加固整体的结构，较普通自密实混凝土耐久性更好，又相对于钢纤维和碳纤维等，价格便宜，节约费用，降低生产成本，提高资源利用率，通过使玄武岩纤维均匀无序地分布在混凝土产品，不仅质轻，而且增强混凝土各部分的强度和韧性，使所得混凝土相当于或者更高于掺加其他纤维所成的混凝土，同时也能保持玄武岩纤维的耐热和耐腐蚀性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

下述实施例1-12中，水泥为42.5普通硅酸盐水泥，矿物掺和料为表观密度2.5g/cm³、比表面积4550cm²/g的粉煤灰，外加剂为减水率27％、泌水率为20％、含气量3.7％的减水剂，粗骨料为颗粒级配5-20mm的级配碎石，细骨料为细度模数2.7的连续级配中砂。

下述实施例1-12的纤维自密实混凝土制作方法，包括如下步骤：

S1、将细骨料和粗骨料混合均匀得到初混料；

S2、搅拌状态下，向初混料中缓缓加入玄武岩纤维，接着加入外加剂搅拌均匀，得到次混料；

S3、搅拌状态下，向次混料中加入水搅拌均匀，然后加入水泥和矿物掺和料搅拌3-5min。

实施例1

一种纤维自密实混凝土，其原料及单位体积用量包括：水泥330kg/m³，矿物掺和料144kg/m³，粗骨料835kg/m³，细骨料797.6kg/m³，外加剂44.8kg/m³，水178kg/m³。

实施例2

一种纤维自密实混凝土，其原料及单位体积用量包括：水泥334kg/m³，矿物掺和料140kg/m³，粗骨料842.8kg/m³，细骨料790kg/m³，短切玄武岩纤维8.4kg/m³，减水剂34.3kg/m³，水182kg/m³。

采用单丝直径13μm、密度为2800kg/m³、拉伸模量105GPa、拉伸强度3900MPa、断裂伸长率2.7％的短切玄武岩纤维对下述实施例4-12进行掺加。实施例3-12的原料配比如下：

将实施例3-12所得纤维自密实混凝土进行性能检测，具体如下：

在进行装填前用水将塌落桶及地面进行湿润，防止混凝土的水被吸收，其后将拌和后的混凝土装填进塌落桶，混凝土与塌落桶上表面齐平时抹平，随后快速提起塌落桶，测量混凝土从开始流动至塌落扩展为500mm所需要的时间T₅₀₀；

将拌合后的混凝土装入尺寸为100mm×100mm×100mm的模具中，在20℃，相对湿度95％的条件下养护7d和28d，对养护后的混凝土试件进行单轴试样，试验机加载速度0.5Mpa/s。

其结果如下表所示：

塌落度的试验结果表明：掺加玄武岩纤维的混凝土T₅₀₀均大于未掺加的混凝土(实施例3)，而掺加预处理短切玄武岩纤维的混凝土T₅₀₀大于掺加短切玄武岩纤维的混凝土，同时纤维长度越长，则T₅₀₀越大。

说明掺加玄武岩纤维的混凝土流动性略差于对照组，但达到相同的塌落度时，掺加含量0.1％的5mm纤维的混凝土时间仅增加0.86s，掺加含量0.3％的5mm纤维的混凝土时间仅增加5.51s，增加时间较短，且所有掺加玄武岩纤维的混凝土均可达到与对照组混凝土相同的塌落度。

单轴抗压试验结果表明：未掺加玄武岩纤维的混凝土28d抗压强度为48.1MPa，掺加短切玄武岩纤维的混凝土28d抗压强度均大于对照组(实施例3)，而掺加预处理短切玄武岩纤维的混凝土28d抗压强度又高于掺加短切玄武岩纤维的混凝土。

本发明所获得纤维自密实混凝土流动性优良，而且抗压强度显著提高，能够满足工程实践的应用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。