專(zhuān)利名稱(chēng)：一種抗剪混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑材料，尤其是涉及一種抗剪混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著混凝土材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大和研究工作的不斷深入，混凝土抗剪性能已 經(jīng)日益受到人們重視，特別是近年來(lái)，隨著城市地鐵和交通基礎(chǔ)設(shè)施的迅速發(fā)展，采用新澳 法和淺埋暗挖法施工的隧道日益增多，而這種施工方法要求噴射混凝土襯砌具有較高的抗 剪強(qiáng)度和變形能力，以防襯砌在地壓作用下受剪破壞，因此，混凝土抗剪強(qiáng)度是這種施工方 法的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)之一。此外，對(duì)于高層建筑剪力墻和梁柱節(jié)點(diǎn)的局部增強(qiáng)、以及橋面的補(bǔ) 強(qiáng)與修補(bǔ)，抗剪強(qiáng)度也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的衡量指標(biāo)。為改善混凝土抗剪強(qiáng)度和變形 能力，學(xué)者們?yōu)榇碎_(kāi)展了大量的研究，如法國(guó)隧道協(xié)會(huì)建議隧道襯砌采用噴射纖維增強(qiáng)混 凝土，以改善襯砌混凝土抗剪性能；Mirsayah(2002)和Riyazi (2007)等研究了鋼纖維和碳 纖維對(duì)混凝土試件、混凝土剪力墻和梁抗剪強(qiáng)度的影響；Bradberry(2001)和Park(2006) 研究了玻璃纖維、碳纖維、及混雜纖維對(duì)橋梁車(chē)道板的增強(qiáng)作用。在上述混凝土增強(qiáng)纖維 中，鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用得比較成熟，但鋼纖維攪拌時(shí)易結(jié)團(tuán)，分散均勻性差，不易施工， 且鋼纖維對(duì)于硫離子或氯離子等引起的銹蝕問(wèn)題隨之而來(lái)，嚴(yán)重影響了混凝土的壽命；碳 纖維盡管是比較理想的混凝土增強(qiáng)增韌材料，但因價(jià)格昂貴和操作困難而在實(shí)際工程中受 到一定限制；而玻璃纖維混凝土暴露于大氣中一段時(shí)間以后，其強(qiáng)度和韌性會(huì)有大幅度下 降，加之玻璃纖維耐堿性不好，目前應(yīng)用較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可改善混凝土 抗剪性能以滿足工程需要，并克服鋼纖維混凝土易產(chǎn)生銹蝕、攪拌易結(jié)團(tuán)和耐酸堿性差的 抗剪混凝土及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種抗剪混凝土，其特征在于，該抗 剪混凝土是由水泥、粗集料、細(xì)集料、水、增強(qiáng)纖維、減水劑制成，每立方米混凝土的組分為 水泥380 451kg，細(xì)集料601 680kg，粗集料1149 1178kg，水179 183kg，增強(qiáng)纖維 2. 73 9. 1kg，減水劑 3. 07 3. 67kg。所述的水泥為42. 5R普通硅酸鹽水泥或52. 5R硅酸鹽水泥。所述的細(xì)集料為天然或人工中粗砂。所述的粗集料為粒徑為5 40mm以?xún)?nèi)、連續(xù)級(jí)配的碎石。所述的減水劑為市售高效低氯萘系減水劑。所述的增強(qiáng)纖維為聚丙烯纖維，該增強(qiáng)纖維外形呈棒狀，截面呈X型，與混凝土之 間咬合力好。所述的聚丙烯纖維的截面積為0. 363mm2，長(zhǎng)度為40mm，密度為0. 91g/cm3，抗拉強(qiáng) 度為500MPa以上，耐熱和耐堿抗拉強(qiáng)度為處理前的90%以上，在混凝土中易分散均勻，且
3具有永久不生銹的特點(diǎn)。一種抗剪混凝土的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟先按每立方米混 凝土稱(chēng)取水泥380 451kg，細(xì)集料601 680kg，粗集料1149 1178kg，增強(qiáng)纖維2. 73 9. 1kg，減水劑3. 07 3. 67kg加入攪拌機(jī)中干攪拌l-2min，然后再加水179 183kg濕拌 2-4min，澆注成型、養(yǎng)護(hù)后即得產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的新型抗剪混凝土，采用了一種棒狀X型聚丙烯纖 維，纖維外形和截面獨(dú)特，與混凝土之間咬合力好，且抗拉強(qiáng)度高，耐熱和耐堿性好；這種新 型纖維混凝土的抗剪強(qiáng)度比普通混凝土有了較大改善，從而解決了隧道襯砌、橋面和高層 建筑剪力墻及梁柱節(jié)點(diǎn)對(duì)混凝土抗剪強(qiáng)度的要求，同時(shí)避免了常用鋼纖維混凝土易產(chǎn)生銹 蝕、攪拌易結(jié)團(tuán)、不易施工和耐酸堿性差等不利現(xiàn)象，且成本比鋼纖維混凝土要低。


圖1是抗剪混凝土中的增強(qiáng)纖維理想截面圖；圖2是抗剪混凝土中的增強(qiáng)纖維外表凹凸處理圖；圖3是抗剪混凝土制備中的纖維混凝土干拌照片；圖4是抗剪混凝土制備中的纖維混凝土濕拌照片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例中采用的原材料和制備方法如下(1)原材料水泥配制C30抗剪混凝土采用安徽寧國(guó)海螺水泥廠生產(chǎn)的海螺牌42. 5R普通 硅酸鹽水泥，配制C50抗剪混凝土采用安徽寧國(guó)海螺水泥廠生產(chǎn)的海螺牌52. 5R硅酸鹽水 泥； 粗集料5 20mm碎石，連續(xù)級(jí)配，產(chǎn)地浙江溫嶺；細(xì)集料天然河砂，中粗砂，產(chǎn)地福建閩江；增強(qiáng)纖維日產(chǎn)棒狀X型聚丙烯纖維，纖維截面積為0. 363mm2,長(zhǎng)度為40mm，密度 為0. 91g/cm3，抗拉強(qiáng)度為500MPa以上，耐熱和耐堿抗拉強(qiáng)度為處理前的90%以上，且纖維 在混凝土中易分散均勻，具有永久不生銹的特點(diǎn)；水自來(lái)水；減水劑上海五四助劑總廠生產(chǎn)的SN-II型高效低氯萘系減水劑。(2)制備方法先將按配比稱(chēng)取的水泥、粗集料、細(xì)集料、高效減水劑和增強(qiáng)纖維加入攪拌機(jī)中， 干攪拌1分鐘左右，然后再加水濕拌3分鐘，混凝土坍落度控制在50 70mm，澆注成型、養(yǎng) 護(hù)后即得產(chǎn)品。實(shí)施例1制備C30抗剪混凝土，纖維摻量為混凝土體積的0.3%，其配合比為(kg/m3)水 泥砂石水增強(qiáng)纖維減水劑=380 680 1149 179 2. 73 3. 23，按上述 制備方法，通過(guò)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)得到混凝土抗剪強(qiáng)度為5. 55MPa。
實(shí)施例2制備C30抗剪混凝土，纖維摻量為混凝土體積的0.5%，其配合比為(kg/m3)水 泥砂石水增強(qiáng)纖維減水劑=380 680 1149 179 4. 55 3. 46，按上述 制備方法，通過(guò)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)得到混凝土抗剪強(qiáng)度為5. 71MPa。實(shí)施例3 (實(shí)施例1、2的對(duì)比例)制備C30普通混凝土，不摻纖維，其配合比為(kg/m3)水泥砂石水減水劑 =380 680 1149 179 3. 0，按普通混凝土制備方法，通過(guò)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)得到混凝土 抗剪強(qiáng)度為4. 74MPa。由實(shí)施例1 3分析得到，棒狀X型聚丙烯纖維摻量為0.3%，其抗剪強(qiáng)度比普通 混凝土提高17%，棒狀X型聚丙烯纖維摻量為0. 5%，其抗剪強(qiáng)度比普通混凝土提高20%。實(shí)施例4制備C50抗剪混凝土，纖維摻量為混凝土體積的0.5%，其配合比為(kg/m3)水 泥砂石水增強(qiáng)纖維減水劑=451 601 1178 183 4. 55 3. 07，按上述 制備方法，通過(guò)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)得到混凝土抗剪強(qiáng)度為7. 29MPa。實(shí)施例5制備C50抗剪混凝土，纖維摻量為混凝土體積的1.0%，其配合比為(kg/m3)水 泥砂石水增強(qiáng)纖維減水劑=451 601 1178 183 9. 10 3. 67，按上述 制備方法，通過(guò)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)得到混凝土抗剪強(qiáng)度為7. 53MPa。實(shí)施例6 (實(shí)施例4、5的對(duì)比例)制備C50普通混凝土，不摻纖維，其配合比為(kg/m3)水泥砂石水減水劑 =451 601 1178 183 2. 46，按普通混凝土制備方法，通過(guò)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)得到混凝 土抗剪強(qiáng)度為6. 35MPa。由實(shí)施例4 6分析得到，棒狀X型聚丙烯纖維摻量為0. 5%，其抗剪強(qiáng)度比普通 混凝土提高15% ；棒狀X型聚丙烯纖維摻量為1. 0%，其抗剪強(qiáng)度比普通混凝土提高19%。
權(quán)利要求
一種抗剪混凝土，其特征在于，該抗剪混凝土是由水泥、粗集料、細(xì)集料、水、增強(qiáng)纖維、減水劑制成，每立方米混凝土的組分為水泥380～451kg，細(xì)集料601～680kg，粗集料1149～1178kg，水179～183kg，增強(qiáng)纖維2.73～9.1kg，減水劑3.07～3.67kg。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗剪混凝土，其特征在于，所述的水泥為42.5R普通硅酸 鹽水泥或52. 5R硅酸鹽水泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗剪混凝土，其特征在于，所述的粗集料為粒徑為5 40mm以?xún)?nèi)、連續(xù)級(jí)配的碎石。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗剪混凝土，其特征在于，所述的細(xì)集料為天然或人工 中粗砂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗剪混凝土，其特征在于，所述的減水劑為市售高效低 氯萘系減水劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗剪混凝土，其特征在于，所述的增強(qiáng)纖維為聚丙烯纖 維，該增強(qiáng)纖維外形呈棒狀，截面呈X型，與混凝土之間咬合力好。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種抗剪混凝土，其特征在于，所述的聚丙烯纖維的截面積 為0. 363mm2,長(zhǎng)度為40mm，密度為0. 91g/cm3,抗拉強(qiáng)度為500MPa以上，耐熱和耐堿抗拉強(qiáng) 度為處理前的90%以上，在混凝土中易分散均勻，且具有永久不生銹的特點(diǎn)。
8.—種如權(quán)利要求1所述的抗剪混凝土的制備方法，其特征在于，該方法包括以下 步驟先按每立方米混凝土稱(chēng)取水泥380 451kg，細(xì)集料601 680kg，粗集料1149 1178kg，增強(qiáng)纖維2. 73 9. 1kg，減水劑3. 07 3. 67kg加入攪拌機(jī)中干攪拌l-2min，然后 再加水179 183kg濕拌2-4min，澆注成型、養(yǎng)護(hù)后即得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗剪混凝土及其制備方法，該抗剪混凝土每立方米混凝土包括以下組分和配方水泥380～451kg，細(xì)集料601～680kg，粗集料1149～1178kg，水179～183kg，增強(qiáng)纖維2.73～9.1kg，減水劑3.07～3.67kg。先按配比將水泥、粗集料、細(xì)集料、高效減水劑和纖維加入攪拌機(jī)中干攪拌1-2min，然后再加水濕拌2-4min，澆注成型、養(yǎng)護(hù)后即可。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明混凝土抗剪強(qiáng)度比普通混凝土有了較大改善，解決了隧道襯砌、橋面和高層建筑剪力墻及梁柱節(jié)點(diǎn)對(duì)混凝土抗剪強(qiáng)度的要求，同時(shí)避免了常用鋼纖維混凝土易產(chǎn)生銹蝕、攪拌易結(jié)團(tuán)和鋼纖維耐酸堿性差等不利現(xiàn)象。
文檔編號(hào)C04B28/04GK101830676SQ20101018370
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者丁春林, 張國(guó)防, 王志強(qiáng) 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)