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一种钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土及其制备方法

2021-02-02 21:56:38

一种钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土及其制备方法

　　技术领域

　　本发明涉及混凝土制备领域，尤其涉及一种层布式钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土的制备方法。

　　背景技术

　　水泥混凝土路面是刚性路面，且具有良好的抗弯，抗压及抗磨能力，具有良好的耐久性，不易老化衰变,还具备更好的稳定性，也就是高低温和水的稳定性，最主要的是承载力高，非常适用重载交通。但是因为混凝土自身的抗拉抗裂性较差等，在具体使用过程中道路会比较容易出现裂纹且不易修复。

　　发明内容

　　本发明解决的技术问题为：提供一种钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土及其制备方法，基于本发明的钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土，劈裂抗拉强度、抗折强度、抗压强度等力学性能相比一般的聚乙烯醇纤维混凝土有很大提升。

　　基于本发明的钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土，包括：聚乙烯醇纤维混凝土本体、分布于所述混凝土本体内的上层钢纤维层以及下层钢纤维层，所述混凝土本体的制备原料包括以下组分:聚乙烯醇纤维、水泥、砂、石子、减水剂以及水，所述上层钢纤维层和所述下层钢纤维层分别由钢纤维组成，所述聚乙烯醇纤维、水泥、砂、石子、减水剂、水以及钢纤维的重量百分比为(1.3～3.9)：(488～520)：(558～603)：(1150～1208)：(3.2～6.3)：(120～180)：(18.84～25.12)。

　　基于本发明的钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土，在聚乙烯醇纤维制备的混凝土本体中设置钢纤维层，能够有效增加混凝土的延性、韧性，使得钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度、抗压强度等力学性能相比一般的聚乙烯醇纤维混凝土有很大提升。

　　在上述方案的基础上，本发明的技术方案还可以进行如下改进：

　　进一步，所述钢纤维为长度25-35mm，直径0.2-0.8mm，长径比为40-80的钢纤维，所述聚乙烯醇纤维为长度为10-15mm。

　　聚乙烯醇纤维可以密实混泥土内部，增强混凝土的承载力，层布式钢纤维可以增加混凝土的抗折强度并且在混凝土遭到破坏时拉扯住混凝土，提高混凝土的结构的寿命。聚乙烯醇纤维与钢纤维的比例、尺寸对混凝土的力学性能有较大影响，该条件可得到具有高抗折强度、高抗压强度的混凝土。

　　进一步，所述水泥为32.5-52.5级的通用硅酸盐水泥。

　　进一步，所述砂为粒径20-70目的石英砂、河砂、机制砂以及山砂中的任意一种或多种的组合。

　　进一步，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。

　　本发明还提供了一种如上所述的钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土的制备方法，包括以下步骤：

　　1)准备原料：按照所述重量百分比准备原料；

　　2)制备混合料浆：将准备好的砂、石子、水泥投入搅拌机内，搅拌20-50s，将减水剂溶于水形成的减水剂溶液加入搅拌机中搅拌2-4min，继续搅拌条件下，将聚乙烯醇纤维投入搅拌机得到混合浆料；

　　3)混凝土浇筑成型：将所述混合浆料部分倒入模具中，振捣6-15s左右，使其高出模具底部1-3cm，均匀撒上一层所述钢纤维，并用混合浆料材料浇筑，振捣20-40s,使混凝土低出模具顶面1-3cm，再均匀撒上一层所述钢纤维，并用混合浆料材料浇筑，振捣直至混凝土不再冒气泡；

　　4)养护：将已经成型的混凝土在湿度大于95％，温度在20℃±3℃条件下养护25-30天。

　　5)拆模，将养护完成的混凝土拆模得混凝土成品。

　　基于本发明的制备方法，工艺简单，可制备得到的层布式结构的钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土，该混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度、抗压强度等力学性能优异，在具体使用过程中道路会不容易出现裂纹，具有良好的应用前景。

　　进一步，步骤1)中，将聚乙烯醇纤维均匀投入到所述搅拌机中，充分混合均匀制备得到混合浆料。

　　聚乙烯醇纤维可以密实混泥土内部，大大增加混凝土的抗折强度以及在一定程度增加混凝土的抗压强度，搅拌过程中均匀地投入混凝土中，可防止聚乙烯醇纤维缠结，避免混凝土内部结构、轻度不均。

　　本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

　　附图说明

　　图1为基于本发明实施例的钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土的结构示意图。

　　附图中，各标号所代表的部件名称为：

　　乙烯醇纤维混凝土本体1；上层钢纤维层2；下层钢纤维层3。

　　具体实施方式

　　以下结合附图以及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

　　如图1所示，基于本发明的钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土，包括：聚乙烯醇纤维混凝土本体1、分布于所述混凝土本体内的上层钢纤维层2以及下层钢纤维层3，所述混凝土本体1的制备原料包括以下组分:聚乙烯醇纤维、水泥、砂、石子、减水剂以及水，所述上层钢纤维层2和所述下层钢纤维层3分别由钢纤维组成，所述聚乙烯醇纤维、水泥、砂、石子、减水剂、水以及钢纤维的重量百分比为(1.3～3.9)：(488～520)：(558～603)：(1150～1208)：(3.2～6.3)：(120～180)：(18.84～25.12)

　　实施例1：

　　层布式钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土

　　制备1m3层布式钢纤维-聚乙烯醇纤维混凝土，取如下重量的各原料：聚乙烯醇纤维1.3kg，钢纤维18.84kg，水泥501.67kg，砂593kg，石子1151kg，减水剂4.26kg，水150.5kg，开动搅拌机，将称量好的砂、石子投入搅拌机内，搅拌30s，再投入水泥搅拌30s，将减水剂溶于水形成减水剂溶液，将所述减水剂溶液加入搅拌机中搅拌3min，搅拌过程中均匀投入聚乙烯醇纤维，将搅拌好的混凝土混合料浆倒入模具中，放在振动台上振捣10s左右，利用钢尺使其厚度控制在2cm左右，在2cm厚度的混凝土上均匀的撒上12.56kg的下层钢纤维，继续将搅拌好的混凝土倒入模具中，用振动台振捣模具内的混凝土30s左右，再次利用钢尺控制混凝土的厚度使混凝土顶面距离模具顶面2cm左右，将6.28kg的上层钢纤维均匀撒在混凝土上，最后将混凝土注满整个模具，振捣10s直至混凝土浆表面不再冒气泡，将已经成型的混凝土至于阴凉处静置24h，然后放置在养护箱内，在湿度97％，温度在22℃条件下养护28天，将养护完成的混凝土拆模得混凝土成品。

　　实施例2