一种碱激发式海藻纤维混凝土及其制备方法

技术领域：

本发明涉及混凝土技术领域，具体为一种碱激发式海藻纤维混凝土及其制备方法。

背景技术：

混凝土是一种常见的建筑材料，主要由水、水泥和粗细骨料组成，碱激发矿渣混凝土作为一种绿色环保材料，可以降低由于生产水泥而释放的CO2，矿渣是在炼铁过程中产生的废料，但因其本身性质，可经碱激发出其潜在活性；中国专利CN01140233.4公开了一种纤维抗渗防裂混凝土，其特征在于：其组分和掺加量为(1)普通硅酸盐水泥；(2)中砂；(3)石子；(4)减水剂；(5)矿渣粉：内掺比表面积400±20m2/Kg的矿渣粉，掺量按水泥重量的5％～50％，最佳掺量20％-30％；(6)粉煤灰内掺掺量按水泥重量的5％～50％，最佳掺量40％～50％；(7)防水剂内掺掺量按水泥重量的0.5％～5.0％，最佳掺量2.5％；(8)膨胀剂UEA内掺掺量按水泥重量的6％～12％，其最佳的掺量为8％-10％；(9)聚丙纤维的掺量是外掺按胶凝材料重量的0.1kg/m3-2.0kg/m3，最佳掺量为1kg/m3；聚丙烯纤维是改性束状纤维、网状短纤维、单丝状纤维或杜拉纤维；防水剂和膨胀剂择一掺加；中国专利202010238614.9公开了一种新型纤维增强碱激发矿渣混凝土材料及其制备方法，该混凝土材料由矿渣、氢氧化钠、水玻璃、砂子、碎石、煤矸石、水、高效减水剂、玄武岩纤维组成。各组分含量按质量分数计算，其比例为：矿渣414份，氢氧化钠29份，水玻璃138份，砂子515份，碎石717份，煤矸石239份，水166份，高效减水剂8份，玄武岩纤维13.3份。本发明所得到的新型混凝土材料，玄武岩纤维与混凝土基体粘结良好，其耐拉强度和抗裂纹能力显著提升，高于普通混凝土，由于纤维在混凝土内部能减小混凝土收缩和抑制裂缝的发展，并且混凝土受到外部荷载时，能均匀的传递荷载，避免混凝土内部应力集中，出现破坏，可以极大提高混凝土整体强度；中国专利2020114144954公开了一种水下抗分散碱激发地聚合物混凝土，所述混凝土包括矿渣粉，粉煤灰，珊瑚礁砂，硅灰，钢纤维，阿拉伯树胶，水玻璃溶液；矿渣粉优选S95级，粉煤灰优选I级，珊瑚礁砂优选8-15毫米粒径，硅灰优选0.1-0.3纳米级别，水玻璃模数优选1.1-1.3；制备方法为首先将矿渣粉、粉煤灰、钢纤维、珊瑚礁砂和硅灰倒入水玻璃溶液，搅拌后加入阿拉伯树胶，再搅拌后得到产品；中国专利2020115754825公开了一种耐酸碱腐蚀的碱激发混凝土材料及其制备方法，耐酸碱腐蚀的碱激发混凝土材料，包括以下重量份原料制得：水50-65份，碱激发剂30-37份，矿渣60-70份，硅灰5-10份，纳米二氧化硅5-10份，锂渣10-20份，纤维1-10份，细骨料135-175份，粗骨料75-135份；纤维为短切玄武岩纤维，长度为6-8mm，直径为15mm；碱激发剂为钠水玻璃，其模数为2.3；矿渣为粒化高炉矿渣；锂渣的细度为390～410m 2/kg；细骨料为河砂，其细度模数为2.5-2.9；粗骨料为石灰石，粒径范围为5-31mm，级配良好，碱溶率小于0.48g/L；耐酸碱腐蚀的碱激发混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：1)按重量份数比分别称取上述原料；2)将粗骨料使用颚式破碎机进行破碎筛分；3)将细骨料、矿渣、硅灰、纳米二氧化硅、锂渣和纤维依次加入到搅拌机中，启动搅拌机慢速干拌1.5～3分钟；然后依次加入水、碱激发剂和外加剂，继续搅拌0.5～1.5分钟；之后加入粗骨料，继续搅拌0.5～1.5分钟后，制得耐酸碱碱激发混凝土材料；现有技术及以上述专利产品中的混凝土，配比及制备方法较为单一，制备出的混凝土劈裂抗拉强度与抗折强度较低，无法满足各种恶劣环境的使用需求，而且混凝土整体强度差，抗腐蚀性能低；因此，发明设计一种碱激发式海藻纤维混凝土，通过对混凝土材料进行搅拌和处理使用，再由试拌和计量对生产完毕的混凝土进行改良，能够提高碱激发式海藻纤维混凝土生产步骤的精细化，同时在碱激发式海藻纤维混凝土的内部混合若干种纤维和添加剂，使其形成科学的结构配比，更适合在各种恶劣环境下进行使用，解决了现有的混凝土配比及制备方法较为单一，制备出的混凝土无法满足各种恶劣环境的使用需求，而且混凝土整体强度差，抗腐蚀性能低的问题。

发明内容：

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种碱激发式海藻纤维混凝土及其制备方法，具备抗渗透、抗开裂、抗腐蚀的优点，解决了现有的混凝土配比及制备方法较为单一，制备出的混凝土无法满足各种恶劣环境的使用需求，而且混凝土整体强度差，抗腐蚀性能低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碱激发式海藻纤维混凝土及其制备方法，所述碱激发式海藻纤维混凝土的主要成分为：水、纤维、水泥、粗细集料和碱。

作为本发明优选的，所述纤维由海藻纤维、化学纤维、聚丙烯网状纤维、防渗纤维、玄武岩纤维和金属纤维组成，所述粗细集料由粗沙、碎石和片石组成。

作为本发明优选的，以每2500kg碱激发式海藻纤维混凝土计，所述各成分的含量为：水泥400kg、碱25kg、海藻纤维2-3kg、化学纤维2-3kg、聚丙烯网状纤维5-6kg、防渗纤维5-6kg、玄武岩纤维2-3kg、金属纤维2-3kg、粗沙600kg、碎石800kg、片石460kg、用水补充足至2500kg。

作为本发明优选的，所述碱激发式海藻纤维混凝土的内部添加有添加剂，所述添加剂由早强剂、缓凝剂、引气剂、膨胀剂、防冻剂、硬化剂、耐腐蚀胶结剂和耐腐蚀粉料组成。

作为本发明优选的，以每2500kg碱激发式海藻纤维混凝土计，所述碱激发式海藻纤维混凝土含早强剂2-3kg、缓凝剂3kg、引气剂2kg、膨胀剂2kg、防冻剂2kg、硬化剂3kg、耐腐蚀胶结剂5kg、耐腐蚀粉料10kg。

作为本发明优选的，一种碱激发式海藻纤维混凝土及其制备方法，包括以下步骤：步骤a)试拌；步骤b)计量；步骤c)搅拌；步骤d)运输；步骤e)储存；步骤f)处理使用：

步骤a)试拌：根据生产比例配置少量混凝土进行检测；

步骤b)计量：检测合格后，将水泥、碱、海藻纤维、化学纤维、聚丙烯网状纤维、防渗纤维、玄武岩纤维、金属纤维、粗沙、碎石、片石和水按比例投放至搅拌机内部，严格控制计量偏差在允许范围内；

步骤c)搅拌：启动搅拌机对其内部的原料进行搅拌，并在搅拌过程中依次投放缓凝剂、引气剂、防冻剂和耐腐蚀粉料，所述纤维、水泥、粗细集料干拌不得少于一分钟，在拌和时纤维分三次加入搅拌机中，最后加水湿拌三十五秒，总搅拌时间不超过六分钟，等待搅拌均匀后获得碱激发式海藻纤维混凝土；

步骤d)运输：碱激发式海藻纤维混凝土在运输前搅拌车需要进行反鼓卸净鼓内积水，在恒温状态下快速运输储存至工地混凝土罐中；

步骤e)储存：储存过程中需要持续搅拌并实时测量坍塌度，当混凝土罐内部碱激发式海藻纤维混凝土的坍塌度过高时，适量添加高效碱剂；

步骤f)处理使用：当需要对碱激发式海藻纤维混凝土进行使用时，通过搅拌机对混凝土进行二次搅拌并在搅拌过程中添加早强剂、膨胀剂、硬化剂和耐腐蚀胶结剂，等待搅拌均匀后能够浇筑使用。

作为本发明优选的，所述步骤a)试拌，混凝土检测项目由强度检测、凝结时间检测、含气量检测、抗腐蚀性检测和抗渗水性检测组成。

作为本发明优选的，所述步骤b)计量，所述纤维、水泥、碎石、片石、水及添加剂计量偏差小于2.0％，粗沙计量偏差小于3.0％。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过对混凝土材料进行搅拌和处理使用，再由试拌和计量对生产完毕的混凝土进行改良，能够提高碱激发式海藻纤维混凝土生产步骤的精细化，同时在碱激发式海藻纤维混凝土的内部混合若干种纤维和添加剂，使其形成科学的结构配比，更适合在各种恶劣环境下进行使用，解决了现有的混凝土配比及制备方法较为单一，制备出的混凝土无法满足各种恶劣环境的使用需求，而且混凝土整体强度差，抗腐蚀性能低的问题。

具体实施方式

下面将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。

本发明提供的一种碱激发式海藻纤维混凝土，碱激发式海藻纤维混凝土的主要成分为：水、纤维、水泥、粗细集料和碱。

本发明进一步设置为：纤维由海藻纤维、化学纤维、聚丙烯网状纤维、防渗纤维、玄武岩纤维和金属纤维组成，粗细集料由粗沙、碎石和片石组成。

本发明进一步设置为：以每2500kg碱激发式海藻纤维混凝土计，各成分的含量为：水泥400kg、碱25kg、海藻纤维2-3kg、化学纤维2-3kg、聚丙烯网状纤维5-6kg、防渗纤维5-6kg、玄武岩纤维2-3kg、金属纤维2-3kg、粗沙600kg、碎石800kg、片石460kg、用水补充足至2500kg。

本发明进一步设置为：碱激发式海藻纤维混凝土的内部添加有添加剂，添加剂由早强剂、缓凝剂、引气剂、膨胀剂、防冻剂、硬化剂、耐腐蚀胶结剂和耐腐蚀粉料组成。

本发明进一步设置为：以每2500kg碱激发式海藻纤维混凝土计，碱激发式海藻纤维混凝土含早强剂2-3kg、缓凝剂3kg、引气剂2kg、膨胀剂2kg、防冻剂2kg、硬化剂3kg、耐腐蚀胶结剂5kg、耐腐蚀粉料10kg。

本发明进一步设置为：一种碱激发式海藻纤维混凝土制备方法，包括以下步骤：步骤a)试拌；步骤b)计量；步骤c)搅拌；步骤d)运输；步骤e)储存；步骤f)处理使用：

步骤a)试拌：根据生产比例配置少量混凝土进行检测；

步骤b)计量：检测合格后，将水泥、碱、海藻纤维、化学纤维、聚丙烯网状纤维、防渗纤维、玄武岩纤维、金属纤维、粗沙、碎石、片石和水按比例投放至搅拌机内部，严格控制计量偏差在允许范围内；

步骤c)搅拌：启动搅拌机对其内部的原料进行搅拌，并在搅拌过程中依次投放缓凝剂、引气剂、防冻剂和耐腐蚀粉料，纤维、水泥、粗细集料干拌不得少于一分钟，在拌和时纤维分三次加入搅拌机中，最后加水湿拌三十五秒，总搅拌时间不超过六分钟，等待搅拌均匀后获得碱激发式海藻纤维混凝土；

步骤d)运输：碱激发式海藻纤维混凝土在运输前搅拌车需要进行反鼓卸净鼓内积水，在恒温状态下快速运输储存至工地混凝土罐中；

步骤e)储存：储存过程中需要持续搅拌并实时测量坍塌度，当混凝土罐内部碱激发式海藻纤维混凝土的坍塌度过高时，适量添加高效碱剂；

步骤f)处理使用：当需要对碱激发式海藻纤维混凝土进行使用时，通过搅拌机对混凝土进行二次搅拌并在搅拌过程中添加早强剂、膨胀剂、硬化剂和耐腐蚀胶结剂，等待搅拌均匀后能够浇筑使用。

本发明进一步设置为：步骤a)试拌，混凝土检测项目由强度检测、凝结时间检测、含气量检测、抗腐蚀性检测和抗渗水性检测组成。

本发明进一步设置为：步骤b)计量，纤维、水泥、碎石、片石、水及添加剂计量偏差小于2.0％，粗沙计量偏差小于3.0％。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。