一种玄武岩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，特别是涉及一种玄武岩纤维混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料、颗粒状集料(也称为骨料)、水以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。

然而，普通混凝土的耐氯离子侵蚀效果较差，这限制了其在盐碱地中广泛应用。因此，提供一种玄武岩纤维混凝土及其制备方法，以提高混凝土的耐氯离子侵蚀能力，对于混凝土技术领域具有重要意义。

发明内容

基于上述内容，本发明提供一种玄武岩纤维混凝土及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明技术方案之一，一种玄武岩纤维混凝土，按质量份数计，原料包括：水泥350-380份，细集料650-800份，粗集料1000-1200份，减水剂5-7份，玄武岩纤维2.5-3份。

进一步地，所述水泥为普通硅酸盐水泥42.5。

进一步地，所述细集料为细度模数2.5-2.8的河砂。

进一步地，所述粗集料为粒径5-20mm的连续级配碎石。

进一步地，所述减水剂为萘系高效减水剂或聚羧酸盐高效减水剂。

进一步地，所述玄武岩纤维的直径为10-20μm，长度为12-18mm。

本发明技术方案之二，上述玄武岩纤维混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将玄武岩纤维与细集料按质量比1:1混合均匀，得到混合物A；

步骤2，将所述混合物A与水泥、粗集料、减水剂以及剩余的细集料混合均匀，加水搅拌均匀得到所述玄武岩纤维混凝土。

进一步地，步骤1中，所述细集料在与玄武岩纤维混合之前，先调节细集料的含水率为1.2-1.8％。

进一步地，步骤2中，按水胶比0.28-0.35加入水。

本发明公开了以下技术效果：

本发明通过向混凝土中添加玄武岩纤维，能够起到填充较大空隙的作用，抑制混凝土中孔隙的连通的作用，从而抑制氯离子在混凝土中的扩散；并且玄武岩纤维在混凝土中相互搭接，构筑成网络结构，提升混凝土的整体性，进而提升混凝土的抗压强度。

本发明通过合理限定具体的原料组成，在提高混凝土耐氯离子扩散性能的同时还提高了混凝土的强度，使其适用于在盐碱地使用。

本发明原料组成简单，制备方法简单，易于操作施工，具有广泛的应用前景。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

本发明中所述的“份”如无特别说明，均按质量份计。

本发明提供一种玄武岩纤维混凝土，按质量份数计，原料包括：水泥350-380份，细集料650-800份，粗集料1000-1200份，减水剂5-7份，玄武岩纤维2.5-3份。

玄武岩纤维添加量太少会导致其无法有效填充大孔隙，并且无法在混凝土中形成完整的网络结构；玄武岩纤维填充量太高则会减弱由于玄武岩纤维的加入所导致的混凝土内部孔隙连通效果降低的情况，进而影响混凝土的耐氯离子扩散性能。因此，本发明优选的限定玄武岩纤维的添加量为2.5-3份。

在本发明中，所述水泥为普通硅酸盐水泥42.5。

在本发明中，所述细集料为细度模数2.5-2.8的河砂。

在本发明中，所述粗集料为粒径5-20mm的连续级配碎石。

选择上述连续级配碎石相比单一粒径的碎石，能够在混凝土搅拌过程中，使各粒径的碎石相互交错，降低混凝土的孔隙率，从而提高混凝土的耐氯离子扩散能力以及抗压强度。

在本发明中，所述减水剂为萘系高效减水剂或聚羧酸盐高效减水剂。

在本发明中，所述玄武岩纤维的直径为10-20μm，长度为12-18mm。

玄武岩纤维直径太小、太大均不利于对混凝土孔隙的填充效果以及对混凝土孔隙连通的抑制作用；玄武岩纤维长度太大或太小均不利于整体网络结构的构筑。因此本发明优选的，限定玄武岩纤维的直径为10-20μm，长度为12-18mm。

本发明还提供上述玄武岩纤维混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将玄武岩纤维与细集料按质量比1:1混合均匀，得到混合物A；

步骤2，将所述混合物A与水泥、粗集料、减水剂以及剩余的细集料混合均匀，加水搅拌均匀得到所述玄武岩纤维混凝土。

先将细集料与玄武岩纤维混合均匀，可以提高玄武岩纤维的分散性，避免其在混凝土搅拌过程中的团聚。

在本发明中，步骤1中，所述细集料在与玄武岩纤维混合之前，先调节细集料的含水率为1.2-1.8％。

调整细集料含水率的目的是保证玄武岩纤维的分散性；含水率太低，会导致玄武岩纤维毛躁，影响其对大孔隙的填充效果以及网络构筑，含水率太高则容易导致玄武岩纤维团聚，含水量太高或太低均不利于混凝土耐氯离子侵蚀性能以及强度的提升。因此，本发明优选的限定细集料在与玄武岩纤维混合之前，先调节细集料的含水率为1.2-1.8％。

在本发明中，步骤2中，按水胶比0.28-0.35加入水。

本发明实施例中所用水泥为普通硅酸盐水泥42.5；所用细集料为细度模数2.7的河砂；所用粗集料为粒径5-20mm的连续级配碎石；所用减水剂为聚羧酸盐高效减水剂；所用玄武岩纤维直径10μm，长度15mm。

实施例1

准确称取原料：水泥380份，细集料800份，粗集料1180份，减水剂7份，玄武岩纤维3份。

按以下步骤进行玄武岩纤维混凝土的制备：

步骤1，将3份细集料调整含水率为1.5％，之后与玄武岩纤维揉搓混合均匀，得到混合物A；

步骤2，将上述混合物A与水泥、粗集料、减水剂以及剩余的细集料混合均匀，按水胶比0.32加水搅拌均匀，得到玄武岩纤维混凝土。

实施例2

与实施例1不同之处仅在于，原料由水泥350份，细集料700份，粗集料1100份，减水剂6份，玄武岩纤维2.8份。

实施例3

与实施例1不同之处仅在于，原料由水泥370份，细集料750份，粗集料1050份，减水剂6份，玄武岩纤维2.9份。

实施例4

与实施例1不同之处仅在于，原料由水泥360份，细集料670份，粗集料1150份，减水剂5份，玄武岩纤维2.5份。

实施例5

与实施例1不同之处仅在于，玄武岩纤维的添加量为4份。

实施例6

与实施例1不同之处仅在于，玄武岩纤维的添加量为2份。

对实施例1-6制备的玄武岩纤维混凝土的氯离子扩散系数以及28d抗压强度进行检测，检测标准分别依据GB/T50082-2009、GB/T50081-2002。结果如表1所示。

表1

本发明经过反复验证发现，只有当各组分的用量为本发明记载的范围时，所制备的玄武岩纤维混凝土的耐氯离子扩散性能最佳，超出本发明所记载的用量范围，均会导致耐氯离子扩散性能的降低。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。