本发明涉及建筑材料
技术领域：
，特别涉及一种钢碳混合纤维混凝土材料及其制备方法。
背景技术：
：近年来，随着城市化的进程、城乡一体化建设不断加快，混凝土添加剂的作用日趋重要。而众所周知，水泥混凝土材料是当今最大宗的建筑材料之一，在我们生活中，混凝土无处不在。无论是道路、桥梁、建筑、港口、码头、大坝、机场，还是南极的考察站和海洋的钻井平台，人们时时刻刻都可以接触到它，科学家还在研究将水泥混凝土材料用于外层空间。现有技术中，许多地下工程，尤其是大体积混凝土工程，混凝土裂缝较为普遍，为防止混凝土出现裂缝目前一般采取掺加膨胀剂和聚炳烯纤维技术手段达到效果，但掺加上述材料增加混凝土成本，并且需辅以人工添加，加大了劳动强度和环境污染，如果采用自动化工艺，又因该中混凝土和其他相比所占比例低，造成增加设备投资和设备闲置的问题，而且掺加膨胀剂后对工程的养护要求也相当高，一旦养护不到位反而会增加产生裂缝的机率，增加了施工成本，混凝土易受外界环境的影响而导致混凝土微裂缝扩展，有害物质侵入造成混凝土劣化，降低混凝土耐久性，影响混凝土构筑物的使用寿命。混凝土是以混凝土为基体，其他纤维材料所制成的水泥基混合材料的总称，由于，纤维混凝土可以很好的抑制了裂缝的开展并能改善混凝土多种性能，所以纤维混凝土是改善混凝土受力性能的有效方法。但是长期以来人们较多的关注，单一混凝土的增强效果，事实上不同种类的纤维材料对混凝土的增强效果不同。有些可以提高混凝土的初试开裂程度防止混凝土开裂，有些可以提高混凝土开裂后参与程度限制了裂缝宽度发展，有些有抗爆防火能力等，根据纤维材料理论通过不同的纤维材料他们之间可以互补从而产生正混杂效应，可以达到1加1大于二的效果，从而产生性能可靠且具有较好的经济社会效益的新型高性能纤维材料。现有的纤维混凝土材料抗压强度低，抗冲击性能差，防火抗爆性能比较弱，因此我们需要提供一种新型的混凝土材料，从而提升混凝土的抗压强度。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种钢碳混合纤维混凝土材料及其制备方法，以解决现有技术中导致的纤维混凝土材料抗压强度低，抗冲击性能差，防火抗爆性能比较弱等上述多项缺陷。为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种钢碳混合纤维混凝土材料，包括抗裂混凝土，所述抗裂混凝土材料还包括钢纤维、碳纤维和增强剂，其中，以抗裂混凝土为基准，钢纤维为抗裂混凝土的质量百分比为：2％-4％，碳纤维为抗裂混凝土的质量百分比为：4％-8％；以抗裂混凝土中的水为基准，增强剂为水的质量百分比为：0.3％-0.6％。优选的，所述抗裂混凝土的组分和含量如下：1m³抗裂混凝土中含有普通硅酸盐水泥395-480kg、碎石240-300kg、细骨料650-700kg、粗骨料820-950kg、河沙200-300kg、聚丙烯粉15-30kg、纳米二氧化硅15-30kg、硬脂酸钙20-30kg、水145-150kg、外加剂9-11kg。优选的，所述普通硅酸盐水泥为52.5级。优选的，所述细骨料为细度模数2.6-3.0的Ⅱ区中砂，含泥量小于3%。优选的，所述外加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠、甲基纤维素、减缩组分和葡萄糖酸钠组成。优选的，所述外加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠、甲基纤维素、减缩组分和葡萄糖酸钠的质量比为：21:8:8:3:17。优选的，所述增强剂为纳米碳酸钙、气相纳米二氧化硅和纳米高岭土中的一种。一种钢碳混合纤维混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按钢碳混合纤维混凝土材料的组份，将抗裂混凝土、钢纤维、碳纤维和增强剂分别称出，其中，以抗裂混凝土为基准，钢纤维为抗裂混凝土的质量百分比为：2％-4％，碳纤维为抗裂混凝土的质量百分比为：4％-8％；以抗裂混凝土中的水为基准，增强剂为水的质量百分比为：0.3％-0.6％；(2)将钢纤维、碳纤维和增强剂混合在一起，加入温水，用搅拌机搅拌20-30分钟，制成混合液；（3）将混合液加入抗裂混凝土中，再用搅拌机搅拌20-30分钟，至规定坍落度即可。优选的，所述钢纤维和碳纤维的质量百分比为2:1。本发明提供的一种钢碳混合纤维混凝土材料，带来的有益效果是：钢纤维是一种新、高性能的钢纤维品种，钢纤维强度大，将钢纤维应用与混凝土中，可以极大提升混凝土的强度，这个效果要远远好于普通混凝土。碳纤维，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，因此，将碳纤维应用与混凝土中，可以极大的提高混凝土的抗压强度，制成的混凝土制品具有较强的韧性，显著提高界面抵抗变形的能力，减少墙壁上的裂纹，延长使用寿命，此发明，将钢纤维和碳纤维混合，应用于混凝土中，对于混凝土的力学性能而言，用纤维状与混凝土结合，再添加增强剂可以大大提升混凝土的抗压强度。具体实施方式下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。实施例1:一种钢碳混合纤维混凝土材料，包括抗裂混凝土，所述抗裂混凝土材料还包括钢纤维、碳纤维和增强剂，其中，以抗裂混凝土为基准，钢纤维为抗裂混凝土的质量百分比为2％，碳纤维为抗裂混凝土的质量百分比为4％；以抗裂混凝土中的水为基准，增强剂为水的质量百分比为0.3％。本实施例中，所述抗裂混凝土的组分和含量如下：1m³抗裂混凝土中含有普通硅酸盐水泥395kg、碎石240kg、细骨料650kg、粗骨料820kg、河沙200kg、聚丙烯粉15kg、纳米二氧化硅15kg、硬脂酸钙20kg、水145kg、外加剂9kg。本实施例中，所述普通硅酸盐水泥为52.5级。本实施例中，所述细骨料为细度模数2.6的Ⅱ区中砂，含泥量小于3%。本实施例中，所述外加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠、甲基纤维素、减缩组分和葡萄糖酸钠组成，所述外加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠、甲基纤维素、减缩组分和葡萄糖酸钠的质量比为：21:8:8:3:17。本实施例中，所述增强剂为纳米碳酸钙。一种钢碳混合纤维混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按钢碳混合纤维混凝土材料的组份，将抗裂混凝土、钢纤维、碳纤维和增强剂分别称出，其中，以抗裂混凝土为基准，钢纤维为抗裂混凝土的质量百分比为2％，碳纤维为抗裂混凝土的质量百分比为4％；以抗裂混凝土中的水为基准，增强剂为水的质量百分比为：0.3％；(2)将钢纤维、碳纤维和增强剂混合在一起，加入温水，用搅拌机搅拌20分钟，制成混合液；（3）将混合液加入抗裂混凝土中，再用搅拌机搅拌20分钟，至规定坍落度即可。实施例2一种钢碳混合纤维混凝土材料，包括抗裂混凝土，所述抗裂混凝土材料还包括钢纤维、碳纤维和增强剂，其中，以抗裂混凝土为基准，钢纤维为抗裂混凝土的质量百分比为2.5％，碳纤维为抗裂混凝土的质量百分比为5％；以抗裂混凝土中的水为基准，增强剂为水的质量百分比为0.4％。本实施例中，所述抗裂混凝土的组分和含量如下：1m³抗裂混凝土中含有普通硅酸盐水泥400kg、碎石260kg、细骨料660kg、粗骨料850kg、河沙240kg、聚丙烯粉20kg、纳米二氧化硅22kg、硬脂酸钙22kg、水145kg、外加剂9.5kg。本实施例中，所述普通硅酸盐水泥为52.5级。本实施例中，所述细骨料为细度模数2.6的Ⅱ区中砂，含泥量小于3%。本实施例中，所述外加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠、甲基纤维素、减缩组分和葡萄糖酸钠组成，所述外加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠、甲基纤维素、减缩组分和葡萄糖酸钠的质量比为：21:8:8:3:17。本实施例中，所述增强剂为气相纳米二氧化硅。一种钢碳混合纤维混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按钢碳混合纤维混凝土材料的组份，将抗裂混凝土、钢纤维、碳纤维和增强剂分别称出，其中，以抗裂混凝土为基准，钢纤维为抗裂混凝土的质量百分比为2％，碳纤维为抗裂混凝土的质量百分比为4％；以抗裂混凝土中的水为基准，增强剂为水的质量百分比为：0.3％；(2)将钢纤维、碳纤维和增强剂混合在一起，加入温水，用搅拌机搅拌20分钟，制成混合液；（3）将混合液加入抗裂混凝土中，再用搅拌机搅拌20分钟，至规定坍落度即可。实施例3：一种钢碳混合纤维混凝土材料，包括抗裂混凝土，所述抗裂混凝土材料还包括钢纤维、碳纤维和增强剂，其中，以抗裂混凝土为基准，钢纤维为抗裂混凝土的质量百分比为3％，碳纤维为抗裂混凝土的质量百分比为6％；以抗裂混凝土中的水为基准，增强剂为水的质量百分比为0.5％。本实施例中，所述抗裂混凝土的组分和含量如下：1m³抗裂混凝土中含有普通硅酸盐水泥480kg、碎石300kg、细骨料700kg、粗骨料950kg、河沙300kg、聚丙烯粉30kg、纳米二氧化硅30kg、硬脂酸钙30kg、水150kg、外加剂11kg。本实施例中，所述普通硅酸盐水泥为52.5级。本实施例中，所述细骨料为细度模数3.0的Ⅱ区中砂，含泥量小于3%。本实施例中，所述外加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠、甲基纤维素、减缩组分和葡萄糖酸钠组成，所述外加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠、甲基纤维素、减缩组分和葡萄糖酸钠的质量比为：21:8:8:3:17。本实施例中，所述增强剂为气相纳米二氧化硅。一种钢碳混合纤维混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按钢碳混合纤维混凝土材料的组份，将抗裂混凝土、钢纤维、碳纤维和增强剂分别称出，其中，以抗裂混凝土为基准，钢纤维为抗裂混凝土的质量百分比为3％，碳纤维为抗裂混凝土的质量百分比为6％；以抗裂混凝土中的水为基准，增强剂为水的质量百分比为：0.5％；(2)将钢纤维、碳纤维和增强剂混合在一起，加入温水，用搅拌机搅拌25分钟，制成混合液；（3）将混合液加入抗裂混凝土中，再用搅拌机搅拌25分钟，至规定坍落度即可。实施例4：一种钢碳混合纤维混凝土材料，包括抗裂混凝土，所述抗裂混凝土材料还包括钢纤维、碳纤维和增强剂，其中，以抗裂混凝土为基准，钢纤维为抗裂混凝土的质量百分比为4％，碳纤维为抗裂混凝土的质量百分比为8％；以抗裂混凝土中的水为基准，增强剂为水的质量百分比为0.6％。本实施例中，所述抗裂混凝土的组分和含量如下：1m³抗裂混凝土中含有普通硅酸盐水泥437.5kg、碎石270kg、细骨料675kg、粗骨料885kg、河沙250kg、聚丙烯粉22.5kg、纳米二氧化硅22.5kg、硬脂酸钙25kg、水147.5kg、外加剂10kg。本实施例中，所述普通硅酸盐水泥为52.5级。本实施例中，所述细骨料为细度模数3.0的Ⅱ区中砂，含泥量小于3%。本实施例中，所述外加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠、甲基纤维素、减缩组分和葡萄糖酸钠组成，所述外加剂由聚丙烯酰胺、硫酸钠、甲基纤维素、减缩组分和葡萄糖酸钠的质量比为：21:8:8:3:17。本实施例中，所述增强剂为纳米高岭土。一种钢碳混合纤维混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按钢碳混合纤维混凝土材料的组份，将抗裂混凝土、钢纤维、碳纤维和增强剂分别称出，其中，以抗裂混凝土为基准，钢纤维为抗裂混凝土的质量百分比为4％，碳纤维为抗裂混凝土的质量百分比为8％；以抗裂混凝土中的水为基准，增强剂为水的质量百分比为：0.6％；(2)将钢纤维、碳纤维和增强剂混合在一起，加入温水，用搅拌机搅拌30分钟，制成混合液；(3)混合液加入抗裂混凝土中，再用搅拌机搅拌30分钟，至规定坍落度即可。对上述实施例1-4的混凝土材料和市场上普通混凝土性能进行试验，结果如表1：序号28d抗压强度/Mpa56d抗压强度/Mpa实施例1121.5117.2实施例2119.1115.4实施例3120.7120.1实施例4118.4116.9普通混凝土60.856.7由以上数据可知，将钢纤维和碳纤维混合，应用于混凝土中，再添加增强剂可以大大提升混凝土的抗压强度，然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3