一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土的制作方法

本发明属于建筑工程材料领域，尤其涉及一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土。
背景技术：
：普通混凝土材料由于具有脆性大、易开裂等缺点，在道路与桥梁工程的服役过程中，例如伸缩缝、湿接缝以及桥面铺装等，往往由于混凝土材料的延性差，极限拉应变低、抗冲击性能不足以及疲劳性能较差，而使结构或部件容易在荷载作用下发生破坏，严重影响结构的安全性和美观性。随着混凝土材料技术的不断发展，各类金属纤维、无机纤维和有机纤维在混凝土材料中得到广泛的应用，对材料的增韧、阻裂起到了一定的效果。但是由于材料配比和施工工艺的限制，传统混凝土材料中的纤维掺量十分有限，使得材料在承载产生裂缝以后会瞬间散失承载能力。目前，国内外学者对高韧性混凝土进行了广泛的研究。美国密歇根大学的victorli教授在其早期的研究过程中，希望通过采用一种具有应变硬化特性的水泥基材料来替代受弯构件中的混凝土，以期使结构在荷载作用下的裂缝宽度能控制在极小的范围内，从而降低外界侵蚀介质对混凝土中钢筋的锈蚀，以保证钢筋混凝土结构具有更高的耐久性。而在此后的研究中，victorli教授等人对这种在单轴拉伸作用下能产生应变硬化特性的材料进行了系统的研究，并以ecc(engineeringedcementitiouscomposites)作为该类型材料的名称。通常情况下，ecc在单轴拉伸荷载作用下的拉伸应变能稳定的达到3％及以上，而且其在加载过程中将裂缝无害化分散为细密的饱和裂缝，能使最大裂缝宽度不大于100μm。但是目前，由于ecc材料的生产成本高昂，而且由于其在材料组成上未使用粗骨料，导致正常养护条件下所形成的强度提高有限，基体水化过程中产生的干缩较大，而且材料硬化后的弹性模量较低，与既有结构间的协同受力作用也较差，阻碍了其在工程应用中的广泛推广。技术实现要素：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土。该材料能同时具有较高的力学性能、延性破坏能力、低收缩性以及廉价等特性，具有低收缩性、高延性、绿色以及廉价等特性，能适用于道路与桥梁工程中的各种复杂受荷结构，如桥梁合拢段、桥面铺装，伸缩缝，湿接缝等。为了实现上述技术目标，本发明是通过以下技术方案来实现的：一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土，通过以下方法制备得到：(1)按重量份计，称取水泥30～50份，粉煤灰30～40份，粒化高炉矿渣10～20份，外加剂9.6～10.2份，细石骨料40～50份，水30～40份，以质量计，混杂纤维为总质量的1～3％，所述混杂纤维由亲水性聚乙烯醇纤维、钢纤维、聚丙烯纤维中的两种按任意配比混合组成；(2)将水泥、粒化高炉矿渣、粉煤灰、细石骨料以及外加剂搅拌至混合均匀；然后加入水，继续搅拌至物料达到流动状态；最后投入混杂纤维，搅拌使其均匀地分散在材料中，得到具有低收缩高延性的细石骨料混凝土。进一步地，所述细石骨料为粒径不大于5mm的碎石。进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥。进一步地，所述硅酸盐水泥的强度等级为52.5。进一步地，所述粉煤灰为f类i级粉煤灰。进一步地，所述粒化高炉矿渣为s105级。进一步地，所述外加剂按重量份计，包括聚羧酸盐减水剂0.2～0.35份、硫铝酸钙膨胀剂(hcsa)8.9～9份、可分散性乳胶粉0.2～0.35份、消泡剂0.3～0.5份。进一步地，所述聚羧酸盐高效减水剂的减水率为24～30％。本发明的有益效果是：本发明通过掺杂活性矿物掺合料和混杂纤维优化其力学性能，并掺细石骨料到达降低造价的目的。该细石骨料混凝土主要是由水泥、粉煤灰、工业废渣、细石骨料、混杂纤维、外加剂以及水组成。本发明通过优化基础配合比，配制出收缩应变小于800με、抗压强度大于55mpa、弯曲强度大于6mpa的细石骨料混凝土。此外，本发明材料具有强度高，性能稳定，抗冲击能力强、绿色以及廉价的优点，能适用于道路与桥梁工程中的各种复杂受荷结构，如桥梁合拢段、桥面铺装，伸缩缝，湿接缝等，适合进行广泛的推广。附图说明图1为一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土的3个实施实例在标准条件下养护28d时进行4点弯曲试验时所测得的荷载—挠度关系曲线示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的具体实施例。实施实例1：一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土配比为水35份，水泥33份，粒化高炉矿渣15份，粉煤灰35份，聚羧酸盐高效减水剂0.2份，硫铝酸钙膨胀剂9份，可分散性乳胶粉0.2份、消泡剂0.3份，细石骨料50份，钢纤维为总质量的1％，聚丙烯纤维为总质量的0.5％。如表1所示，该实例制得的细石骨料混凝土收缩应变为712με，抗压强度为78.24mpa，抗弯强度为6.02mpa。实施实例2：一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土配比为水35份，水泥33份，粒化高炉矿渣15份，粉煤灰35份，聚羧酸盐高效减水剂0.2份，硫铝酸钙膨胀剂9份，可分散性乳胶粉0.2份、消泡剂0.3份，细石骨料50份，钢纤维为总质量的1％，亲水性聚乙烯醇纤维为总质量0.5％。如表1所示，该实例制得的细石骨料混凝土收缩应变为625με，抗压强度为57.39mpa，抗弯强度为7.58mpa。实施实例3：一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土配比为水35份，水泥33份，粒化高炉矿渣15份，粉煤灰35份，聚羧酸盐高效减水剂0.3份，硫铝酸钙膨胀剂9份，可分散性乳胶粉0.2份、消泡剂0.3份，细石骨料50份，聚丙烯纤维为总质量的1.5％，亲水性聚乙烯醇纤维为总质量的0.5％。如表1所示，该实例制得的细石骨料混凝土收缩应变为674με，抗压强度为71.53mpa，抗弯强度为6.77mpa。实施实例4：一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土配比为水30份，水泥40份，粒化高炉矿渣10份，粉煤灰30份，聚羧酸盐高效减水剂0.3份，硫铝酸钙膨胀剂9份，可分散性乳胶粉0.2份、消泡剂0.3份，细石骨料40份，聚丙烯纤维为总质量的0.5％，亲水性聚乙烯醇纤维为总质量的1.5％。如表1所示，该实例测得结果满足低收缩高延性的细石骨料混凝土的要求。实施实例5：一种具有低收缩高延性的细石骨料混凝土配比为水40份，水泥50份，粒化高炉矿渣20份，粉煤灰40份，聚羧酸盐高效减水剂0.3份，硫铝酸钙膨胀剂9份，可分散性乳胶粉0.2份、消泡剂0.3份，细石骨料45份，聚丙烯纤维为总质量的0.5％，亲水性聚乙烯醇纤维为总质量的0.5％。如表1所示，该实例测得结果满足低收缩高延性的细石骨料混凝土的要求。首先将水泥、粒化高炉矿渣，粉煤灰，细石骨料以及外加剂倒入搅拌机进行搅拌1min，使其混合均匀。其次在搅拌过程中慢慢加入水，继续搅拌1min使物料达到流动状态。最后投入纤维，搅拌3min使其均匀的分散在材料中，得到流动性良好的细石骨料混凝土。浇筑，先填充到模具的1/3，之后在振动台上边振动边向模具中加入浆体，振动压实30s左右即可。在自然条件下带模养护1d后脱模，将试件放入标准养护室(温度20±2℃，相对湿度≥90％)，至28d测试龄期。对按上述配比、制备方法和养护制度而成型的试件，参照gbt_29417-2012《水泥砂浆和混凝土干燥收缩开裂性能试验方法》和gb50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》，测28d龄期的收缩应变、抗压强度以及抗折强度，试验结果如表1所示。表1：不同配比28d性能测试结果编号实施例1实施例2实施例3收缩应变(uε)712625674抗压强度(mpa)78.2457.3971.53抗弯强度(mpa)6.027.586.77如上表1所示，本发明制备的细石骨料混凝土具有低收缩和高强的特点。如图1所示，本发明制备的细石骨料混凝土具有较高延性，其中实例2的延性最优。当前第1页12