一种玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土及其制备方法与流程

本申请涉及建筑材料，尤其涉及一种玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、自20世纪70年代以来，在混凝土中加入随机分布的纤维，制造纤维增强混凝土已经被确定并实践为一种提高混凝土抗拉强度、抗弯强度和劈拉强度的解决方案。具有几何尺寸和物理力学性能的纤维可在混凝土的不同层次和受力阶段内充分发挥各自的增强效果，显著改善混凝土的韧性和抗冲击性能。

2、为了将纤维混凝土应用于实际建筑工程中，需要了解纤维混凝土的基本力学特性以确定适用于实际工程的纤维配比。此外，鉴于以往的研究主要是集中研究钢纤维混凝土的拉、压本构关系，对于玄武岩纤维混凝土的单轴拉、压应力-应变关系的研究少有涉及，且没有适用于玄武岩(bfrc)的本构关系，考虑到数值模拟已成为混凝土结构分析中预测结构在不同荷载和外界因素组合下结构响应有力工具，而获得玄武岩的本构关系是准确进行数值模拟分析的有效手段，有必要对玄武岩的拉、压本构关系进行研究。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本申请的第一个目的在于提出一种玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土，旨在确定适用于工程现场衬砌结构的最优纤维配比。

3、本申请的第二个目的在于提出一种玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土的制备方法。

4、为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土，制备成分及成分配合比如下：水泥100份，粗骨料300份，细骨料226.4份，水40份，减水剂1份，及短切玄武岩纤维；其中，粗骨料和细骨料均选用片麻岩进行破碎加工，过筛获得5-10mm粒径作为第一粗骨料，10-20mm粒径作为第二粗骨料，0.37～0.52mm粒径作为细骨料；粗骨料中，第一粗骨料和第二粗骨料成分配合比例为1:1；其中，短切玄武岩纤维的体积率为0-0.5％，最优体积率为0.2％。

5、其中，制备粗骨料和细骨料的片麻岩天然密度为2.72-2.75g/cm3，干密度为2.71-2.74g/cm3，饱和吸水为率为0.21-0.34，饱和抗压强度为54-86mpa，软化系数为0.6-0.78，冻融损失率为0.01-0.05；破碎加工及过筛后，得到的粗骨料表观密度为2.69-2.72g/cm3，吸水率为0.82-0.89％；干松堆积密度为1.86-1.88g/cm3，紧密堆积密度为2.10-2.11g/cm3，粒度模数为7.54-8.14；细骨料的堆积密度为1.57-1.61g/cm3，表观密度为2.75-2.76g/cm3，细度模数为2.35-3.45。

6、其中，减水剂品种为聚羧酸高性能减水剂，密度1029kg/m3，减水率28％，掺量为水泥质量的1％。

7、其中，水泥选用p.o32.5强度等级普通硅酸盐水泥。

8、其中，短切玄武岩纤维的长度为12mm，其化学成分及成分占比如下：

9、sio2，45-60％；al2o3，12-19％；cao，4-6％；mgo，3-4％；na2o+k2o，2.5-4％；tio2，0.9-2％；feo+fe2o3，7-15％。

10、其中，短切玄武岩纤维的材料参数如下：

11、直径为0.013mm，抗拉强度为3300-4500mpa，弹性模量为95-115gpa，容量为2650kg/m3，断裂延伸率为3.2％，形状为平直型，使用温度为-269-700℃，热传导系数为0.031-0.038w/m.k，比体积电阻为1×1012ohm.m，吸音系数为0.9-0.99。

12、为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土的制备方法，包括：

13、分别取150份粗骨料和细骨料，置入搅拌筒内表面湿润的搅拌机内，持续搅拌过程中，加入预设体积率的短切玄武岩纤维，投放完成后持续搅拌两个第一预设时间间隔；

14、关闭搅拌机，并将100份水泥缓慢置入搅拌筒内，开机搅拌一个第一预设时间间隔；

15、将40份水以及1份减水剂缓慢、均匀置入搅拌筒内，持续搅拌两个第一预设时间间隔后，取出搅拌物；

16、将搅拌物入模，并置于振动台上震动1-2个第一预设时间间隔，确保试件振动密实；

17、经过塑料薄膜密封养护第二预设时间间隔后脱模，将试件放入标准养护室养护。

18、其中，若加入短切玄武岩纤维时出现纤维混掺结团现象，暂停搅拌机，将结团纤维打散后继续搅拌。

19、其中，标准养护室内的养护温度为20±2℃，相对湿度为95％。

20、其中，第一预设时间间隔为1分钟，第二预设时间间隔为1天。

21、区别于现有技术，本发明提供的一种玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土及其制备方法，制备成分及成分配合比如下：水泥100份，粗骨料300份，细骨料226.4份，水40份，减水剂1份，及短切玄武岩纤维；其中，粗骨料和细骨料均选用片麻岩进行破碎加工，过筛获得5-10mm粒径作为第一粗骨料，10-20mm粒径作为第二粗骨料，0.37～0.52mm粒径作为细骨料；粗骨料中，第一粗骨料和第二粗骨料成分配合比例为1:1；其中，短切玄武岩纤维的体积率为0-0.5％，最优体积率为0.2％。通过本发明，能够确定适用于工程现场衬砌结构的最优纤维配比。

22、本申请附加的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，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土，其特征在于，制备成分及成分配合比如下：水泥100份，粗骨料300份，细骨料226.4份，水40份，减水剂1份，及短切玄武岩纤维；其中，所述粗骨料和细骨料均选用片麻岩进行破碎加工，过筛获得5-10mm粒径作为第一粗骨料，10-20mm粒径作为第二粗骨料，0.37～0.52mm粒径作为细骨料；所述粗骨料中，所述第一粗骨料和所述第二粗骨料成分配合比例为1:1；其中，所述短切玄武岩纤维的体积率为0-0.5％，最优体积率为0.2％。

2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土，其特征在于，制备所述粗骨料和细骨料的片麻岩天然密度为2.72-2.75g/cm3，干密度为2.71-2.74g/cm3，饱和吸水为率为0.21-0.34，饱和抗压强度为54-86mpa，软化系数为0.6-0.78，冻融损失率为0.01-0.05；破碎加工及过筛后，得到的粗骨料表观密度为2.69-2.72g/cm3，吸水率为0.82-0.89％；干松堆积密度为1.86-1.88g/cm3，紧密堆积密度为2.10-2.11g/cm3，粒度模数为7.54-8.14；所述细骨料的堆积密度为1.57-1.61g/cm3，表观密度为2.75-2.76g/cm3，细度模数为2.35-3.45。

3.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土，其特征在于，减水剂品种为聚羧酸高性能减水剂，密度1029kg/m3，减水率28％，掺量为水泥质量的1％。

4.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土，其特征在于，所述水泥选用p.o32.5强度等级普通硅酸盐水泥。

5.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土，其特征在于，所述短切玄武岩纤维的长度为12mm，其化学成分及成分占比如下：

6.根据权利要求5所述的玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土，其特征在于，所述短切玄武岩纤维的材料参数如下：

7.一种玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土的制备方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土的制备方法，其特征在于，若加入所述短切玄武岩纤维时出现纤维混掺结团现象，暂停搅拌机，将结团纤维打散后继续搅拌。

9.根据权利要求7所述的玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土的制备方法，其特征在于，所述标准养护室内的养护温度为20±2℃，相对湿度为95％。

10.根据权利要求7所述的玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土的制备方法，其特征在于，第一预设时间间隔为1分钟，第二预设时间间隔为1天。

技术总结本申请提出一种玄武岩纤维增强开挖料作骨料混凝土及其制备方法，制备成分及成分配合比如下：水泥100份，粗骨料300份，细骨料226.4份，水40份，减水剂1份，及短切玄武岩纤维；其中，所述粗骨料和细骨料均选用片麻岩进行破碎加工，过筛获得5‑10mm粒径作为第一粗骨料，10‑20mm粒径作为第二粗骨料，0.37～0.52mm粒径作为细骨料；所述粗骨料中，所述第一粗骨料和所述第二粗骨料成分配合比例为1:1；其中，所述短切玄武岩纤维的体积率为0‑0.5％，最优体积率为0.2％。通过本发明，能够确定适用于工程现场衬砌结构的最优纤维配比。技术研发人员：孙叶柱,林鹏,黄斌,梁昌乾,李丹,张林,邓志云,马翔,周昊,房凡,杜立兵,刘笑受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11