高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土及制备方法

摘要

本发明公开了一种高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土及制备方法，配合比包括：水泥：砂：碎石：粉煤灰：秸秆灰：硅灰：纳米硅：水：减水剂：激发剂：消泡剂：减缩剂：苎麻纤维：玄武岩纤维：CaCO3晶须：羧基改性聚乙烯醇聚合物＝405‑415：713：995：85‑90：45‑55：20‑25：3‑4：125‑130：11‑12：12‑13：1.8‑2.1：9‑9.5：5.2‑5.4：8.7‑8.9：17.6‑17.8：18‑20。通过分层搅拌法将各材料间隔拌合均匀，出料、成型、养护。本发明混凝土的抗折、抗压及与型钢之间的粘结强度和抗渗性能，均得到显著增强，与型钢的协同工作能力得到进一步提高。

权利要求

1.一种高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土，其特征在于，混凝土包括下述质量份数的原料：

水泥405‑415份、砂713份、碎石995份、粉煤灰85‑90份、秸秆灰45‑55份、硅灰20‑25份、纳米二氧化硅3‑4份、羧基改性聚乙烯醇聚合物18‑20份、水125‑130份、减水剂11‑12份、激发剂12‑13份、消泡剂1.8‑2.1份、减缩剂9‑9.5份、苎麻纤维5.2‑5.4份、玄武岩纤维8.7‑8.9份、CaCO3晶须17.6‑17.8份。

2.根据权利要求1所述的高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土，其特征在于，所述水泥为P•O52.5R级普通硅酸盐水泥；

所述砂采用质量比为9:1的质地坚硬的河砂和级配良好的优质石英砂，河砂细度模数3

为2.8‑3.0，石英砂中二氧化硅含量不小于98%，粒径为0.3‑0.6mm，密度为2.62g/cm；

所述碎石选择质量比为1:1的级配良好、致密坚硬、表面粗糙的石灰石和玄武岩碎石，粒径范围为5mm‑15mm，将连续粒级的5‑10mm、10‑15mm的所述碎石按照7:3的质量比混合使用；

所述粉煤灰采用电厂优质Ⅰ级粉煤灰，其45μm方孔筛筛余不大于12%，需水量比不大于2

95%，比表面积应大于400m/kg；

所述减水剂是聚羧酸系高性能减水剂，固含量为20%，减水剂的减水率在30%以上。

3.根据权利要求1所述的高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土，其特征在于，所述秸秆灰是由玉米秸秆的成熟茎干在600‑820℃的温度下焚烧，再经过去钾处理，随后使用球2

磨机研磨20min制得，其二氧化硅含量大于82.3%，平均粒径为6‑15μm，比表面积大于10m /g。

4.根据权利要求3所述的高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土，其特征在于，所述秸秆灰去钾处理方法，包括如下步骤：

1）将秸秆灰置于蒸馏水中搅拌浸泡，随后静置，倒去上层清液后继续加蒸馏水搅拌浸泡，重复此过程5次以上，浸泡时间持续一周；

2）最后一次将上层清液倒去后，用蒸馏水加热至90℃保温15‑20min，保温结束后再加蒸馏水浸泡，重复步骤1）；

3）将步骤1）、2）按顺序再重复两次；

4）最后60℃保温2h，将上层清液倒去后，烘干备用。

5.根据权利要求1所述的高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土，其特征在于，所述2

硅灰其二氧化硅含量大于92%，平均粒径为0.1μm‑0.26μm，比表面积大于20m/g；

所述纳米二氧化硅为气相法制得高纯度纳米二氧化硅，其纯度大于99%，平均粒径为2

10nm‑40nm，比表面积大于130m/g。

6.根据权利要求1所述的高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土，其特征在于，所述激发剂采用有机‑无机复合激发剂，复合激发剂按照下述质量百分比计的原料复配而成：二水石膏50‑58%、氯化钙40‑48%、三乙醇胺1.5‑2%。

7.根据权利要求1所述的高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土，其特征在于，所述苎麻纤维为碱处理烘干后精干麻纤维，长度为40‑50mm，直径为30μm‑40μm，抗拉强度≥3

766MPa，弹性模量≥9.1GPa，断裂延伸率达到8.9%，比重为1.54‑1.55g/cm；

所述玄武岩纤维长度为12mm，直径为7μm‑15μm，抗拉强度≥3000MPa，弹性模量≥3

91GPa，比重为2.63‑2.65 g/cm；

所述CaCO3晶须长度为20μm‑30μm，直径为0.5μm‑2μm，抗拉强度≥3000MPa，弹性模量≥3

410GPa，比重为2.86 g/cm。

8.根据权利要求1所述的高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土，其特征在于，所述羧基改性聚乙烯醇聚合物是：将质量百分比36%‑39%的羧基改性聚乙烯醇放入60%‑63%的水中，常温下静置30min使其充分溶胀，随后，置于95℃的恒温水槽中加热溶解，再加入1%‑

1.5%的聚丙烯酸酯消泡剂，不断搅拌直至形成均匀透明溶液；

所述羧基改性聚乙烯醇聚合度为2400，醇解度99%，羧/羟摩尔比为3/97，pH=7。

9.一种基于权利要求1‑8任一项所述高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土的制备方法，其特征在于，括如下步骤：

1）将质量份数为11‑12份的减水剂加入到总水量三分之二的水中，记为混合溶液1；将称量好的9‑9.5份减缩剂和1.8‑2.1份消泡剂加入到总水量三分之一的水中，记为混合溶液

2，将18‑20份羧基改性聚乙烯醇聚合物制备完成后备用；总水量为125‑130份；

2）将5.2‑5.4份苎麻纤维、995份碎石、713份砂、405‑415份水泥、85‑90份粉煤灰、45‑55份秸秆灰、20‑25份硅灰、3‑4份纳米二氧化硅、8.7‑8.9份玄武岩纤维、17.6‑17.8份CaCO3晶须，分别均分为三份，随后将一份苎麻纤维、玄武岩纤维、CaCO3晶须均匀铺洒于盘式搅拌机中，再将一份碎石、砂、水泥、粉煤灰、秸秆灰、硅灰、纳米二氧化硅按顺序放置于盘式搅拌机中，搅拌1min；

3）按同样的方式将另外两份材料也加入盘式搅拌机中搅拌均匀；

4）向盘式搅拌机加入步骤1）中混合溶液1，均匀搅拌2‑3min；

5）加入制备好的18‑20份羧基改性聚乙烯醇聚合物搅拌2min；

6）再向盘式搅拌机中加入12‑13份激发剂，均匀搅拌2‑3min；

7）最后观察拌合物的流动性，继续将步骤1)中配制的混合溶液2加入到盘式搅拌机中，均匀搅拌2‑3min，间隔3min后，再搅拌2‑3min至拌合料均匀，出料，即得到所制备的混凝土拌合料；并成型、养护。

10.一种基于权利要求9所述方法制备的高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土的成型养护方法，其特征在于，采用标准养护方法：所述标准养护法为：将混凝土拌和物浇筑到铸铁模具中成型、振实，在温度为20±2℃、相对湿度≥95%的标准养护室中静置1‑2d，拆模，然后在标准养护室中养护至所需龄期。

说明书

高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土及制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于建筑材料领域,是一种掺苎麻纤维、玄武岩纤维、CaCO3晶须、羧基改性聚乙烯醇聚合物、秸秆灰、粉煤灰、硅灰和纳米硅的具有较高韧性、高粘结性、高耐久性、高
体积稳定性的混凝土，具体涉及一种高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土及其制备方
法。

背景技术

[0002] 在结构设计中，考虑到使用功能、构件刚度与施工方便的需求，通常需针对不同受力情况采用不同标号混凝土，以满足构件受荷时所需的抗压、抗弯、抗劈拉强度，以及保证
混凝土与钢材协同工作的粘结强度。不同标号的混凝土材料弹性模量不同，变形性能不同，
故强度指标过大或过小，都会造成构件受力时钢与混凝土的变形不协调，从而造成两种材
料无法完全协同工作或某一材料无法充分发挥力学性能，导致材料浪费。普通混凝土与高
性能混凝土材料抗裂性能差、脆性大并且随着混凝土强度等级提高，脆性特征愈发明显，而
在高应力或复杂应力状态下，往往又需要使用特定高强度等级的混凝土，如在高层或超高
层结构的不同楼层，包括下部受力层的框架柱(尤其是角柱)、剪力墙以及新奇结构工程等
中，强度指标小会造成构件截面过大，从而导致刚度过大、肥梁胖柱，结构使用功能受限，强
度指标过大会造成构件刚度不足或材料浪费，因此，考虑承载力、刚度需求及经济效益、设
计需求等，有时需特定使用C110强度等级的混凝土，此时，混凝土的脆性特征将会降低构件
与结构的抗震承载能力，乃至影响其安全可靠性。同时，随着钢材力学性能的逐步提高，普
通混凝土的韧性、变形性能和粘结性能已难以满足混凝土与型钢之间的协同作用。

[0003] 硅灰具有优异的颗粒尺寸和火山灰活性，是一种制备高性能混凝土的重要矿物掺合料，但其在我国的年产量较低，仅有3000t‑4000t，只能满足部分高性能混凝土的需求，限
制了其大量使用。而我国作为农业大国，每年秸秆产量在7亿t以上，位居世界首位。目前，只
有小部分秸秆用于生物质能电厂发电，而大部分的秸秆仍被自然堆放或露天焚烧，造成资
源浪费与环境污染。电厂发电产生的秸秆灰，如果不妥善开发利用，则会造成环境的二次污
染。随着科技进步发现，玉米秸秆在适当的条件下进行焚烧而制备的秸秆灰中，含有85％左
右的非晶态SiO2，以及一定量的活性Al2O3等金属氧化物，K、Na含量较少，能充分发挥火山灰
效应与微集料填充效应，可在混凝土中应用以改善力学性能。

[0004] 混凝土及水泥基复合材料通常通过加入纤维改善其韧性，现有钢纤维与合成纤维在混凝土工程应用中，因工艺复杂、成本高、产量低而难以推广，工程界逐步开始寻找来源
丰富的高性能植物纤维来替代钢纤维与合成纤维。苎麻纤维纤维素含量高、强度大、韧性
高，耐酸碱度高，绿色无污染，能有效代替钢纤维与合成纤维在工程中的应用。而我国是苎
麻主要产地，产量占世界的90％以上，这使得苎麻纤维在我国获取方便，价格低廉，具有较
大的推广应用价值。同时，由于混凝土中存在不同尺寸的裂缝，掺加单一纤维往往无法达到
最佳增韧效果。

[0005] 因此开发一种C110强度等级的、具有较高韧性、高粘结性、高耐久性、较好的协同变形能力、能与高性能钢协同工作的高韧高粘结性混凝土十分迫切。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种在高层或超高层结构的不同楼层，包括下部受力层的框架柱、剪力墙及新奇结构中使用的高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土及其制备方
法，该混凝土具有高韧性、高粘结性、高耐久性、高体积稳定性以及较好的协同变形能力，能
与钢材较好地协同工作。

[0007] 为实现上述目的，本发明公开的技术方案是：高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土，包括下述质量份数的原料：

[0008] 水泥405‑415份、砂713份、碎石995份、粉煤灰85‑90份、秸秆灰45‑55份、硅灰20‑25份、纳米硅3‑4份、羧基改性聚乙烯醇聚合物18‑20份、水125‑130份、减水剂11‑12份、激发剂
12‑13份、消泡剂1.8‑2.1份、减缩剂9‑9.5份、苎麻纤维5.2‑5.4份、玄武岩纤维8.7‑8.9份、
CaCO3晶须17.6‑17.8份。

[0009] 进一步，所述水泥为P·O52.5R级普通硅酸盐水泥，选择与聚羧酸系减水剂相容性良好的水泥品种。

[0010] 所述砂采用质量比为9:1的质地坚硬的河砂和级配良好的优质石英砂，河砂细度3
模数为2.8‑3.0，石英砂中二氧化硅含量不小于98％，粒径为0.3‑0.6mm，密度为2.62g/cm。

[0011] 所述碎石选择质量比为1:1的级配良好、致密坚硬、表面粗糙的石灰石和玄武岩碎石，粒径范围为5mm‑15mm，将连续粒级的5‑10mm、10‑15mm的所述碎石按照7:3的质量比混合
使用。

[0012] 所述粉煤灰采用电厂优质Ⅰ级粉煤灰，其45μm方孔筛筛余不大于12％，需水量比不2
大于95％，比表面积应大于400m/kg。

[0013] 所述秸秆灰是由成熟玉米秸秆的茎干在600‑820℃的温度下焚烧，再经过去钾处理，随后使用球磨机研磨20min制得，其二氧化硅含量为82.3％，平均粒径为6‑15μm，比表面
2
积大于10m/g。

[0014] 进一步，所述去钾处理方法步骤如下：

[0015] 1)将秸秆灰置于蒸馏水中搅拌浸泡，随后静置，倒去上层清液后继续加蒸馏水搅拌浸泡，重复此过程5次以上，浸泡时间持续一周；

[0016] 2)最后一次将上层清液倒去后，用蒸馏水加热至90℃保温15‑20min，保温结束后再加蒸馏水浸泡，重复步骤1)；

[0017] 3)将步骤1)、2)按顺序再重复两次；

[0018] 4)最后60℃保温2h，将上层清液倒去后，烘干备用。

[0019] 所述硅灰其二氧化硅含量大于92％，平均粒径为0.1μm‑0.26μm，比表面积大于2
20m/g。

[0020] 所述纳米硅为气相法制得高纯度纳米二氧化硅，其纯度大于99％，平均粒径为2
10nm‑40nm，比表面积大于130m/g。

[0021] 所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，固含量为20％，减水率在30％以上，对混凝土的抗压强度没有不良影响。

[0022] 所述减缩剂选用SU‑SRA型减缩剂。

[0023] 所述消泡剂采用立奇X‑2756高效混凝土消泡剂。

[0024] 所述激发剂采用有机‑无机复合激发剂，复合激发剂按照下述质量百分比计的原料复配而成：

[0025] 二水石膏50‑58％、氯化钙40‑48％、三乙醇胺1.5‑2％

[0026] 所述苎麻纤维为碱处理烘干后精干麻纤维，长度为40‑50mm，直径为30μm‑40μm，抗3
拉强度≥1000MPa，弹性模量≥11.4GPa，断裂延伸率达到8.9％，比重为1.54‑1.55g/cm ，具
有良好的亲水性，较高的握裹力和耐酸碱性能。

[0027] 所述玄武岩纤维长度为12mm，直径为7μm‑15μm，抗拉强度≥3000MPa，弹性模量≥3
91GPa，比重为2.63‑2.65g/cm。

[0028] 所述CaCO3晶须长度为20μm‑30μm，直径为0.5μm‑2μm，抗拉强度≥3000MPa，弹性模3
量≥410GPa，比重为2.86g/cm。

[0029] 所述羧基改性聚乙烯醇聚合物是由羧基改性聚乙烯醇、水和助剂混合均匀后得到的有机聚合物，以质量百分比计的原料组成如下：

[0030] 羧基改性聚乙烯醇36％‑39％，水60％‑63％，助剂1％‑1.5％；

[0031] 进一步，所述羧基改性聚乙烯醇聚合度为2400，醇解度99％，羧/羟摩尔比为3/97，pH＝7；

[0032] 进一步，所述助剂为聚丙烯酸酯消泡剂；

[0033] 进一步，所述混合均匀方法为：将羧基改性聚乙烯醇放入水中，常温下静置30min使其充分溶胀，随后，置于95℃的恒温水槽中加热溶解，再加入助剂并不断搅拌，直至形成
均匀透明溶液，保温待用。

[0034] 本发明还公开了一种高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土的制备方法，包括如下步骤：

[0035] 1)将质量份数为11‑12份的减水剂加入到总水量三分之二的水中，记为混合溶液1；将称量好的9‑9.5份减缩剂和1.8‑2.1份消泡剂加入到总水量三分之一的水中，记为混合
溶液2，将18‑20份羧基改性聚乙烯醇聚合物制备完成后备用；总水量为125‑130份；

[0036] 2)将5.2‑5.4份苎麻纤维、995份碎石、713份砂、405‑415份水泥、85‑90份粉煤灰、45‑55份秸秆灰、20‑25份硅灰、3‑4份纳米硅、8.7‑8.9份玄武岩纤维、17.6‑17.8份CaCO3晶
须，分别均分为三份，随后将一份苎麻纤维、玄武岩纤维、CaCO3晶须均匀铺洒于盘式搅拌机
中，再将一份碎石、砂、水泥、粉煤灰、秸秆灰、硅灰、纳米硅按顺序放置于盘式搅拌机中，搅
拌1min；

[0037] 3)按同样的方式将另外两份材料也加入盘式搅拌机中搅拌均匀；

[0038] 4)向盘式搅拌机加入步骤1)中混合溶液1，均匀搅拌2‑3min；

[0039] 5)加入制备好的18‑20份羧基改性聚乙烯醇聚合物搅拌2min；

[0040] 6)再向盘式搅拌机中加入12‑13份激发剂，均匀搅拌2‑3min；

[0041] 7)最后观察拌合物的流动性，继续将步骤1)中配制的混合溶液2加入到盘式搅拌机中，均匀搅拌2‑3min，间隔3min后，再搅拌2‑3min至拌合料均匀，出料，即得到所制备的混
凝土拌合料；并成型、养护。

[0042] 制备方法得到的混凝土成型与养护方法：

[0043] 标准养护：将混凝土拌和物浇筑到铸铁模具中成型、振实，在温度为20±2℃、相对湿度≥95％的标准养护室中静置1d‑2d，拆模，然后在标准养护室中养护至所需龄期。

[0044] 本发明为了克服普通混凝土脆性大、韧性低、耐久性差、与型钢粘结性能差等问题，利用市场易得材料，采用改进的混凝土分层搅拌工艺，考虑特定混凝土强度等级所需的
各胶凝材料用量配比及相应配比下水泥基体中裂缝数量、尺寸分布，基于多尺度裂缝分级
控制与胶凝材料的连续颗粒级配设计，通过添加苎麻纤维、玄武岩纤维、CaCO3晶须三种不
同尺寸的纤维和粉煤灰、秸秆灰、硅灰、纳米硅等不同粒径范围的活性矿物掺合料，与可填
充孔隙并连接三种纤维的羧基改性聚乙烯醇聚合物，以及减水剂、激发剂等化学外加剂，制
备一种高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土。其中，采用具有蓄水功能和增韧作用的
苎麻纤维，其在混凝土水化过程中能发挥“内养护”作用，能够促进胶凝材料的水化进程，同
时，配合使用玄武岩纤维和CaCO3晶须，并使用羧基改性聚乙烯醇聚合物填补孔隙，并将三
种纤维相互粘结，形成有机整体，对混凝土中不同尺度的裂缝进行桥联，有效抑制裂缝的发
展，增强混凝土的韧性，同时，羧基改性聚乙烯醇聚合物还能包裹水化产物，使水化产物反
2+
应更充分，其所含的羧基与Ca 产生离子键，其所含的羟基与硅氧水化产物中的氧形成氢
键，与水化产物交联，有效的填补孔隙，使结构更加密实。另外，混凝土中掺加了不同颗粒尺
寸的矿物掺合料，包括粉煤灰、秸秆灰、硅灰以及纳米尺度的纳米二氧化硅，一方面使各胶
凝材料间形成连续的颗粒级配，使其微集料填充效应能更有效的发挥，另一方面，各矿物掺
合料可以发挥火山灰效应和超叠加效应，改善混凝土水化产物，从而缩小孔隙尺寸，减小有
害孔数量，提高混凝土的密实性，从而在两方面共同作用下，使混凝土与型钢之间的粘结界
面更加密实，粘结力也随水化产物形态改善而进一步提升，同时，增强混凝土基体与纤维材
‑
料间的握裹性，使各纤维可以协同作用，进一步提高混凝土的韧性，并能有效减少Cl 、
2‑
SO4 、CO2等有害离子的侵入，提高混凝土的耐久性。本发明通过各组分之间的协同作用，改
善混凝土的孔隙结构，使混凝土的内部结构更加密实，并对其自身水化收缩以及受力状态
下的不同尺度的裂缝开展进行针对性的抑制，最终制备出具有高韧性、高粘结性能、高强度
和高耐久性的新型纤维混凝土材料。

[0045] 与已有技术相比，本发明的有益效果是：

[0046] 1)本发明中使用的苎麻纤维为40‑50mm的长纤维，具有高抗拉强度、高弹模与高韧性的特点，能够有效抑制混凝土在复杂应力状态下宏观裂缝的形成及发展；苎麻纤维天然
的亲水性，使其表面具有很强的握裹力，与水泥基体具有良好的粘结能力，再加上长纤维足
够的锚固长度，在混凝土开裂时能有效防止纤维拔出，阻止裂缝的进一步发展，且纤维的桥
联作用能够增加混凝土的变形能力和耗能能力；另外，苎麻纤维具有独特的纤维空腔结构
和巨大的比表面积，其空腔结构能够储存部分水分，起到“内养护作用”，促进混凝土的水化
进程。因此，苎麻纤维能够提高混凝土的力学性能以及抗裂、抗渗和抗冻融等耐久性能。

[0047] 2)本发明中使用的玄武岩纤维和CaCO3晶须，具有高强高弹模的特点，长度分别为12mm和20μm‑30μm，能够有效抑制混凝土塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起裂缝的形成
及发展，与苎麻纤维协同工作，发挥桥联作用，对混凝土中不同尺度的裂缝发展进行分级控
制，能有效提高混凝土的强度、韧性、变形性能和耐久性能；加入羧基改性聚乙烯醇聚合物，
该种聚合物中大量的表面活性物质能够增加集料表面的润湿作用，改善集料与基体之间的
粘结能力，同时，聚合物在混凝土内部成膜包裹水化产物和未水化颗粒，形成空间三维连续
网状结构，从而减少基体间的微裂缝，聚合物的网状结构与三种纤维相互连接，共同形成一
个更加密集的空间三维网状结构，提高混凝土的韧性及其与型钢的粘结性能，进一步，聚合
物与胶凝材料发生一定程度的化学反应，增强了自身与水化产物的交联，也增强了基体对
纤维的握裹力，在混凝土开裂时防止纤维拔出，进一步阻止裂缝开展。此外，本发明用于型
钢混凝土组合结构时，三种纤维与聚合物在混凝土中均匀分散，并相互连接形成空间三维
网状结构，有效约束型钢受力时周围混凝土的裂缝开展，对型钢形成“环向约束作用”，有效
提高了型钢与混凝土之间的摩擦力与机械咬合力，进而增强了混凝土与型钢之间的粘结
力，使混凝土与型钢能更好的协同工作。

[0048] 3)本发明考虑到秸秆类作物中的钾离子主要富集在新叶、芽孢中，成熟的茎干中含量较低，且不同种类秸秆作物钾离子含量不同，选用钾离子含量少的玉米秸秆的成熟茎
干在一定温度下燃烧，再通过简单易行、成本低廉的去钾方式对其进行去钾、钠处理，能有
效防止混凝土中出现碱骨料反应，去钾处理后研磨得到的秸秆灰含有82.3％以上的二氧化
硅，以及一定量的活性Al、Fe氧化物，具有较高的火山灰活性，秸秆灰的颗粒细小(平均粒径
为6‑15μm)，秸秆灰颗粒内部的多孔隙和网道结构使其具有较大的比表面积，能够达到
2
10m /g。掺入秸秆灰可使胶凝材料颗粒更加均匀，级配良好，可起到填充密实效应，进而增
加混凝土的粘结性；另外，由于秸秆灰具有与硅灰相似的火山灰活性，能够代替部分硅灰，
与混凝土体系中的Ca(OH)2反应生成致密坚硬的水化硫铝酸钙和更稳定的C‑S‑H凝胶，提高
混凝土的抗折强度、抗压强度、劈裂抗拉强度、耐久性能；最后，秸秆灰作为农业废料，将其
处理后作为建筑材料替代部分水泥，可减少由于秸秆焚烧和水泥生产过程中的CO2排放量，
进而降低混凝土造价，实现农业废物的再利用，达到节能环保的目的。

[0049] 4)本发明中掺加的粉煤灰、秸秆灰、硅灰、纳米二氧化硅与水泥具有不同的颗粒粒径范围，形成较为连续的胶凝材料颗粒级配，能更好的发挥微集料填充效应，同时，粉煤灰、
秸秆灰、硅灰与纳米硅产生“超叠加效应”，进一步促进胶凝材料的水化，使更多的水化产物
转化成C‑S‑H凝胶，改善混凝土的孔隙结构与粘结性，此外，纳米二氧化硅能进入更微小的
孔隙，且其表面有较多的不饱和键并具有较大的表面能，使水化产物特别是Ca(OH)2迅速聚
集在其表面反应，从而促使C‑S‑H凝胶以其为核心生长，限制了有害晶体的生成，强化了水
泥基体的界面结构，进一步提高了混凝土的抗折强度、抗压强度、劈裂抗拉强度、韧性、粘结
性能与耐久性能。

[0050] 5)本发明中所用减缩剂能够降低混凝土毛细孔中水的表面张力，使混凝土结构致密，进而控制混凝土体积收缩、干缩和硬化早期的塑性收缩等，进一步提高混凝土的抗裂抗
渗能力，增强了混凝土的耐久性能。

[0051] 6)本发明中的激发剂采用有机‑无机复合激发剂，是由二水石膏、氯化钙以及三乙醇胺共同发挥激发作用，促使钙矾石的生成，使掺有粉煤灰、硅灰、纳米二氧化硅和秸秆灰
的混凝土具有一定的微膨胀性，改善混凝土的收缩性能。通过复合激发剂将粉煤灰表面玻
璃体网状结构解聚，从而激发粉煤灰的潜在活性，可以增强粉煤灰水合过程中以铝硅酸盐
为主要水化组分的三维空间结构玻璃体的腐蚀作用，提高正向水合反应的动力，生成更多
的C‑S‑H凝胶及水化铝酸钙等晶体，促进粉煤灰参与早期水化进程。二水石膏对矿物掺合料
4‑ 2‑
的激发作用体现在：SO 与粉煤灰颗粒表面的凝胶及溶解于液相中的AlO 反应生成水化硫
2‑ 2‑ 2‑
铝酸钙AFt；另外，SO4 也能置换出水化硅酸钙中的部分SiO2 ，置换出的SiO2 在外层又与
2+ 2+
Ca 作用生成水化硅酸钙，持续激发粉煤灰的活性，其提供的Ca 与粉煤灰、硅灰、纳米二氧
化硅、秸秆灰中的SiO2、Fe2O3、Al2O3反应生成水化硅酸钙、水化铁酸钙和水化铝酸钙等。氯化
2+
钙对矿物掺合料的激发则主要是通过提高水化体系中Ca 浓度、形成水化氯铝酸盐胶凝相
和水化铝酸钙来实现的，除此之外，氯化钙作为强电解质还能够补充硫酸盐激发粉煤灰活
2+
性过程中以及硅灰、秸秆灰、纳米二氧化硅反应所需的Ca 。三乙醇胺作为有机类粉煤灰活
性激发剂，能够通过自身在水化过程中络合粉煤灰等中的Fe、Al相，促进粉煤灰颗粒表面的
溶蚀而使粉煤灰中的活性物质进一步水化。二水石膏、氯化钙和三乙醇胺之间的协同作用
可以充分的激发矿物掺合料活性，加快体系中胶凝材料的水化速率，促进水化产物的生成，
进而提高混凝土的强度、耐久性能等。

[0052] 7)本发明中采用分层搅拌法，并通过试验确定最大碎石颗粒粒径大小，能最大程度的将长纤维与骨料分散均匀，避免长纤维与粗骨料相互干扰，出现纤维团聚，从而造成水
泥基体中产生较大孔洞，甚至出现“蜂窝麻面”现象。

[0053] 上述措施均能有效提高混凝土的抗压强度、韧性、变形能力、耐久性能等，并增强混凝土与型钢之间的粘结强度和协同变形能力。通过本发明所述方法制备得到的高韧高粘
结性C110强度的高强纤维混凝土，混凝土中颗粒直径不同的各类胶凝材料之间，颗粒尺寸
从大到小均匀分布，充分发挥了各胶凝材料的微集料填充效应，使胶凝材料的水化产物也
可堆叠密实，进一步改善了混凝土的孔隙结构，同时多尺度纤维均匀分散，在羧基改性聚乙
烯醇聚合物的粘结作用下有机统一，形成三维空间网状结构，有效抑制不同尺寸裂缝的发
展，因此该混凝土具有较高的韧性和优异的耐久性能，与型钢之间具有较好的粘结性能，变
形能力也得到进一步提高，与型钢的协同性得到增强。该纤维混凝土的28d立方体抗压强度
不小于114.31MPa，抗折强度不小于30.73MPa，劈裂抗拉强度不小于13.23MPa，与型钢之间
‑14 2
的粘结强度不小于6.14MPa，氯离子迁移系数不大于24×10 m/s。本发明制备出了具有高
体积稳定性、高耐久性和高韧性的高性能纤维混凝土，其原材料易得、制备工艺简单，符合
可持续发展和现代绿色建筑材料应用推广的要求，是一种绿色环保的新型高性能纤维混凝
土材料。

具体实施方式

[0054] 下面结合具体实施方式，利用实施例进一步详述本发明，以使本发明的优势更易于被本领域技术人员理解，但并不用于限制本发明的保护范围。

[0055] 本发明高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土，采用以下方法制备：

[0056] 1)将质量份数为11‑12份的减水剂加入到总水量三分之二的水中，记为混合溶液1；将称量好的9‑9.5份减缩剂和1.8‑2.1份消泡剂加入到总水量三分之一的水中，记为混合
溶液2，将18‑20份羧基改性聚乙烯醇聚合物制备完成后备用；总水量为125‑130份；

[0057] 2)将5.2‑5.4份苎麻纤维、995份碎石、713份砂、405‑415份水泥、85‑90份粉煤灰、45‑55份秸秆灰、20‑25份硅灰、3‑4份纳米硅、8.7‑8.9份玄武岩纤维、17.6‑17.8份CaCO3晶
须，分别均分为三份，随后将一份苎麻纤维、玄武岩纤维、CaCO3晶须均匀铺洒于盘式搅拌机
中，再将一份碎石、砂、水泥、粉煤灰、秸秆灰、硅灰、纳米硅按顺序放置于盘式搅拌机中，搅
拌1min；

[0058] 3)按同样的方式将另外两份材料也加入盘式搅拌机中搅拌均匀；

[0059] 4)向盘式搅拌机加入步骤1)中混合溶液1，均匀搅拌2‑3min；

[0060] 5)加入制备好的18‑20份羧基改性聚乙烯醇聚合物搅拌2min；

[0061] 6)再向盘式搅拌机中加入12‑13份激发剂，均匀搅拌2‑3min；

[0062] 7)最后观察拌合物的流动性，继续将步骤1)中配制的混合溶液2加入到盘式搅拌机中，均匀搅拌2‑3min，间隔3min后，再搅拌2‑3min至拌合料均匀，出料，即得到所制备的混
凝土拌合料；并成型、养护。

[0063] 本发明中混凝土的成型与养护方法如下：

[0064] 将混凝土拌和物浇筑到铸铁模具中成型，使用振动台振实，之后使用振动棒沿试模外壁进行接触式振动，以排出混凝土拌和物中多余的气泡；成型后，将试块置于温度为20
±2℃的环境中，在试块表面覆盖润湿的土工布，静置1d，拆模，然后温度为20±2℃、相对湿
度≥95％的在标准养护室中养护至所需龄期。

[0065] 其中：

[0066] 所用水泥为市售P·O52.5R级普通硅酸盐水泥，其与聚羧酸系减水剂有良好的相容性。

[0067] 所述砂采用质量比为9:1的质地坚硬的河砂和级配良好的优质石英砂，河砂细度3
模数为2.8‑3.0，石英砂中二氧化硅含量不小于98％，粒径为0.3‑0.6mm，密度为2.62g/cm。

[0068] 所述碎石选择质量比为1:1的级配良好、致密坚硬、表面粗糙的石灰石和玄武岩碎石，粒径范围为5mm‑15mm，将连续粒级的5‑10mm、10‑15mm的所述碎石按照7:3的质量比混合
使用。

[0069] 所用粉煤灰为电厂优质Ⅰ级粉煤灰，0.045mm方孔筛筛余不大于12％，比表面积大2
于400m/kg，平均粒径在15‑30μm范围内。

[0070] 所用秸秆灰是由成熟玉米秸秆的茎干在600‑820℃的温度下焚烧，再经过去钾处理，随后使用球磨机研磨20min制得，其二氧化硅含量大于82.3％，平均粒径为6‑15μm，比表
2
面积大于10m/g。

[0071] 去钾处理方法步骤如下：

[0072] 1)将秸秆灰置于蒸馏水中搅拌浸泡，随后静置，倒去上层清液后继续加蒸馏水搅拌浸泡，重复此过程5次以上，浸泡时间持续一周；

[0073] 2)最后一次将上层清液倒去后，用蒸馏水加热至90℃保温15‑20min，保温结束后将上层清液倒去，再加蒸馏水浸泡，重复步骤1)；

[0074] 3)将步骤1)、2)按顺序再重复两次；

[0075] 4)最后60℃保温2h，蒸馏水置换上层清液后，烘干备用。

[0076] 所用硅灰其二氧化硅含量大于92％，平均粒径为0.1μm‑0.26μm，比表面积大于2
20m/g。

[0077] 所用纳米硅为气相法制得高纯度纳米二氧化硅，其纯度大于99％，平均粒径为2
10nm‑40nm，比表面积大于130m/g。

[0078] 所用减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，固含量为20％，pH值为8.0，减水率在30％以上，7d、28d抗压强度比不小于150％。

[0079] 所用减缩剂为SU‑SRA型减缩剂。

[0080] 所用消泡剂采用立奇X‑2756高效混凝土消泡剂。

[0081] 所用激发剂采用有机‑无机复合激发剂，复合激发剂按照下述质量百分比计的原料复配而成：二水石膏50‑58％、氯化钙40‑48％、三乙醇胺1.5‑2％。

[0082] 所用苎麻纤维为碱处理烘干后精干麻纤维，长度为40‑50mm，直径为30μm‑40μm，抗3
拉强度≥1000MPa，弹性模量≥11.4GPa，断裂延伸率达到8.9％，比重为1.54‑1.55g/cm。

[0083] 所用玄武岩纤维长度为12mm，直径为7μm‑15μm，抗拉强度≥3000MPa，弹性模量≥3
91GPa，比重为2.63‑2.65g/cm。

[0084] 所用CaCO3晶须长度为20μm‑30μm，直径为0.5μm‑2μm，抗拉强度≥3000MPa，弹性模3
量≥410GPa，比重为2.86g/cm。

[0085] 所用羧基改性聚乙烯醇聚合物是由羧基改性聚乙烯醇、水和助剂混合均匀后得到的有机聚合物，以质量百分比计的原料组成如下：

[0086] 羧基改性聚乙烯醇36％‑39％，水60％‑63％，助剂1％‑1.5％。

[0087] 羧基改性聚乙烯醇聚合度为2400，醇解度99％，羧/羟摩尔比为3/97，pH＝7；助剂为聚丙烯酸酯消泡剂。

[0088] 混合均匀方法为：将羧基改性聚乙烯醇放入水中，常温下静置30min使其充分溶胀，随后，置于95℃的恒温水槽中加热溶解，再加入助剂并不断搅拌，直至形成均匀透明溶
液，保温待用。

[0089] 下面给出具体不同实施例来进一步说明本发明的制备方法。

[0090] 实施例1

[0091] 1)将质量份数为11份的减水剂加入到总水量三分之二的水中，记为混合溶液1；将称量好的9份减缩剂和1.8份消泡剂加入到总水量三分之一的水中，记为混合溶液2，将20份
羧基改性聚乙烯醇聚合物制备完成后备用，总水量为125份；其中，羧基改性聚乙烯醇聚合
物按质量百分比的原料制备而成：羧基改性聚乙烯醇38.6％，水60.4％，聚丙烯酸酯消泡剂
1％；

[0092] 2)将5.2份苎麻纤维、995份碎石、713份砂、405份水泥、85份粉煤灰、55份秸秆灰、20份硅灰、3份纳米硅、8.7份玄武岩纤维、17.6份CaCO3晶须，分别均分为三份，随后将一份
苎麻纤维、玄武岩纤维、CaCO3晶须均匀铺洒于盘式搅拌机中，再将一份碎石、砂、水泥、粉煤
灰、秸秆灰、硅灰、纳米硅按顺序放置于盘式搅拌机中，搅拌1min；

[0093] 3)按同样的方式将另外两份材料也加入盘式搅拌机中搅拌均匀；

[0094] 4)向盘式搅拌机加入步骤1)中混合溶液1，均匀搅拌2‑3min；

[0095] 5)加入制备好的20份羧基改性聚乙烯醇聚合物搅拌2min；

[0096] 6)再向盘式搅拌机中加入12份激发剂，均匀搅拌2‑3min；其中，激发剂按照质量百分比计的原料复配而成：二水石膏53％、氯化钙45.5％、三乙醇胺1.5％；

[0097] 7)最后观察拌合物的流动性，继续将步骤1)中配制的混合溶液2加入到盘式搅拌机中，均匀搅拌2‑3min，间隔3min后，再搅拌2‑3min至拌合料均匀，出料，即得到所制备的混
凝土拌合料；并成型、养护。

[0098] 本实施例中混凝土的成型与养护方法如下：

[0099] 将混凝土拌和物浇筑到铸铁模具中成型，使用振动台振实，之后使用振动棒沿试模外壁进行接触式振动，以排出混凝土拌和物中多余的气泡；成型后，将试块置于温度为20
±2℃的环境中，在试块表面覆盖润湿的土工布，静置1d，拆模，然后温度为20±2℃、相对湿
度≥95％的在标准养护室中养护至所需龄期。

[0100] 实施例2

[0101] 1)将质量份数为12份的减水剂加入到总水量三分之二的水中，记为混合溶液1；将称量好的9.3份减缩剂和2份消泡剂加入到总水量三分之一的水中，记为混合溶液2，将18份
羧基改性聚乙烯醇聚合物制备完成后备用，总水量为125份；其中，羧基改性聚乙烯醇聚合
物按质量百分比的原料制备而成：羧基改性聚乙烯醇39％，水60％，聚丙烯酸酯消泡剂1％；

[0102] 2)将5.3份苎麻纤维、995份碎石、713份砂、410份水泥、87份粉煤灰、45份秸秆灰、23份硅灰、4份纳米硅、8.8份玄武岩纤维、17.7份CaCO3晶须，分别均分为三份，随后将一份
苎麻纤维、玄武岩纤维、CaCO3晶须均匀铺洒于盘式搅拌机中，再将一份碎石、砂、水泥、粉煤
灰、秸秆灰、硅灰、纳米硅按顺序放置于盘式搅拌机中，搅拌1min；

[0103] 3)按同样的方式将另外两份材料也加入盘式搅拌机中搅拌均匀；

[0104] 4)向盘式搅拌机加入步骤1)中混合溶液1，均匀搅拌2‑3min；

[0105] 5)加入制备好的18份羧基改性聚乙烯醇聚合物搅拌2min；

[0106] 6)再向盘式搅拌机中加入12.3份激发剂，均匀搅拌2‑3min；其中，激发剂按照质量百分比计的原料复配而成：二水石膏52％、氯化钙46.2％、三乙醇胺1.8％；

[0107] 7)最后观察拌合物的流动性，继续将步骤1)中配制的混合溶液2加入到盘式搅拌机中，均匀搅拌2‑3min，间隔3min后，再搅拌2‑3min至拌合料均匀，出料，即得到所制备的混
凝土拌合料；并成型、养护。

[0108] 本实施例中混凝土成型与养护方法与实施例1相同。

[0109] 实施例3

[0110] 1)将质量份数为11.5份的减水剂加入到总水量三分之二的水中，记为混合溶液1；将称量好的9.5份减缩剂和2.1份消泡剂加入到总水量三分之一的水中，记为混合溶液2，将
19份羧基改性聚乙烯醇聚合物制备完成后备用，总水量为130份；其中，羧基改性聚乙烯醇
聚合物按质量百分比的原料制备而成：羧基改性聚乙烯醇38.5％，水60％，聚丙烯酸酯消泡
剂1.5％；

[0111] 2)将5.3份苎麻纤维、995份碎石、713份砂、415份水泥、90份粉煤灰、55份秸秆灰、25份硅灰、3.6份纳米硅、8.8份玄武岩纤维、17.8份CaCO3晶须，分别均分为三份，随后将一
份苎麻纤维、玄武岩纤维、CaCO3晶须均匀铺洒于盘式搅拌机中，再将一份碎石、砂、水泥、粉
煤灰、秸秆灰、硅灰、纳米硅按顺序放置于盘式搅拌机中，搅拌1min；

[0112] 3)按同样的方式将另外两份材料也加入盘式搅拌机中搅拌均匀；

[0113] 4)向盘式搅拌机加入步骤1)中混合溶液1，均匀搅拌2‑3min；

[0114] 5)加入制备好的19份羧基改性聚乙烯醇聚合物搅拌2min；

[0115] 6)再向盘式搅拌机中加入12.8份激发剂，均匀搅拌2‑3min；其中，激发剂按照质量百分比计的原料复配而成：二水石膏57％、氯化钙41.2％、三乙醇胺1.8％；

[0116] 7)最后观察拌合物的流动性，继续将步骤1)中配制的混合溶液2加入到盘式搅拌机中，均匀搅拌2‑3min，间隔3min后，再搅拌2‑3min至拌合料均匀，出料，即得到所制备的混
凝土拌合料；并成型、养护。

[0117] 本实施例中混凝土成型与养护方法与实施例1相同。

[0118] 实施例4

[0119] 1)将质量份数为11.5份的减水剂加入到总水量三分之二的水中，记为混合溶液1；将称量好的9.5份减缩剂和1.8份消泡剂加入到总水量三分之一的水中，记为混合溶液2，将
18份羧基改性聚乙烯醇聚合物制备完成后备用，总水量为125份；其中，羧基改性聚乙烯醇
聚合物按质量百分比的原料制备而成：羧基改性聚乙烯醇37％，水62％，聚丙烯酸酯消泡剂
1％；

[0120] 2)将5.2份苎麻纤维、995份碎石、713份砂、410份水泥、85份粉煤灰、50份秸秆灰、25份硅灰、3.5份纳米硅、8.8份玄武岩纤维、17.7份CaCO3晶须，分别均分为三份，随后将一
份苎麻纤维、玄武岩纤维、CaCO3晶须均匀铺洒于盘式搅拌机中，再将一份碎石、砂、水泥、粉
煤灰、秸秆灰、硅灰、纳米硅按顺序放置于盘式搅拌机中，搅拌1min；

[0121] 3)按同样的方式将另外两份材料也加入盘式搅拌机中搅拌均匀；

[0122] 4)向盘式搅拌机加入步骤1)中混合溶液1，均匀搅拌2‑3min；

[0123] 5)加入制备好的18份羧基改性聚乙烯醇聚合物搅拌2min；

[0124] 6)再向盘式搅拌机中加入12份激发剂，均匀搅拌2‑3min；其中，激发剂按照质量百分比计的原料复配而成：二水石膏56.5％、氯化钙42％、三乙醇胺1.5％；

[0125] 7)最后观察拌合物的流动性，继续将步骤1)中配制的混合溶液2加入到盘式搅拌机中，均匀搅拌2‑3min，间隔3min后，再搅拌2‑3min至拌合料均匀，出料，即得到所制备的混
凝土拌合料；并成型、养护。

[0126] 本实施例中混凝土成型与养护方法与实施例1相同。

[0127] 实施例5

[0128] 1)将质量份数为11份的减水剂加入到总水量三分之二的水中，记为混合溶液1；将称量好的9份减缩剂和2份消泡剂加入到总水量三分之一的水中，记为混合溶液2，将19份羧
基改性聚乙烯醇聚合物制备完成后备用，总水量为130份；其中，羧基改性聚乙烯醇聚合物
按质量百分比的原料制备而成：羧基改性聚乙烯醇37％，水61.5％，聚丙烯酸酯消泡剂
1.5％；

[0129] 2)将5.3份苎麻纤维、995份碎石、713份砂、405份水泥、90份粉煤灰、50份秸秆灰、20份硅灰、3份纳米硅、8.8份玄武岩纤维、17.6份CaCO3晶须，分别均分为三份，随后将一份
苎麻纤维、玄武岩纤维、CaCO3晶须均匀铺洒于盘式搅拌机中，再将一份碎石、砂、水泥、粉煤
灰、秸秆灰、硅灰、纳米硅按顺序放置于盘式搅拌机中，搅拌1min；

[0130] 3)按同样的方式将另外两份材料也加入盘式搅拌机中搅拌均匀；

[0131] 4)向盘式搅拌机加入步骤1)中混合溶液1，均匀搅拌2‑3min；

[0132] 5)加入制备好的19份羧基改性聚乙烯醇聚合物搅拌2min；

[0133] 6)再向盘式搅拌机中加入12.5份激发剂，均匀搅拌2‑3min；其中，激发剂按照质量百分比计的原料复配而成：二水石膏58％、氯化钙40％、三乙醇胺2％；

[0134] 7)最后观察拌合物的流动性，继续将步骤1)中配制的混合溶液2加入到盘式搅拌机中，均匀搅拌2‑3min，间隔3min后，再搅拌2‑3min至拌合料均匀，出料，即得到所制备的混
凝土拌合料；并成型、养护。

[0135] 本实施例中混凝土成型与养护方法与实施例1相同。

[0136] 实施例6

[0137] 1)将质量份数为12份的减水剂加入到总水量三分之二的水中，记为混合溶液1；将称量好的9.5份减缩剂和2.1份消泡剂加入到总水量三分之一的水中，记为混合溶液2，将20
份羧基改性聚乙烯醇聚合物制备完成后备用，总水量为130份；其中，羧基改性聚乙烯醇聚
合物按质量百分比的原料制备而成：羧基改性聚乙烯醇36％，水63％，聚丙烯酸酯消泡剂
1％；

[0138] 2)将5.4份苎麻纤维、995份碎石、713份砂、415份水泥、88份粉煤灰、45份秸秆灰、25份硅灰、3.5份纳米硅、8.9份玄武岩纤维、17.8份CaCO3晶须，分别均分为三份，随后将一
份苎麻纤维、玄武岩纤维、CaCO3晶须均匀铺洒于盘式搅拌机中，再将一份碎石、砂、水泥、粉
煤灰、秸秆灰、硅灰、纳米硅按顺序放置于盘式搅拌机中，搅拌1min；

[0139] 3)按同样的方式将另外两份材料也加入盘式搅拌机中搅拌均匀；

[0140] 4)向盘式搅拌机加入步骤1)中混合溶液1，均匀搅拌2‑3min；

[0141] 5)加入制备好的20份羧基改性聚乙烯醇聚合物搅拌2min；

[0142] 6)再向盘式搅拌机中加入13份激发剂，均匀搅拌2‑3min；其中，激发剂按照质量百分比计的原料复配而成：二水石膏50％、氯化钙48％、三乙醇胺2％；

[0143] 7)最后观察拌合物的流动性，继续将步骤1)中配制的混合溶液2加入到盘式搅拌机中，均匀搅拌2‑3min，间隔3min后，再搅拌2‑3min至拌合料均匀，出料，即得到所制备的混
凝土拌合料；并成型、养护。

[0144] 本实施例中混凝土成型与养护方法与实施例1相同。

[0145] 下述给出了对比例与本发明实施例比较，来进一步说明本发明效果。

[0146] 对比例：为不采用胶凝颗粒连续级配设计、不掺加纤维、不掺加羧基改性聚乙烯醇聚合物、采用单一激发剂的普通高强混凝土。

[0147] 配比为：水泥465份、砂713份、碎石995份、粉煤灰107份、水140份、减水剂10.5份、激发剂10.3份、消泡剂1.6份。

[0148] 制备方法为：

[0149] 1)将质量份数为10.5份的减水剂加入到总水量三分之二的水中，记为混合溶液1；将称量好的1.6份消泡剂加入到总水量三分之一的水中，记为混合溶液2，总水量为140份；

[0150] 2)将一份995份碎石、713份砂、465份水泥、107份粉煤灰放置于搅拌机中，搅拌1min；

[0151] 3)之后向搅拌机加入步骤1)中混合溶液1，均匀搅拌2‑3min；

[0152] 4)再向搅拌机中加入10.3份激发剂氯化钙，均匀搅拌2‑3min；

[0153] 5)最后观察拌合物的流动性，继续将步骤1)中配制的混合溶液2加入到搅拌机中，均匀搅拌2‑3min，间隔3min后，再搅拌2‑3min至拌合料均匀，出料，即得到所制备的混凝土
拌合料；并成型、养护。

[0154] 对比例所述混凝土的成型与养护方法如下：

[0155] 将混凝土拌和物浇筑到铸铁模具中成型，使用振动台振实，之后使用振动棒沿试模外壁进行接触式振动，以排出混凝土拌和物中多余的气泡；成型后，将试块置于温度为20
±2℃的环境中，在试块表面覆盖润湿的土工布，静置1d，拆模，然后温度为20±2℃、相对湿
度≥95％的在标准养护室中养护至所需龄期。

[0156] 实施例1‑6制备的高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土与对比例混凝土性能测试结果如表1所示。

[0157] 表1实施例1‑6与对比例的性能对比

[0158]

[0159] 从表1可以看出，本发明制备的高韧高粘结性C110强度的高强纤维混凝土满足构件受荷时所需的抗压、抗弯强度，并保证与钢材协同工作的粘结强度。其28d立方体抗压强
度不小于114.31MPa，抗折强度不小于30.73MPa，劈裂抗拉强度不小于13.23MPa，与型钢之
‑14 2
间的粘结强度不小于6.14MPa，氯离子迁移系数不大于24×10 m/s。实施例3为最优配合
比，其胶凝材料颗粒级配为最优，羧基改性聚乙烯醇聚合物掺量最优，纤维掺量最优。在
C110强度等级下，有足够的韧性与粘结性以提高型钢与混凝土的协同工作能力，可以作为
现代绿色建筑材料应用。

[0160] 以上所述仅为本发明的实施例，是结合具体的优化实施方式对本发明的进一步详细说明，不能因此限制本发明的保护范围，本领域相关的技术人员利用本发明公开的内容
与方法，或者不脱离本发明构思的前提下，做出简单的变化或替换，都应当视为在本发明的
保护范围内。本发明的保护范围应当以所公开权利要求界定的保护范围为准。