本发明专利技术公开了一种超高韧性混凝土及其制备方法，其主要成分包括水泥、硅灰、矿渣、粉煤灰、石英粉、石英砂、钢纤维、纳米碳酸钙、水、减水剂；硅灰与水泥的重量比为10-20:100；矿渣与水泥的重量比为1-20:100；粉煤灰与水泥的重量比为5-20:100；石英粉与水泥的重量比为30-38：100；石英砂与水泥的重量比为80-150:100；钢纤维的体积掺量为混凝土总体积的2.0％-4％；纳米碳酸钙与水泥的重量比为0.1-5:100；水胶比为0.16-0.22；减水剂与水泥的重量比为0.5-4:100。本发明专利技术的混凝土具有高强、高韧性，又具有良好的施工性能，塌落度≥180mm，可泵送现浇。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种混凝土，具体涉及。
技术介绍
作为当今世界上应用最为广泛的建筑材料，混凝土存在抗弯强度较低和脆性高的缺点，导致混凝土在使用中易产生裂缝甚至断裂，从而严重影响建筑的整体安全和使用寿命。现代建筑中大量存在的一些建筑结构和部位，如高铁高架桥、大跨度跨海和跨江大桥的桥面、以及地铁等各类型隧道拱墙，由于其应力环境复杂苛刻，必须采用抗弯强度尽可能高的高韧性混凝土材料。为提高混凝土的韧性，钢筋被较早采用并大量使用至今。之后，力学性能和增韧效果更好的各类纤维材料，如碳纤维、玻璃纤维、福塔纤维、钢丝/钢丝网纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、杜拉纤维等先后被采用，并开发出相应的混凝土产品。目前，制备的桥梁混凝土方案主要是掺加粉煤灰、矿粉、硅粉等矿物掺合料和高效减水剂，矿物掺合料提高了混凝土密实性，进而提高抗氯离子渗透能力；然而，加入矿粉、粉煤灰等掺合料制备的混凝土其韧性依然得不到很好的改善。另外，专利技术专利ZL201010266982.0采用直径为13 μm、长度为1mm的短切玄武岩纤维作为增韧材料，制备得到一种高韧性混凝土，其抗弯强度(28d)为4.3-6.5MPa。专利技术专利ZL201210566338.4采用聚丙烯腈纤维和钢纤维作为增韧材料，制备得到一种高韧性混凝土，其最优抗弯强度(28d)为8.6MPa。专利技术专利CN201110323697.2公开了一种混凝土及其制备方法。该混凝土包括胶凝材料、河沙、超塑化剂、水、钢纤维及聚丙烯纤维。其抗折强度为17.1-18.6MPa。上述专利所公开的混凝土的抗折强度虽然有一定程度的提高，但是在某些特定的工程领域，如钢桥面铺装，因其疲劳变形大，现有的混凝土很难满足要求，因此，急需研宄一种更高韧性的混凝土材料。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种超高韧性混凝土，它具有抗压强度高、韧性高，又具有良好的施工性能，可泵送现浇的特点。本专利技术的第二个目的是为了提供一种超高韧性混凝土的制备方法。实现本专利技术的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到:一种超高韧性混凝土，其特征在于，其主要成分包括水泥、硅灰、矿渣、粉煤灰、石英粉、石英砂、钢纤维、纳米碳酸钙、水、减水剂；硅灰与水泥的重量比为10-20:100，矿渣与水泥的重量比为1-20:100，粉煤灰与水泥的重量比为5-20:100，石英粉与水泥的重量比为30-38:100 ；石英砂与水泥的重量比为80-150:100，钢纤维的体积掺量为混凝土总体积的2.0 % -4 % ;纳米碳酸钙与水泥的重量比为0.1-5:100 ；水胶比为0.15-0.22 ;减水剂与水泥的重量比为0.5-4:1OOo水胶比是指每立方米混凝土用水量与所有胶凝材料用量的比值，胶凝材料重量=水泥重量+掺合料重量；在本专利技术中，掺合料包括硅灰、矿渣、粉煤灰。作为优选，所述的水泥的铝酸三钙(C3A)含量不大于8%。因为C3A的收缩率高，水化热大，C3A含量较大的水泥容易因早期的温度收缩、自收缩和干燥收缩而开裂，且与混凝土外加剂的适应性变差，容易使混凝土出现假凝和塑性收缩。如含量大于8%，则塌落度经时损失大，容易出现早期收缩开裂的问题，强度仍够。作为优选，所述的硅灰为球形颗粒，粒径在0.1 μm-0.2 μπι之间。本专利技术控制硅灰粒径为0.1-0.2 μ m，是高活性掺合料，与水泥、粉煤灰形成良好级配，并且参与水泥水化，提高强度。硅灰粒径过大，则活性差，抗压抗折强度均会有影响。如不是球形颗粒，则塌落度会偏小。作为优选，所述的粉煤灰为一级粉煤灰，粒径小于45 μ m的颗粒占90%以上。这样设计能够保证混凝土的强度与和易性。作为优选，所述的石英粉的二氧化硅含量> 95%，平均粒径为45 μπι的类球形颗粒。作为优选，所述的石英砂的二氧化娃含量> 95%，粒径在0.4mm-1.3mm之间。这样设计能够保证混凝土的强度与和易性。作为优选，钢纤维分为第一钢纤维和第二钢纤维两种，第一钢纤维的直径为0.12mm-0.16mm，长为6mm-8mm，体积掺量为混凝土总体积的0.5% -1.5% ;第二钢纤维的直径为0.18mm-0.22mm，长为12mm-14mm，体积掺量为混凝土总体积的1.5% -2.5%。这样设计能够提高混凝土的抗折强度并改善和易性。作为优选，所述的钢纤维为镀铜高强纤维，抗拉强度大于2000MPa。作为优选，纳米碳酸妈的粒径在5_80nm之间。这样设计能够提高抗折强度。作为优选，所述减水剂为低引气高性能减水剂，减水率大于35%，含气量小于作为优选，所述水泥、硅灰、粉煤灰、矿渣的总重量与石英砂的重量比为0.8-1.5。作为优选，所述的超高韧性混凝土的抗压强度120_180MPa，抗折强度20_40MPa，具有良好的施工性能，塌落度多180mm，可泵送现浇。本专利技术的配方设计原理如下:本专利技术配方中，掺入较大量的高效减水剂，控制石英砂的粒径，与水泥颗粒、粉煤灰颗粒、硅灰颗粒等形成一种良好的颗粒级配，再通过控制粉体材料与石英砂的重量比，最后，且最重要的是把钢纤维分成2种粗细不同的掺入，可大大减少因为钢纤维互相交叉成团造成的混凝土和易性的降低。另外，硅灰与水泥的重量比低于10:100时，强度很难达到150MPa，高于20:100时，需水量太大，混凝土和易性差很多。矿渣与水泥的重量比1_20，掺量太高则影响强度。粉煤灰与水泥的重量比低于5:100时，形成不了颗粒级配，混凝土流动性差；高于20:100则影响强度。实现本专利技术的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到:一种超高韧性混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:I)按照配方配比准备好原料；2)先分别将配方量的水泥、硅灰、粉煤灰、矿渣、石英粉、石英砂、纳米碳酸钙、减水剂、钢纤维加入搅拌装置中进行搅拌，搅拌均匀后，再加入配方量的水进行搅拌流化，控制搅拌速度在20-48r/min，搅拌时间4_8min，即可得到超高韧性混凝土。本专利技术的有益效果在于:本专利技术通过掺入矿物掺合料、使用高效减水剂降低水灰比提高强度，通过掺入大量钢纤维提高其韧性，另外通过控制石英粉、石英砂及掺合料的颗粒级配、掺入纳米碳酸钙来保证混合物的流动性能，具有抗压强度高、韧性高，又具有良好的施工性能，可泵送现浇，是用于地下结构、粧、桥梁、桥面等承重结构物的良好材料。本专利技术所述的超高韧性混凝土，按照普通混凝土力学性能试验标准GB/T50081—2002进行检测，其抗压强度120-180MPa，抗折强度20_40MPa，具有良好的施工性能，塌落度^ 180mm，可泵送现饶。【具体实施方式】下面，结合【具体实施方式】，对本专利技术做进一步描述:实施例1:一种超高韧性混凝土的制备方法，包括如下步骤:I)按照配方配比准备好原料:水泥I份、硅灰0.1份、矿渣0.05份、粉煤灰0.05份、石英粉0.3份、石英砂I份、体积掺量占混凝土总体积的1.5%的第一钢纤维，体积掺量占混凝土总体积的2%的第二钢纤维，纳米碳酸钙0.03份，水0.22份，减水剂0.01份；2)先分别将配方量的水泥、硅灰、粉煤灰、矿渣、石英粉、石英砂、纳米碳酸钙、减水剂、第一钢纤维、第二钢纤维加入搅拌装置中进行搅拌，搅拌均匀后，再加入配方量的水进行搅拌流化，控制搅本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超高韧性混凝土，其特征在于,其主要成分包括水泥、硅灰、矿渣、粉煤灰、石英粉、石英砂、钢纤维、纳米碳酸钙、水、减水剂；硅灰与水泥的重量比为10‑20:100；矿渣与水泥的重量比为1‑20:100；粉煤灰与水泥的重量比为5‑20:100；石英粉与水泥的重量比为30‑38：100；石英砂与水泥的重量比为80‑150:100；钢纤维的体积掺量为混凝土总体积的2.0％‑4％；纳米碳酸钙与水泥的重量比为0.1‑5:100；水胶比为0.16‑0.22；减水剂与水泥的重量比为0.5‑4:100。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄政宇，邵旭东，肖礼经，周志敏，
申请(专利权)人：黄政宇，邵旭东，肖礼经，
类型：发明
国别省市：广东;44
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