超高性能、自密实的混凝土，其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种超高性能、自密实的浅色混凝土，包括：水泥；各种不同粒径的煅烧铝矾土砂子混合物，最细砂子的平均粒径小于１ｍｍ，最粗砂子的平均粒径小于１０ｍｍ；任选的硅灰，其中的９０％颗粒的粒径小于１μｍ，平均粒径为约０．５μｍ，所述硅灰在每１００份水泥中最多占１５重量份；消泡剂；减水的超级增塑剂；任选的纤维；和水。该创造性的混凝土还包括：超细碳酸钙颗粒，所述颗粒的比表面积等于或大于１０ｍ↑［２］／ｇ，形状因子（ＦＦ）等于或大于０．３，优选等于或大于０．４。水泥、砂子、超细碳酸钙颗粒和硅灰的粒径分布是这样的：有至少三种、最多五种不同的粒径范围，一种粒径范围的平均粒径与其紧邻的那种范围的平均粒径的比例为约１０。本发明专利技术还涉及制备这种混凝土的方法以及该混凝土的用途。

Ultra high performance, self compacting concrete, preparation method and use thereof

The invention relates to an ultra high performance concrete, self compacting light, including cement; various particle sizes of Calcined Bauxite sand mixture, the average particle size of less than 1mm fine sand, coarse sand of the average particle size of less than 10mm; optional 90% silica fume, the particle diameter of less than 1 m, the average particle size is about 0.5 m, the silica fume in each of the 100 cement occupies 15 of the total weight; defoaming agent; water reducing super plasticizer; optionally, fiber and water. The inventive concrete also includes: superfine Calcium Carbonate Granules, the particle surface area is equal to or greater than 10m = 2 / g, shape factor (FF) is equal to or greater than 0.3, preferably equal to or greater than 0.4. Cement, sand, silica fume and Calcium Carbonate Granules ultrafine particle size distribution is this: there are at least three species, up to five different particle size range, the range of average particle size range of an average particle diameter and its adjacent diameter ratio of about 10. The invention also relates to methods for making such concrete and to the use of the concrete.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种超高性能、自密实和非热处理的混凝土，其制备方法以及该混凝土的用途。
技术介绍
在本专利技术中，术语“混凝土”应被理解为水泥基体，取决于要形成的结构，其可包含纤维，并由水泥组合物与水混合后经硬化而得到。在本专利技术中，术语“超高性能的混凝土”应被理解为具有典型的28天的150MPa或更高的压缩强度的混凝土，该值为混凝土在20℃时贮藏，且不经过固化或热处理时给出。在本专利技术中，术语“自密实的混凝土”应被理解为流动性很大的、非常均匀的和稳定的，无需振动而加工的混凝土。超高性能混凝土是本领域的技术人员所熟知的。因此，欧洲专利申请EP 0 934 915 A1描述了一种自流平、极高性能的混凝土，其特别包含水泥，以及各种粒径的煅烧铝矾土砂子、硅灰、消泡剂和减水超级增塑剂，任选纤维，以及水的混合物。这种混凝土具有高机械性能，特别是28天的典型的至少150MPa的压缩强度，28天的至少60GPa的弹性模量和50小时的至少100MPa的压缩强度，这些值在混凝土经20℃贮藏后给出。然而，虽然这些混凝土具有机械性能方面的有用性能，由于组合物中硅灰的存在，这些混凝土通常带有灰色色调。现在，灰色色调并不总是合乎需要的，特别是在某些应用中，例如对建筑混凝土而言，浅色的乃至几乎白色才是合乎需要的。因此，目前仍然存在着对具有好的机械性能的浅色混凝土的需求。
技术实现思路
申请人成功地开发了一种的浅色的超高性能混凝土，用比表面积至少为10m2/g和形状因子FF至少为0.3，优选0.4的超细碳酸钙颗粒来替代硅灰。对于本专利技术的目的，颗粒总体的术语“长厚比或AR”应被理解为，许多颗粒样本中，颗粒的厚度总和∑E(E是一粒颗粒的厚度)与所述颗粒的长度总和∑L(L是一粒颗粒的长度)的比例。形状因子FF由公式FF＝∑E/∑L定义。假定超细碳酸钙颗粒的平均粒径为约70nm，形状因子将由观察颗粒并用场效应扫描电子显微镜(SEM)测定它们的粒径来确定。方法如下样品取自一个制造批次的超细碳酸钙颗粒，每一个样品包括约100粒颗粒；用金属处理颗粒，然后将金属化的颗粒加入样品储存，该样品用于SEM试验；样品经SEM检测；用显微镜载物台测定每一颗粒的最小和最大尺寸，最小尺寸构成颗粒的厚度E，最大尺寸构成颗粒的长度L，计算每一样品的形状因子FF，和通过对所有受试的样品进行平均后计算得到平均形状因子。球状颗粒总体的形状因子FF等于1，而立方形颗粒总体的形状因子FF约等于0.58。一个颗粒的平均“直径”表示可被包含在所述颗粒之内的最小球面的直径。因此，本专利技术的一个目的是提供一种超高性能、自密实的混凝土，包括水泥；各种粒径的煅烧铝矾土砂子的混合物，最细砂子的平均粒径小于1mm，最粗砂子的平均粒径小于10mm；硅灰，其中的90％颗粒的直径小于1μm，平均粒径约为0.5μm；消泡剂；减水超级增塑剂；任选地，纤维；和水； 其特征在于，硅灰在每100重量份水泥中最多占15重量份，其中，该混凝土还包括超细碳酸钙颗粒，所述颗粒的比表面积为10m2/g或10m2/g以上，优选为15m2/g或15m2/g以上，更优选为约20m2/g，和形状因子FF为0.3或0.3以上，优选为0.4或0.4以上，其特征还在于，水泥、砂子、超细碳酸钙颗粒和硅灰的颗粒粒径分布是这样的有至少三种、最多五种不同的粒径范围，一种粒径范围的平均粒径与其紧邻一种的范围的平均粒径的比例为约10。本专利技术混凝土的浅色度取决于混凝土中超细碳酸钙颗粒相对于硅灰的比例。混凝土中超细碳酸钙颗粒的量与硅灰量的重量比可以为1/99到99/1，优选为50/50到99/1。如果需要颜色非常浅，乃至几乎白色的超高性能混凝土，可以用超细碳酸钙颗粒完全替代硅灰。因此，本专利技术的另一个目的是提供一种超高性能、自密实的混凝土，其中，硅灰完全由超细碳酸钙颗粒替代。这样的混凝土包括水泥；各种粒径的煅烧铝矾土砂子的混合物，最细砂子的平均粒径小于1mm，最粗砂子的平均粒径小于10mm；超细碳酸钙颗粒，所述颗粒的比表面积为10m2/g或10m2/g以上，优选为15m2/g或15m2/g以上，更优选为约20m2/g，和形状因子FF为0.3或0.3以上，优选为0.4或0.4以上；消泡剂；减水超级增塑剂；任选地，纤维；和水；水泥、砂子和超细碳酸钙颗粒的颗粒粒径分布是这样的有至少三种、最多五种不同的粒径范围，一种粒径范围的平均粒径与其紧邻的一种范围的平均粒径的比例约为10。至于超细碳酸钙颗粒，优选使用以小立方体形式结晶的超细碳酸钙颗粒。这种形式有助于使混凝土在新鲜状态时的流动性非常大，这些碳酸钙颗粒可以容易地嵌入到水泥颗粒和砂子颗粒之间。用于本专利技术的水泥优选为白水泥。可以选自Portland CEM 1型水泥，例如“Prise Mer或PM”水泥，或优选“抗硫酸盐的Prise Mer或PM ES”水泥，或它们的混合物，其具有互补性。基于本专利技术的目的，术语“白水泥”应被理解为基本上为白色的水泥，其组合物包含非常纯的原料，例如石灰和高岭土，且其基本上没有任何氧化铁的痕迹。可被用于本专利技术混凝土的白水泥的例子，可以是来自Teil的、由Lafarge公司出售的白水泥CPA 52，5。基于本专利技术的目的，术语“煅烧铝矾土砂子的混合物”应被理解为，不仅指各种粒径的煅烧铝矾土砂子的混合物，而且指包括煅烧铝矾土砂子，与很高强度和硬度的混凝料的混合物，混凝料例如特别是，刚玉、金刚砂或冶金残渣例如碳化硅的混凝料，或煅烧铝矾土砂子和另一种砂子的混合物，这种砂子优选为钙质砂，因为它的颜色较浅。本专利技术中，优选使用两种或三种不同粒径的煅烧铝樊土砂子的混合物。根据本专利技术的一个具体的实施例，该砂子混合物由下述组分组成平均粒径小于1mm的砂子，其中包括20％的粒径小于80μm的颗粒；粒径为3到7mm的砂子；和任选地，粒径为1到3mm的砂子。最小粒径的砂子可以完全或部分由以下原料替换水泥，无机添加剂例如矿渣微粉、飞灰或煅烧铝矾土填充剂，其平均粒径接近水泥，其中20％微粒的粒径小于80μm；和其余部分砂子的粒径大于1mm(例如3到7mm)。当本专利技术混凝土包含硅灰时(与超细碳酸钙颗粒混合)，硅灰可以是压实或未压实的，即，它的密度为200到600kg/m3。一旦分散在混凝土中，必须包括至少40％颗粒小于1μm的硅灰，其余颗粒的粒径小于20μm。为避免降低混凝土的强度的气泡混入，通常使用石油开采用的消泡剂，也就是说，这种应用需要非常精确地控制倒入物质的密度。这些消泡剂也被称为“消泡剂和脱气剂混合物”。它们为干燥态或液态。可被用于本专利技术混凝土的消泡剂的例子特别是，十二醇/丙二醇的混合物、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸二丁酯、硅氧烷聚合物，例如聚二甲基硅氧烷、和改性的硅酸盐。根据本专利技术的一个具体实施例，将用Troy化学品公司出售的商品名为TROYKYDD126的聚乙二醇处理后的硅酸盐用作消泡剂。至于减水超级增塑剂，优选使用改性的聚羧基醚型的减水超级增塑剂，例如法国MBT公司出售的GLENIUM，或合成的乙烯基丙烯酸系共聚物型的减水超级增塑剂，例如法国Sika公司出售的VISCOCRETE 5400F超级增塑剂，或改性的聚羧酸盐水溶液形式的减水超级增塑剂，例如同样是法国Sika公司出售的VISCOCRETE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高性能、自密实的混凝土，包括：　　　　水泥；　　　　各种粒径的煅烧铝矾土砂子的混合物，最细砂子的平均粒径小于１ｍｍ，最粗砂子的平均粒径小于１０ｍｍ；　　　　硅灰，其中的９０％颗粒的粒径小于１μｍ，平均粒径为约０．５μｍ；　　　　消泡剂；　　　　减水超级增塑剂；　　　　任选地，纤维；和　　　　水，　　　　其特征在于，硅灰在每１００重量份水泥中最多占１５重量份，该混凝土还包括超细碳酸钙颗粒，所述颗粒的比表面积为１０ｍ↑［２］／ｇ或１０ｍ↑［２］／ｇ以上，优选为１５ｍ↑［２］／ｇ或１５ｍ↑［２］／ｇ以上，更优选为约２０ｍ↑［２］／ｇ，和形状因子ＦＦ为０．３或０．３以上，优选为０．４或０．４以上，　　　　其特征还在于，水泥、砂子、超细碳酸钙颗粒和硅灰的粒径分布是这样的：有至少三种、最多五种不同的粒径范围，一种粒径范围的平均粒径与其紧邻范围的平均粒径的比例约为１０。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑德兰沙尼，蒂埃里蒂博，
申请(专利权)人：埃法日TP公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]