一种超高强高性能混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种超高强高性能混凝土及其制备方法，该种混凝土包含硅酸盐水泥500‑800份，硅灰200‑300份，超细粉煤灰200‑300份，水150‑300份，聚羧酸减水剂10‑30份，细河砂1000‑1500份，超细镀铜钢纤维150‑250份，微胶囊20‑100份，830固化剂15‑60份。

An ultra high strength high performance concrete and its preparation method

The present invention provides a super high strength and high-performance concrete and its preparation method. The concrete contains 500 Portland cement and 800 parts, 200 silica fume 300 copies, 200 ultra-fine fly ash 300, 150 water, 300 water, 30 Polycarboxylic Water Reducer, 1000 1500 portion of fine river sand, ultra-fine plating copper fiber 150 250 copies, microcapsule 60 copies of 830 curing agent, 15.

【技术实现步骤摘要】
一种超高强高性能混凝土及其制备方法
本专利技术属于建筑工程材料领域，具体涉及一种超高强高性能混凝土及其制备方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，混凝土的强度等级一直在不断地提高，高强和超高强混凝土已经成功地应用于结构工程中。UHPC(Ultra-HighPerformanceConcrete，简称UHPC)是一种超高强高性能混凝土，其具有较高的抗压强度、抗折强度，和较好的抗碳化、抗冻融、抗侵蚀、抗渗能力。由于UHPC混凝土具有诸多其它强度混凝土不具备的优点，其已经成功用于许多重大工程。然而，在UHPC使用过程中，由于载荷、环境侵蚀等多种因素的作用，UHPC结构会出现微开裂或局部损伤，这将影响其力学性能和耐久性能，进而影响其正常使用及服役寿命。而更换UHPC结构的工作量大、程序复杂，造成资源能源浪费，并且势必影响生产进程和日常生活。因此，UHPC修补技术的发展势在必行。目前，本领域可采用的修复技术包含传统的事后修复，该方式主要针对肉眼可见裂缝部位，但是难以实现对混凝土内部可能存在的、影响其强度及耐久性的微裂缝进行实时全方位修复，因此，传统的事后修复方式已不能满足当前UHPC结构修补的要求。除传统的事后修复外，本领域还认为UHPC本身具有一定的自修复能力，即UHPC中未水化的胶凝材料颗粒因开裂受损而暴露出来，水分通过裂缝进入混凝土内部与胶凝材料发生水化反应，因此UHPC具备自修复能力。但是这种自修复能力存在两个缺陷：一是因为水泥水化形成足够强度需要较长的时间，UHPC不能够在短时间内具备修复能力；二是UHPC内部受损而没有足够的水分时，自修复能力受到极大的限制。此外，虽然本领域还公开了许多与UHPC相关的专利，如中国专利CN101560082B公开了一种超高强活性粉末混凝土及其制造方法、中国专利CN104692740B公开了一种废弃混凝土粉体制备的活性粉末混凝土、中国专利申请CN101050090A公开了一种钢渣粉活性粉末混凝土等，但是这些专利技术专利/专利申请的技术方案并没有专门考虑UHPC在受损开裂情况下的自修复性能。最后，由于UHPC水胶比极小且强度超高，因此，如何在保持UHPC混凝土自身优势的同时，通过调整UHPC混凝土的配方来赋予其自修复功能是非常困难的。这不仅需要通过大量实验来确定微胶囊在UHPC中的合理掺量及尺寸，以实现UHPC拌合时的最佳流动性，并且实现在对UHPC强度影响最小的情况下同时获得良好的自修复效果；还需要通过大量实验来确定固化剂种类及掺量，以实现快速修复并达到所需强度，且长时间不变质。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种超高强高性能混凝土及其制备方法。因此，本专利技术的一个目的是提供一种超高强高性能混凝土。本专利技术的另一个目的是提供制备上述超高强高性能混凝土的方法。实现本专利技术目的的技术方案如下：一方面，本专利技术提供一种超高强高性能混凝土，该混凝土由如下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥450-850份，硅灰150-350份，超细粉煤灰150-350份，水145-320份，聚羧酸减水剂5-35份，细河砂950-1600份，超细镀铜钢纤维145-255份，微胶囊15-120份，固化剂9-70份。优选地，在上述混凝土中，以重量份计，所述硅酸盐水泥为500-800份，更优选为550份；优选地，在上述混凝土中，以重量份计，所述硅灰为200-300份，更优选为200份；优选地，在上述混凝土中，以重量份计，所述超细粉煤灰为200-300份，更优选为250份；优选地，在上述混凝土中，以重量份计，所述水为150-300份，更优选为200份；优选地，在上述混凝土中，以重量份计，所述聚羧酸减水剂为10-30份，更优选为15份；优选地，在上述混凝土中，以重量份计，所述细河砂为1000-1500份，更优选为1100份；优选地，在上述混凝土中，以重量份计，所述超细镀铜钢纤维为150-250份，更优选为160份；优选地，在上述混凝土中，以重量份计，所述微胶囊为20-100份，更优选为50份；优选地，在上述混凝土中，以重量份计，所述固化剂为15-60份，更优选为30份；优选地，在上述混凝土中，所述硅酸盐水泥为P·Ⅱ硅酸盐水泥；更优选地，所述硅酸盐水泥为P·Ⅱ52.5硅酸盐水泥；优选地，在上述混凝土中，所述硅灰为普通硅灰；更优选地，所述硅灰为45μm方孔筛筛余率≤3％，二氧化硅含量＞95％，比表面积为18-20m2/g的硅灰；优选地，在上述混凝土中，所述超细粉煤灰选自普通超细粉煤灰；更优选地，所述超细粉煤灰为45μm方孔筛筛余率≤5％的超细粉煤灰；优选地，在上述混凝土中，所述聚羧酸减水剂选自聚羧酸高效减水剂；更优选地，所述聚羧酸减水剂为保塌型聚羧酸减水剂，最优选为保塌型聚羧酸高效减水剂；优选地，在上述混凝土中，所述细河砂选自普通河砂；更优选地，所述细河砂为最大粒径≤1mm的天然河沙；优选地，在上述混凝土中，所述超细镀铜钢纤维的长度为10mm-20mm，直径为0.1mm-0.2mm；更优选地，所述超细镀铜钢纤维的长度为10mm-15mm，直径为0.15mm-0.2mm；优选地，在上述混凝土中，所述微胶囊由脲甲醛预聚体与乳化后的E51环氧树脂制备；其中乳化后的E51环氧树脂与脲甲醛预聚体的重量比例为1:1～1.2:1；优选地，在上述混凝土中，所述微胶囊的直径小于100μm，更优选地为40μm-80μm，最优选地为50μm；优选地，所述脲甲醛预聚体为甲醛与尿素在一定试验条件下制得；优选地，所述脲甲醛预聚体通过以下方法制备：将甲醛和尿素以质量比为3:4～3:5的比例混合加入到三口烧瓶中，搅拌机以300～500r/min搅拌5～8min，然后采用三乙醇胺调节混合液pH值到7-9，最后将三口烧瓶放入65-80℃恒温水浴锅中以400-500r/min的速度继续搅拌60-70min形成脲甲醛预聚体。优选地，所述乳化后的E51环氧树脂通过以下方法乳化：E51环氧树脂与BGE稀释剂以质量比为4:1～6:1均匀混合后制得。优选地，所述微胶囊由以下方法制备：采用原位聚合法在乳化后的E51环氧树脂与脲甲醛预聚体质量比为1:1～1.2:1、合成反应时间为2～3小时、合成pH值为3～4条件下合成微胶囊；优选地，所述乳化后的E51环氧树脂与脲甲醛预聚体质量比为1:1，所述合成反应时间为2小时，所述合成pH值为3。优选地，在上述混凝土中，所述固化剂选自胺类固化剂；更优选地，所述固化剂为830固化剂；进一步优选地，所述固化剂为其中含有30％-50％(重量)OP-10的830固化剂；最优选地，所述固化剂为其中含有40％(重量)OP-10的830固化剂。优选地，在上述混凝土中，所述微胶囊的掺量为胶凝材料掺量的6％(质量分数)以下，优选5％(质量分数)。优选地，在上述混凝土中，固化剂掺量为微胶囊掺量的60％(质量分数)。另一方面，本专利技术提供一种制备上述超高强高性能混凝土的方法，所述方法包含如下步骤：1)按照配方量分别称取硅酸盐水泥、硅灰、超细粉煤灰、水、聚羧酸减水剂、细河砂、超细镀铜钢纤维、微胶囊和固化剂；2)将硅酸盐水泥、细河砂、硅灰、超细粉煤灰、固化剂倒入行星式砂浆搅拌机中搅拌2-5分钟使之均匀；3)向步骤2)得到的混合物中倒入微胶囊继续搅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高强高性能混凝土，该混凝土由如下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥450‑850份，硅灰150‑350份，超细粉煤灰150‑350份，水145‑320份，聚羧酸减水剂5‑35份，细河砂950‑1600份，超细镀铜钢纤维145‑255份，微胶囊15‑120份，固化剂9‑70份。

【技术特征摘要】
1.一种超高强高性能混凝土，该混凝土由如下重量份数的原料制成：硅酸盐水泥450-850份，硅灰150-350份，超细粉煤灰150-350份，水145-320份，聚羧酸减水剂5-35份，细河砂950-1600份，超细镀铜钢纤维145-255份，微胶囊15-120份，固化剂9-70份。2.根据权利要求1所述的混凝土，其中在所述混凝土中，以重量份计，所述硅酸盐水泥为500-800份，更优选为550份；所述硅灰为200-300份，更优选为200份；所述超细粉煤灰为200-300份，更优选为250份；所述聚羧酸减水剂为10-30份，更优选为15份；所述水为150-300份，更优选为200份；所述细河砂为1000-1500份，更优选为1100份；所述超细镀铜钢纤维为150-250份，更优选为160份；所述微胶囊为20-100份，更优选为50份；所述固化剂为15-60份，更优选为30份。3.根据权利要求1或2所述的混凝土，其中在所述混凝土中，所述微胶囊的直径小于100μm，更优选地为40μm-80μm，最优选地为50μm。4.根据权利要求1-3中任一项所述的混凝土，其中，所述微胶囊由脲甲醛预聚体与乳化后的E51环氧树脂制备；其中乳化后的E51环氧树脂与脲甲醛预聚体的重量比例为1:1～1.2:1。5.根据权利要求1-4中任一项所述的混凝土，其中，所述脲甲醛预聚体为甲醛与尿素制得；优选地，所述脲甲醛预聚体通过以下方法制备：将甲醛和尿素以质量比为3:4～3:5的比例混合加入到三口烧瓶中，搅拌机以300～500r/min搅拌5～8min，然后采用三乙醇胺调节混合液pH值到7-9，最后将三口烧瓶放入65-80℃恒温水浴锅中以400-500r/min的速度继续搅拌60-70min形成脲甲醛预聚体。6.根据权利要求1-5中任一项所述的混凝土，其中，所述乳化后的E51环氧树脂通过以下方法乳化：E51环氧树脂与BGE稀释剂以质量之比4:1～6:1均匀混合后制得。7.根据权利要求1-6中任一项所述的混凝土，其中，所述微胶囊由以下方法制备：采用原位聚合法在乳化后的E51环氧树脂与脲甲醛预聚体...

【专利技术属性】
技术研发人员：濮琦，邓建良，李龙梓，史星祥，谢一飞，骆静静，刘远祥，
申请(专利权)人：苏州混凝土水泥制品研究院有限公司，苏州混凝土水泥制品研究院检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32