一种超高性能混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术是关于一种超高性能混凝土及其制备方法，所述超高性能混凝土包含以下重量份的各组分：胶凝材料400‑700份；骨料1500‑2100份；钢纤维70‑250份或PP纤维0.5‑5份；减水剂5‑20份；化学助剂2‑10份；水100‑150份。本发明专利技术所制备的超高性能混凝土，其在满足超高性能混凝土要求的情况下，能够减少胶凝材料的用量，不但节约了成本，而且还能保护环境，实现循环经济和可持续发展。

【技术实现步骤摘要】
一种超高性能混凝土及其制备方法
本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种超高性能混凝土及其制备方法。
技术介绍
现今社会中，我国的建筑领域发展日趋激烈，建筑行业不断趋近高层化、大型化和现代化的方向发展，超高性能混凝土作为一种新型的混凝土材料开始出现在建筑施工领域。我国对超高性能混凝土也给予了高度的重视，并且在超高性能混凝土的性能以及配合比等方面也取得了突破性的研究进展。现有技术公开了一种应用于高寒区域超高性能混凝土及其制备方法，胶凝材料利用为900-1200kg/m3，其中水泥用量800-1100kg/m3。有现有技术公布了一种海工超高性能混凝土及其制备方法，胶凝材料用量800-1300kg/m3，其中水泥用量450-650kg/m3。另有现有技术公开了一种含粗骨料的C210强度等级的超高性能纤维混凝土及其制备方法，胶凝材料在800kg/m3以上，水泥用量在600kg/m3以上。国外的一些文献中报道的超高性能混凝土制备时胶凝材料也均在800kg/m3以上。超高性能混凝土配合比设计中胶凝材料的用量较高，这不但导致生产费用较高以外，在浇筑阶段还会导致水泥的水化热较高，造成混凝土表面开裂，影响结构的耐久性和使用寿命。胶凝材料中水泥的用量增大也会给环境带来巨大的压力，水泥的增加会导致生产过程中CO2的排放量增加，大气中的CO2含量上升不仅会导致全球气候变暖，也会影响植物的光合作用，影响整个生物圈的生态平衡。此外，在制备超高性能混凝土时，通常采用高温养护或蒸汽养护或高压养护来提高混凝土的强度和密实性，这不仅增加了制备成本，且工艺复杂，不适用于大规模的工程应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于，提供了一种超高性能混凝土及其制备方法，以解决现有超高性能混凝土胶凝材料掺量高，制备工艺复杂的问题。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种超高性能混凝土，包含以下重量份的各组分：胶凝材料400-700份；骨料1500-2100份；钢纤维70-250份或PP纤维0.5-5份；减水剂5-20份；化学助剂2-10份；水100-150份。优选的，前述的超高性能混凝土，所述胶凝材料按重量百分比计包括：水泥70％-90％；硅灰5％-15％；粉煤灰5％-15％。优选的，前述的超高性能混凝土，其中所述水泥选自等级标号525以上的硅酸盐水泥；所述硅灰是SiO2含量为96％以上、活性指数为99％的硅灰；所述粉煤灰为重庆珞磺电厂的I级粉煤灰，其中活性指数为73％。优选的，前述的超高性能混凝土，其中所述骨料包括粗骨料及细骨料；所述粗骨料包括500-700份直径为10-20mm石灰石碎石及500-700份直径为5-10mm的石灰石碎石；所述细骨料包括300-400份细度模数为3.0-2.6的砂及200-300份细度模数为2.2-1.6的砂。优选的，前述的超高性能混凝土，其中所述钢纤维的长度为10-15mm，等效直径为0.2-0.5mm；所述PP纤维的长度5-10mm，等效直径为30-50μm。优选的，前述的超高性能混凝土，其中所述减水剂选自聚羧酸减水剂、萘系减水剂、脂肪酸系高效减水剂、粉末聚羧酸酯和干酪素中的一种。优选的，前述的超高性能混凝土，其中所述助剂由消泡剂、引气剂和防水剂三者按照1:1:1-1:3:4的重量比例混合即得。优选的，前述的超高性能混凝土，其中所述消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚合成消泡剂；所述引气剂选自松香树脂、十二烷基磺酸盐和烷基苯磺酸盐中的一种；所述防水剂选自甲基硅醇钠、乙基硅醇钠和聚乙基羟基硅氧烷中的一种。优选的，前述的超高性能混凝土，其中所述水为自来水。本专利技术的目的及解决其技术问题进一步是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：1)按照上述比例称取各组分，首先将减水剂、化学助剂及水搅拌均匀，以得到掺加减水剂和化学助剂的水溶液；将胶凝材料及粗细骨料干拌2-5min，然后加入纤维搅拌2-5min至分散均匀，最后加入掺加减水剂和化学助剂的水溶液，搅拌3-6min至混合均匀的混凝土拌合物；2)将混凝土拌合物进行振捣，震动2-5min到混凝土表面出浆为止；3)将振动后的材料放置在模具中成型，成型后在试件表面覆盖塑料薄膜，24h后拆模具，取出试件，进行标准养护。优选的，前述的制备方法，其中步骤1)中，所述干拌的转速为30-60r/min，优选为40r/min；所述搅拌的转速为30-60r/min，优选为40r/min。优选的，前述的制备方法，其中步骤2)具体包括：将混凝土拌合物一次装模具，进行振捣，震动2-5min到混凝土表面出浆为止；所述振捣的频率为30-100Hz。优选的，前述的制备方法，其中步骤3)具体包括：将振动后的材料放置在模具中成型，成型后在试件表面覆盖塑料薄膜，24h后拆模具，取出试件，进行标准养护。借由上述技术方案，本专利技术所述的超高性能混凝土及其制备方法至少具有下列优点：1、本专利技术所制备的超高性能混凝土，其合理地设计配比中胶凝材料各组分的用量，保证了在满足超高性能混凝土的要求下尽可能地减少胶凝材料的用量；2、本专利技术所制备的超高性能混凝土，其选用了不同粒径的粗细骨料，粒度级配合理，可以充分减少由于胶凝材料在凝结硬化过程中干缩湿胀所引起的混凝土的体积变化，从而对后期强度的提高以及耐久性有很大的帮助。3、本专利技术所制备的超高性能混凝土，其利用粉煤灰和硅灰作为掺合料，由于其微观结构均为球型，有利于新拌混凝土流动性能的提高。4、本专利技术所制备的超高性能混凝土，其采用标准养护，制备方法简单，可适用于大规模的现场浇筑。5、本专利技术所制备的超高性能混凝土，其在满足超高性能混凝土要求的情况下，能够减少胶凝材料的用量，不但节约了成本，而且还能保护环境，实现循环经济和可持续发展。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种超高性能混凝土及其制备方法其具体实施方式、特征及其性能，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。以下材料或试剂，如非特别说明，均为市购。本专利技术提出的一种超高性能混凝土，包含以下重量份的各组分：胶凝材料400-700份；骨料1500-2100份；钢纤维70-250份或PP纤维0.5-5份；减水剂5-20份；化学助剂2-10份；水100-150份。具体实施时，上述胶凝材料按重量百分比计可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高性能混凝土，其特征在于，包含以下重量份的各组分：/n胶凝材料400-700份；/n骨料1500-2100份；/n钢纤维70-250份或PP纤维0.5-5份；/n减水剂5-20份；/n化学助剂2-10份；/n水100-150份。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高性能混凝土，其特征在于，包含以下重量份的各组分：
胶凝材料400-700份；
骨料1500-2100份；
钢纤维70-250份或PP纤维0.5-5份；
减水剂5-20份；
化学助剂2-10份；
水100-150份。


2.如权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述胶凝材料按重量百分比计包括：水泥70％-90％；硅灰5％-15％；粉煤灰5％-15％。


3.如权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述水泥选自等级标号525以上的硅酸盐水泥；所述硅灰是SiO2含量为96％以上、活性指数为99％的硅灰；所述粉煤灰为重庆珞磺电厂的I级粉煤灰，其中活性指数为73％。


4.如权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述骨料包括粗骨料及细骨料；所述粗骨料包括500-700份直径为10-20mm石灰石碎石及500-700份直径为5-10mm的石灰石碎石；所述细骨料包括300-400份细度模数为3.0-2.6的砂及200-300份细度模数为2.2-1.6的砂。


5.如权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述钢纤维的长度为10-15mm，等效直径为0.2-0.5mm；所述PP纤维的长度5-10mm，等效直径为30-50μm。


6.如权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述减水剂选自聚羧酸减水剂、萘系减水剂、脂肪酸系高效减水剂、粉末聚羧酸酯和干酪素中的一种。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘润清，邓永刚，林立安，李瑶，赵荥棵，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21