一种高稳定性超高性能混凝土及制备方法技术

本发明专利技术属于混凝土技术领域，特别涉及一种高稳定性超高性能混凝土及制备方法，目的在于提供一种成本低且能有效提高超高性能混凝土整体性能的UHPC。它包括水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、黄砂、硅灰、高效减水剂、水和短切空心针管，按照一定的比例在常温条件下制备得到。通过在混凝土中引入短切空心针管，在混凝土中不易沉降，分布更均匀，因此有效降低了纤维沉降导致的构件突然断裂等工程风险。本发明专利技术提供的高稳定性超高性能混凝土，实现了废弃资源再利用，大幅降低了超高性能混凝土的应用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性超高性能混凝土及制备方法
本专利技术属于混凝土
，特别涉及一种高稳定性超高性能混凝土及制备方法。
技术介绍
超高性能混凝土(UHPC)是一种性能优越，耐久性能极佳的新型混凝土。超高性能混凝土的抗拉，抗剪性能优越，应用于混凝土构件，可大幅提高构件受力性能。基于这些优秀性能，超高性能混凝土通常应用于桥梁、军事、水利、装配式构件节点等要求较高场合。超高性能混凝土中的增韧材质主要是高强度短切纤维。目前，工程中最常用的纤维是镀铜微丝钢纤维，其长度在3mm-12mm不等。镀铜微丝钢纤维可有效提高UHPC的抗折、抗拉性能，但存在较多缺陷。钢纤维本身成本较高(10000元/吨-12000元/吨)，大幅提高了UHPC的使用成本。另外，密度较大的微丝钢纤维在混凝土浇捣成型后很容易发生重力沉降，导致混凝土上部纤维稀少，承受荷载时容易发生局部应力集中，产生突然断裂，引发工程风险。同时使用钢纤维还必须注意纤维锈蚀导致的混凝土耐久性风险。目前，有研究人员尝试用有机合成纤维代替钢纤维掺入到UHPC中以提高其整体性能。但实验结果显示，有机合成纤维直径很细，长径比较大，且有机合成纤维为柔性纤维，应用于UHPC后，很难与新拌混凝土浆液协同运动，容易发生团聚，纠缠等现象，这严重降低了混凝土的流动性，限制了UHPC的应用场合。应用有机合成纤维配制的超高性能混凝土流动性普遍较差。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高稳定性超高性能混凝土及制备方法，通过在混凝土中应用短切的空心废弃针管替代微丝钢纤维作为增韧材料。短切的空心废弃针管相同体积条件下重量远低于普通微丝钢纤维，在混凝土中不易沉降，分布更均匀，因此有效降低了纤维沉降导致的构件突然断裂等工程风险。短切针管应用于超高性能混凝土属于废弃资源再利用，响应了政府环境保护要求，且大幅降低了超高性能混凝土的应用成本。为解决以上技术问题，本专利技术包括如下技术方案：一种高稳定性超高性能混凝土，包括：水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、黄砂、硅灰、高效减水剂、水和短切空心针管，各成分的单方用量配比(kg/m3)如下：与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：本专利技术提供了一种高稳定性超高性能混凝土，包括水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、黄砂、硅灰、高效减水剂、水和短切空心针管，按照一定的比例在常温条件下制备得到。通过在混凝土中引入短切空心针管，同等材料密度情况下，短切空心针管的重量仅为普通钢纤维3/4或更少。用短切空心针管代替钢纤维掺入混凝土，重力沉降速度远低于普通微丝钢纤维，因此制得的超高性能混凝土纤维分布更均匀，混凝土稳定性更高。短切空心针管通常由材质较佳的医用不锈钢制成，无需经过特殊处理即可具备较佳的抗锈蚀能力，因此适用于混凝土内部作为增韧材料。进一步地，所述短切空心针管由收集的直径为0.2～1mm的废弃针管通过短切机进行短切而成，所述短切空心针管的长度为3～12mm。废弃针管经过化学试剂消毒杀菌处理。。进一步地，为了取材方便，节省成本，黄砂选择普通黄砂，所述黄砂的细度模数为2.3～3.0。进一步地，所述高效减水剂为聚羧酸类高效减水剂，减水率≥30％。本专利技术还提供了前述的高稳定性超高性能混凝土的制备方法，该制备方法包括如下步骤：步骤一、向搅拌机内加入水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、黄砂和硅灰，并搅拌30s；步骤二、加入高效减水剂和水，并搅拌120～240s；步骤三、均匀撒播短切空心针管，并搅拌30s，完成所述高稳定性超高性能混凝土的配制。特别地，本专利技术还提供了前述的高稳定性超高性能混凝土的制备方法，该施工方法包括如下步骤：步骤一、向搅拌机内加入水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、黄砂、硅灰和短切空心针管，并搅拌30s；步骤二、加入高效减水剂和水，并搅拌120～240s，完成所述高稳定性超高性能混凝土的配制。进一步地，所述高效减水剂为聚羧酸类高效减水剂，减水率≥30％。附图说明图1为掺入微丝钢纤维的超高性能混凝土试件破坏面形态示意图。图2为本专利技术一实施例中高稳定性超高性能混凝土试件破坏面形态示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提供的一种高稳定性超高性能混凝土及制备方法作进一步详细说明。结合下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。本专利技术实施例中水泥为P.II52.5普通硅酸盐水泥，粒径在20-30微米；粒化高炉矿渣粉的等级包括S95、S105、S115；粉煤灰为符合国家标准规定的Ⅰ级粉煤灰，粗骨料为硅灰，为符合《GB/T14685～2011》标准规定的5～25粒径粗骨料；细骨料为黄砂，黄砂为普通黄砂，细度模数为2.3～3.0，高效减水剂为聚羧酸类高效减水剂，减水率≥30％，水为普通自来水。原材料的称量和混凝土的搅拌应满足《混凝土质量控制标准》(GB50164～2011)和《钢纤维混凝土》(JG/T472～2015)要求。测试时，胶砂流动度参照标准GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》进行；抗折强度和抗压强度参照标准GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》进行。试样先进行抗折强度试验，折断后每截再进行抗压强度试验。配制时，可采用先干拌短切空心针管、骨料、胶凝材料，后加入水和高效减水剂的方法进行搅拌；也可采用先搅拌混凝土，后在其中均匀播撒短切空心针管搅拌的方法进行制备。配制方法：按照配方配制高稳定性超高性能混凝土，包括如下步骤：步骤一、向搅拌机内加入水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、黄砂和硅灰，并搅拌30s；步骤二、加入高效减水剂和水，并搅拌120～240s；步骤三、均匀撒播短切空心针管，并搅拌30s，完成所述高稳定性超高性能混凝土的配制。空心废弃针管的内径通常为外径的1/2左右，因此，其空心部分体积约为针管总体积1/4左右。薄壁型号针管空心部分所占体积比更大。同等材料密度情况下，短切空心针管的重量仅为普通钢纤维3/4或更少。用短切空心针管代替钢纤维掺入混凝土，重力沉降速度远低于普通微丝钢纤维，因此制得的超高性能混凝土纤维分布更均匀，混凝土稳定性更高。短切空心针管通常由材质较佳的医用不锈钢制成，无需经过特殊处理即可具备较佳的抗锈蚀能力，因此适用于混凝土内部作为增韧材料。以下为具体实施例：实施例1掺入微丝钢纤维的高稳定性超高性能混凝土各成分的单方用量配比(kg/m3)如表1所示。单方用量配比是指1m3的高稳定性超高性能混凝土中各组分的重量比。掺入微丝钢纤维的高稳定性超高性能混凝土的工作性能和力学性能如表2所示。表1掺入微丝钢纤维的高稳定性超高性能混凝土的配比(kg/m3)表2掺入微丝钢纤维的高稳定性超高性能混凝土的工作性能和力学性能：...

【技术保护点】
1.一种高稳定性超高性能混凝土，其特征在于，包括：水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、黄砂、硅灰、高效减水剂、水和短切空心针管，各成分的单方用量配比(kg/m

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性超高性能混凝土，其特征在于，包括：水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、黄砂、硅灰、高效减水剂、水和短切空心针管，各成分的单方用量配比(kg/m3)如下：





2.根据权利要求1所述的高稳定性超高性能混凝土，其特征在于，所述短切空心针管由收集的直径为0.2～1mm的废弃针管通过短切机进行短切而成，所述短切空心针管的长度为3～12mm。


3.根据权利要求1所述的高稳定性超高性能混凝土，其特征在于，所述黄砂的细度模数为2.3～3.0。


4.根据权利要求1所述的高稳定性超高性能混凝土，其特征在于，所述高效减水剂为聚羧酸类高效减水剂，减水率≥30％。


5.根据权利要求1至4任一项所述的高稳定性超高性能...

【专利技术属性】
技术研发人员：王圣怡，占羿箭，朱然，徐俊，史晓婉，
申请(专利权)人：上海建工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31