一种超高强混凝土及其制备方法技术

本申请涉及一种超高强混凝土及其制备方法，属于混凝土技术领域，其按重量份计，包括以下组分：水泥300‑400份，水130‑160份，粉煤灰40‑60份，矿粉110‑130份，细骨料550‑880份，粗骨料900‑1000份，减水剂1‑2份，晶须填料5‑8份，复合保水剂3‑5份，其中复合保水剂包括重量比为(3‑5):1的膨润土和泥炭。其制备方法包括以下步骤：S1:将复合保水剂加入水中进行预吸水得到预吸水混合物；S2：将预吸水混合液与余料混合并搅拌均匀，得到高强混凝土。本申请具有提高混凝土的抗裂性能的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种超高强混凝土及其制备方法
本申请涉及混凝土的领域，尤其是涉及一种超高强混凝土及其制备方法。
技术介绍
高强混凝土是抗压强度达到或超过60MPa的混凝土。高强混凝土作为一种新的建筑材料，以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低等优点，在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到了广泛的应用。高强混凝土在配合比设计时，胶凝材料掺量大，特别是水泥，并且对其它一些胶凝材料的要求也比较高。国内外研究表明，水泥掺量大时，水化时放热量大，施工时容易形成裂缝，从而影响混凝土的抗裂性能。混凝土的抗裂性能是影响混凝土结构耐久性的关键因素之一，当裂缝宽度超过一定的限度后，不仅会影响到混凝土构件的承载力、刚度和正常使用，还为氯离子、硫酸根离子等离子的渗透提供了路径，加速对混凝土的侵蚀，同时，还会加剧混凝土内部钢筋的锈蚀。因此，混凝土的抗裂性能较差，轻则使得混凝土结构表面出现裂缝、剥落等情况，影响混凝土结构表面的美观，重则降低混凝土的强度及其承载力，降低混凝土结构的使用寿命，导致混凝土结构发生破坏、倒塌，严重威胁人们的生命财产安全。因此，研究一种抗裂性能较好的混凝土具有十分重要的意义。
技术实现思路
为了提高混凝土的抗裂性能，本申请提供一种超高强混凝土及其制备方法。第一方面，本申请提供的一种超高强混凝土及其制备方法采用如下的技术方案：一种超高强混凝土，按重量份计，包括以下组分：水泥300-400份，水130-160份，粉煤灰40-60份，矿粉110-130份，细骨料550-880份，粗骨料900-1000份，减水剂1-2份，晶须填料5-8份，复合保水剂3-5份，其中复合保水剂包括重量比为(3-5):1的膨润土和泥炭。通过采用上述技术方案，粉煤灰、矿粉的加入代替了部分水泥，减少了水泥的用量，能够降低混凝土的水化热，使混凝土的温变过程比较平稳，从而减少混凝土温度开裂的危险。但同时，粉煤灰、矿粉的掺入促使了混凝土二次水化反应，加剧混凝土的自收缩，从而容易导致混凝土内部开裂较严重。而复合保水剂能够吸附大量的水分，一方面为粉煤灰、矿粉二次水化提供水分，另一方面能够提高混凝土内部的湿度，抑制混凝土内部水分供应不足而引起的干裂，降低混凝土内部开裂的情况，提高混凝土的抗裂性能和密实度，防止有害介质的侵入，提高混凝土的耐久性。膨润土具有良好的吸水性，能够防止水分散失过快引起的收缩裂缝，且膨润土中层状结构的蒙脱石的剥离能够填充水泥水化过程中的孔隙，增加混凝土的密实度；同时，蒙脱石能够参与水泥水化反应，并与水化产物紧密结合在一起形成更加致密的结构，从而增加混凝土的强度；同时，泥炭为多孔结构，并具有较大的表面积，能够吸附水分，与膨润土协同配合，能够提高混凝土内部的湿度，降低混凝土内部开裂的情况，提高混凝土的强度。晶须填料具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能，且能够填充在各组分原料间的孔隙中，并与各组分之间具有良好的相容性，使抗渗混凝土内部的孔隙率大大降低，进而使其在实际使用过程中具有良好的抗渗能力。另外，晶须填料的高强度能够弥补因膨润土和泥炭的加入对混凝土的强度产生的影响，从而使得膨润土和泥炭改善混凝土内部结构的同时，使得混凝土具有较高的强度。优选的，所述复合保水剂的制备方法包括以下步骤：(1)将膨润土在微波条件下煅烧6-8min后冷却至室温，得到煅烧膨润土；(2)将泥炭烘干后在2-3MPa的高压状态下，-8℃～-5℃于处理2-3h后粉碎，得到90-100目的泥炭粉体；(3)将步骤(1)得到的煅烧膨润土和泥炭粉体混合均匀，得到复合保水剂。通过采用上述技术方案，通过对膨润土进行微波处理，一方面达到烘干膨润土的目的，另一方面使膨润土的结构活化，增强膨润土对水的吸附量以及对水的吸附速度。另外，采用高压低温处理泥炭，对泥炭进行细化处理，能够大大提高泥炭的吸水性能，与膨润土配合，能够增加混凝土内部的湿度，并能够锁住水分，在进行二次水化时缓慢释放，降低混凝土自缩形成的裂缝，提高混凝土的抗裂性能。优选的，所述步骤(1)中，微波频率为2400-2500MHz、微波功率为550-650W。通过采用上述技术方案，经试验发现，在上述条件下对膨润土处理后，制得的复合保水剂的吸水性能最佳，从而制得的混凝土的抗裂性能较好。优选的，所述原料中包括0.2-0.5重量份活性二氧化硅。通过采用上述技术方案，活性二氧化硅表面具有较高的活性，极易与水泥的水化产物氢氧化钙发生二次反应，使得氢氧化钙的量减少，降低氢氧化钙对混凝土造成的危害，提高混凝土的强度。另外，活性二氧化硅与膨润土协同作用，在混凝土中，使得膨润土表现出较高的活性和层间吸附交换活性，改善对水泥水合物的相融性，从而提高混凝土的强度；同时，膨润土经活性二氧化硅调质后以其优异的胶凝作用、膨胀性等特性，能够及时阻塞混凝土内部裂缝的产生，提高混凝土的抗裂性能。优选的，所述膨润土与活性二氧化硅的重量比为(10-15):1。通过采用上述技术方案，经试验发现，膨润土与活性二氧化硅的重量比为(10-15):1时，活性二氧化硅对膨润土的调质效果最好，从而使得膨润土对混凝土的抗裂性能改善效果更佳，提高混凝土的耐久性能。优选的，所述原料中还包括2-3份聚丙烯纤维和1-2份秸秆纤维。通过采用上述技术方案，聚丙烯纤维具有良好的结构强度，且耐酸、耐碱、抗微生物和耐磨性能好，聚丙烯纤维在混凝土中较错成网状结构，能够增加混凝土的抗裂性能，大大增加混凝土的整体稳定性。秸秆纤维具有较好的吸水性，在混凝土内部起到蓄水的作用，在水泥水化作用的过程中，能够释放出水分，使混凝土内部的相对湿度出现不同程度的增加，还可以补充防裂混凝土表面蒸发所散失的水分，进而使混凝土内外水分蒸发程度的差异性大大降低，从而使防裂混凝土的表面不易出现裂缝。另外，聚丙烯纤维能够弥补秸秆纤维的部分缺陷，使得聚丙烯纤维和秸秆纤维相互缠绕成网状结构，提高了各组分原料间的结合强度，使混凝土使用时不易产生裂缝，同时聚丙烯纤维和秸秆纤维充分发挥各自的作用，大大提高混凝土的抗裂性能和抗压性能。优选的，所述秸秆纤维采用以下方法改性：将秸秆纤维分散于乙醇溶液中，加入质量为秸秆纤维质量的1.5-2％的硅烷偶联剂，并混合均匀，然后微波处理3-5min后，过滤干燥，得到改性秸秆纤维。通过采用上述技术方案，经微波和硅烷偶联剂处理的秸秆纤维的表面凹凸不平，并形成了较多的微孔，一方面增加秸秆纤维的吸水性能，降低混凝土的自收缩产生的裂缝，另一方面改性秸秆纤维能够增加与各原料的结合性，增加混凝土原料间的结合性能，从而降低混凝土开裂的情况。优选的，所述微波处理的条件为，在750-850W下微波辐射1-2min，在2400-2500W下辐射2-3min。优选的，所述晶须填料为氧化铝晶须、硼酸镁晶须、硫酸钙晶须中的一种或多种。通过采用上述技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高强混凝土，其特征在于：按重量份计，包括以下组分：水泥300-400份，水130-160份，粉煤灰40-60份，矿粉110-130份，细骨料550-880份，粗骨料900-1000份，减水剂1-2份，晶须填料5-8份，复合保水剂3-5份，其中复合保水剂包括重量比为(3-5):1的膨润土和泥炭。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高强混凝土，其特征在于：按重量份计，包括以下组分：水泥300-400份，水130-160份，粉煤灰40-60份，矿粉110-130份，细骨料550-880份，粗骨料900-1000份，减水剂1-2份，晶须填料5-8份，复合保水剂3-5份，其中复合保水剂包括重量比为(3-5):1的膨润土和泥炭。


2.根据权利要求1所述的一种超高强混凝土，其特征在于，所述复合保水剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将膨润土在微波条件下煅烧6-8min后冷却至室温，得到煅烧膨润土；
（2）将泥炭烘干后在2-3MPa的高压状态下，-8℃~-5℃于处理2-3h后粉碎，得到90-100目的泥炭粉体；
（3）将步骤（1）得到的煅烧膨润土和泥炭粉体混合均匀，得到复合保水剂。


3.根据权利要求2所述的一种超高强混凝土，其特征在于：所述步骤（1）中，微波频率为2400-2500MHz、微波功率为550-650W。


4.根据权利要求1所述的一种超高强混凝土，其特征在于：所述原料中包括0.2-0.5重量份活性二氧化硅。


5.根据权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雅静，王洪奎，韩新力，
申请(专利权)人：廊坊市泽龙混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13