高强高性能混凝土及其制备方法技术

本申请涉及建筑材料领域，具体公开了一种高强高性能混凝土及其制备方法；所述高强高性能混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥、河砂、碎石、水、矿渣粉、粉煤灰、减水剂、复合增强纤维、硫酸镁、改性氧化钙；改性氧化钙是在氧化钙外表面包覆一层隔膜；其制备方法为：称取水泥、河砂、碎石、水、矿渣粉、粉煤灰混合后进行搅拌，制得预混料；称取硫酸镁和改性氧化钙混合后制得混合料；预混料和混合料混合后添加复合增强纤维制得搅拌料，添加减水剂混合后倒入模具，养护48h，制得高强高性能混凝土；具有避免高强高性能混凝土干缩过程中容易产生裂缝的效果。

【技术实现步骤摘要】
高强高性能混凝土及其制备方法
本申请涉及建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种高强高性能混凝土及其制备方法。
技术介绍
高强高性能混凝土因具有高强度、高抗腐蚀耐久性，可减小结构尺寸、减轻结构自重、节约用地、降低能耗、降低结构维修费和重建费等优点，在超高层建筑、跨海大桥、海上采油平台等大型工程中具有突出的应用优势。但是由于高强混凝土的水泥用量较大，则水化热较大，导致混凝土自收缩程度较大，干缩程度同样较大，因此容易产生裂缝。
技术实现思路
为了改善高强高性能混凝土干缩过程中容易产生裂缝的问题，本申请提供一种高强高性能混凝土及其制备方法。第一方面，本申请提供一种高强高性能混凝土，采用如下的技术方案：一种高强高性能混凝土，所述高强高性能混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥380-450份、河砂700-800份、碎石900-1000份、水120-190份、矿渣粉100-130份、粉煤灰20-32份、减水剂12-18份、复合增强纤维10-18份、硫酸镁10-20份、改性氧化钙10-20份；改性氧化钙是在氧化钙外表面包覆一层隔膜。通过采用上述技术方案，水泥、河砂、碎石、水、矿渣粉、粉煤灰相配合使制得的混凝土具有较高的强度，配合减水剂能够减少拌合水的用量，增加混凝土的和易性；增强复合纤维、硫酸镁和改性氧化钙相配合，通过填充以及缓凝的作用，减少混凝土裂缝的产生。将硫酸镁和改性氧化钙附着在复合增强纤维上，水泥在水化初期大量的氢氧化钙逐渐生成，氢氧化钙与复合纤维表层的硫酸镁反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钙，氢氧化镁沉淀在水泥水化膨胀初期对产生的小孔隙起到填充的作用，配合复合增强纤维赋予混凝土较强的抗拉性能，能够减小后期混凝土收缩率，从而减少混凝土裂缝的产生；随着水化反应的进行，水泥水化放热量逐渐增大，氧化钙表面的隔膜受热分解，氧化钙表面隔膜破裂，释放出氧化钙晶体，氧化钙晶体遇水生成氢氧化钙晶体，通过氢氧化钙晶体体积膨胀，填充在混凝土水化后期产生的较大膨胀孔隙中，从而减少后期混凝土收缩率；通过控制不同阶段的填充效果减少混凝土裂缝的产生。在水泥水化初期，硫酸镁与氢氧化钙的反应产物硫酸钙具有缓凝的作用，初步促进水化热的散失，水化初期时由于温度不高，改性氧化钙的隔膜包裹氧化钙晶体，从而延缓其水化反应的进行，避免水化初期混凝土过度膨胀，从而减少混凝土表面早期裂缝的产生；随着水化反应的进行，温度逐渐升高，隔膜逐渐破裂，从而控制氧化钙晶体水化反应的进行，减少混凝土表面裂缝的产生。优选的，所述复合增强纤维由重量比为2:1的玻璃纤维和钢纤维组成。通过采用上述技术方案，玻璃纤维和刚纤维相配合，能够提高混凝土的强度，避免混凝土裂缝的产生；玻璃纤维和钢纤维均具有良好的抗拉性能、耐高温性能、并且吸水性小，随着水化放热的进行玻璃纤维和钢纤维自身不会产生膨胀，从而不会对混凝土内部产生能量冲击，而玻璃纤维和钢纤维较高的弹性系数能够吸收较大的冲击能量，从而吸收混凝土出现裂缝的冲击能量，避免混凝土裂缝。玻璃纤维和钢纤维能够形成网状搭接结构，从而进一步增强混凝土的强度；但是网状搭接结构位置处与水泥、砂石之间的孔隙相比于砂石、水泥之间相连接的孔隙有所增大，孔隙较大，干缩性能明显，从而容易产生裂缝。改性氧化钙和硫酸镁相配合，能够有效填充复合增强纤维周围的孔隙；附着在复合增强纤维表面的改性氧化钙和硫酸镁随着反应的初期进行，硫酸镁生成的氢氧化镁沉淀稳定的附着在复合增强纤维表面，随着水化反应的进行，氧化钙与水反应生成体积膨胀的氢氧化钙晶体，从而填充在复合增强纤维周围与水泥、砂石之间的孔隙位置处，配合玻璃纤维、钢纤维较强的抗拉性能，能够很好的抑制混凝土裂缝的产生。优选的，所述高强高性能混凝土还包括：羧甲基纤维素钠3-6份。通过采用上述技术方案，玻璃纤维、钢纤维和羧甲基纤维素钠相配合，利用羧甲基纤维素钠的粘结性提高玻璃纤维与钢纤维之间的粘结性，使得玻璃纤维较大程度的抱合钢纤维，从而减少玻璃纤维与钢纤维之间的孔隙，提高混凝土的强度并减少混凝土裂缝的产生；并且玻璃纤维、钢纤维和羧甲基纤维素钠相配合还能够避免钢纤维被腐蚀，玻璃纤维具有较高的抗腐蚀性，玻璃纤维含量高，抱合钢纤维的效果好，从而能够避免钢纤维被腐蚀。优选的，所述改性氧化钙采用如下方法制备而成：Ⅰ称取1-3份松香，60-75份乙醇混合后制得松香混合液，称取炭黑1-3份，将炭黑置于松香混合液中搅拌制得搅拌液；Ⅱ称取氧化钙置于Ⅰ中的搅拌液中进行搅拌混合，氧化钙与搅拌液的重量比为8:1，混合后立即干燥，制得改性氧化钙。通过采用上述技术方案，利用松香、炭黑相配合制备隔膜，使得隔膜具有憎水效果，从而延缓氧化钙晶体水化反应的进行，在初期阶段减少混凝土裂缝的产生；随着水化反应温度逐渐升高后，松香膜破裂，松香膜破裂吸热，从而吸收水化热量，能够进一步减少裂缝的产生；隔膜破裂后释放出炭黑对混凝土中的孔隙起到填充作用，并且释放出氧化钙晶体逐渐进行水化，生成氢氧化钙晶体，通过氢氧化钙晶体体积的膨胀对混凝土水化膨胀过程中产生的孔隙进行填充，最终避免混凝土裂缝的产生。优选的，Ⅱ中混合10-20s后立即干燥。通过采用上述技术方案，通过立即干燥，能够保证松香成膜效果良好，保证松香膜能够随着水化放热的进行逐渐破裂，释放出炭黑和氧化钙晶体，从而对混凝土内部孔隙进行填充。优选的，Ⅱ中搅拌混合的同时进行超声震荡。通过采用上述技术方案，通过在搅拌混合时采用超声震荡的方法，便于将氧化钙晶体较为均匀的分散在搅拌液中，避免氧化钙晶体出现聚集现象，从而避免隔膜包覆的氧化钙晶体体积较大，影响其填充性能，从而影响混凝土的强度以及混凝土早期裂缝的产生。优选的，所述玻璃纤维选用无碱玻璃纤维。通过采用上述技术方案，通过选用无碱玻璃纤维，能够提高混凝土内部的抗腐蚀性能，并且避免钢纤维被腐蚀，从而保证混凝土具有较高强度的同时，抗腐蚀性能优异。第二方面，本申请提供一种高强高性能混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：高强高性能混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按重量称取水泥、河砂、碎石、水、矿渣粉、粉煤灰混合后进行搅拌，制得预混料；S2、称取硫酸镁和改性氧化钙混合后制得混合料；S3、称取S2制得的混合料重量1/2的混合料置于将S1制得的预混料中进行搅拌制得拌合料；S4、称取复合增强纤维，将剩余的混合料与复合增强纤维进行混合搅拌，制得搅拌料；S5、称取减水剂，将减水剂、S4制得的搅拌料与S3制得的拌合料混合搅拌后，倒入模具，养护48h，制得高强高性能混凝土。通过采用上述技术方案，将水泥、河砂、碎石、水、矿渣粉、粉煤灰相配合，使得制得的混凝土具有较高的强度；将部分硫酸镁和改性氧化钙的混合料与预混料相配合，使得硫酸镁直接与水泥水化过程中释放的氢氧化钙相反应，从而填充水泥水化过程初期产生的孔隙；水泥水化热产生的热量逐渐升高，从而使得改性氧化钙中的炭黑填充混凝土内部孔隙，氧化钙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强高性能混凝土，其特征在于，所述高强高性能混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥380-450份、河砂700-800份、碎石900-1000份、水120-190份、矿渣粉100-130份、粉煤灰20-32份、减水剂12-18份、复合增强纤维10-18份、硫酸镁10-20份、改性氧化钙10-20份；改性氧化钙是在氧化钙外表面包覆一层隔膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强高性能混凝土，其特征在于，所述高强高性能混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥380-450份、河砂700-800份、碎石900-1000份、水120-190份、矿渣粉100-130份、粉煤灰20-32份、减水剂12-18份、复合增强纤维10-18份、硫酸镁10-20份、改性氧化钙10-20份；改性氧化钙是在氧化钙外表面包覆一层隔膜。


2.根据权利要求1所述的高强高性能混凝土，其特征在于：所述复合增强纤维由重量比为2:1的玻璃纤维和钢纤维组成。


3.根据权利要求2所述的高强高性能混凝土，其特征在于，所述高强高性能混凝土还包括：羧甲基纤维素钠1-2份。


4.根据权利要求1所述的高强高性能混凝土，其特征在于，所述改性氧化钙采用如下方法制备而成：
Ⅰ称取1-3份松香，60-75份乙醇混合后制得松香混合液，称取炭黑1-3份，将炭黑置于松香混合液中搅拌制得搅拌液；
Ⅱ称取氧化钙置于Ⅰ中的搅拌液中进行搅拌混合，氧化钙与搅拌液的重量比为8:1，混合后立即干燥，制得改性氧化钙。


5.根据权利要求4所述的高强高...

【专利技术属性】
技术研发人员：于明照，孙振洋，封军安，崔熙泰，孙兆彬，孙汶海，孙照聪，周兆倩，
申请(专利权)人：青岛光大集团工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37