预制构件用超韧性混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及预制构件用超韧性混凝土及其制备方法，所述的预制构件用超韧性混凝土按照重量份计，包括水泥120~500份、骨料200~1000份、多羟基化合物水溶液50~250份和高效减水剂0.1~20份；所述的多羟基化合物水溶液质量浓度为0.01%~10%。多羟基化合物可以显著提高混凝土的抗折强度和韧性，使本发明专利技术较传统混凝土材料具有高韧性、耐冲磨、高阻尼等功能特性，可作为特种混凝土用于轨枕、路面、路障、梁柱等部位，用于减震、消能，提升结构安全性、耐久性、适用性。

【技术实现步骤摘要】
预制构件用超韧性混凝土及其制备方法
本专利技术属于混凝土领域，特别涉及预制构件用超韧性混凝土及其制备方法。
技术介绍
蒸养混凝土预制构件具有工期短、环境污染少、施工方便、成本低的优点,被广泛应用于高速铁路工程结构中。但蒸汽养护使混凝土养护时间一再缩短，预应力钢筋的初张拉时间也进一步提前，而早龄期荷载作用下，混凝土脆性会普遍提高，导致结构耗能能力变差、延性降低、耐久性变差，很难达到设计使用寿命。随着混凝土预制构件应用越来越广泛，其加工工艺、材料性能以及经济效益等都应满足更加严格的要求。传统改善混凝土脆性的途径主要是提高混凝土或砂浆的抗拉强度、极限拉应变、减小弹性模量和减小收缩变形等，具体如掺加柔性纤维、橡胶颗粒、矿物掺合料等，但是往往出现抗压强度降低、成本高、工艺复杂等其中一种或几种缺点，导致无法在土木工程领域大范围推广使用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有传统水泥混凝土生产与应用的不足，提供预制构件用超韧性混凝土及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：预制构件用超韧性混凝土，按照重量份计，包括水泥120~500份、骨料200~1000份、多羟基化合物水溶液50~250份和高效减水剂0.1~20份；所述的多羟基化合物水溶液质量浓度为0.01%~10%。优选地：所述的水泥选自硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。进一步：所述骨料由20%~50%的砂和50%~80%的石子组成。进一步：所述的多羟基化合物为单宁酸、维C、葡萄糖、聚乙烯醇或花青素中的至少一种。进一步：所述高效减水剂采用聚羧酸系高性能减水剂。预制构件用超韧性混凝土的制备方法，包括如下步骤：（1）将多羟基化合物加入水中搅拌至溶解，得到质量浓度为0.01%~10%的多羟基化合物水溶液；（2）称取水泥、骨料、多羟基化合物水溶液和高效减水剂，将其加入到混凝土搅拌机中搅拌至均匀后，倒入模具中，在室温下放置6~48h固化成型；（3）将固化后的混凝土预制件进行热养护即可。进一步：所述的混凝土搅拌机中混料时间为5~15min。进一步：所述的热养护为恒温水浴、蒸汽养护、蒸压养护其中的一种。进一步：所述的热养护为脱模养护或带模养护。进一步：所述热养护的温度为20~250℃，恒温时间不限。有益效果：本专利技术超韧性混凝土较传统混凝土材料具有高韧性、耐冲磨、高阻尼等功能特性，可作为特种混凝土用于轨枕、路面、路障、梁柱等部位，用于减震、消能，提升结构安全性、耐久性、适用性。本专利技术使用的改性剂多来自自然界，广泛存在于各种植物中，提取方法成熟，价格低廉，绿色环保。本专利技术在混凝土中引入了多羟基化合物水溶液，其中，多羟基化合物水溶液是将单宁酸、维C、葡萄糖、聚乙烯醇或花青素中的至少一种溶于水中得到质量浓度为0.01%~10%的溶液。单宁酸、维C、葡萄糖、聚乙烯醇或花青素等多羟基化合物属于表面存在极性基团的天然有机高分子，在高温养护条件下能与基体中快速形成的水化产物之间产生强烈的静电相互作用。此外，其表面的羟基能与水化产物中的羟基形成氢键，使得多羟基化合物能稳定吸附在基体内部。这极大提高了混凝土的抗折性能以及韧性，从而使其适用于承受冲击荷载、疲劳荷载等动荷载的预制构件中，大大提高制件速率以及构件使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅为本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为不同养护条件下混凝土试件的抗折抗压强度比变化图；图2为不同葡萄糖掺量下混凝土试件的抗折抗压强度比变化图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅为本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下实施例中多羟基化合物溶液的配置：将多羟基化合物加入水中搅拌至溶解，溶解温度为20~100℃，溶解温度根据常识和环境温度确定，以下实施例中不再详细说明。实施例1预制构件用超韧性混凝土制备方法，包括以下步骤：（1）配制质量浓度为1%的单宁酸水溶液；（2）称量硅酸盐水泥、骨料、单宁酸水溶液和聚羧酸系高性能减水剂，所述水泥的用量为300份，所述骨料的用量为500份，其中按质量计砂占30%，石子占70%，所述单宁酸水溶液的用量为100份，所述聚羧酸系高性能减水剂的用量为1份；（3）将所述硅酸盐水泥、骨料、单宁酸水溶液和聚羧酸系高性能减水剂加入到混凝土搅拌机中，搅拌10min制成混凝土；（4）将混凝土注模成型，固化24h后拆模进行蒸压养护，升温2h，180℃恒温6h，降温2h，制成铁路用轨枕。该配合比具有较低的单宁酸掺量，采用蒸压养护，具有较快的成型速率，利于批量生产。构件韧性良好，能够较好承受疲劳荷载，耐久性好，适用于铁路轨枕。实施例2预制构件用超韧性混凝土制备方法，包括以下步骤：（1）配制质量浓度为1%的维C水溶液；（2）称量普通硅酸盐水泥、骨料、维C水溶液和聚羧酸系高性能减水剂，所述水泥的用量为200份，所述骨料的用量为500份，其中按质量计砂占30%，石子占70%，所述维C水溶液的用量为50份，所述聚羧酸系高性能减水剂的用量为1份；（3）将所述普通硅酸盐水泥、骨料、维C水溶液和聚羧酸系高性能减水剂加入到混凝土搅拌机中，搅拌10min制成混凝土；（4）将混凝土注模成型，固化12h后拆模，进行蒸汽养护，升温2h，90℃恒温8h，降温3h制成防撞墩。该配合比具有较低的胶凝材料用量和维C掺量，蒸汽养护有助于异型构件批量生产。构件延性好，有较优的耗能能力和变形能力，适用于路障、防撞墩等受冲击构件。实施例3~5与实施例2相同，不同点在于：实施例3~5分别采用20℃标准养护、40℃恒温水浴养护、180℃蒸压养护。测定实施例2~5所制备的混凝土的抗折抗压强度比，结果如图1所示。由图1可知180℃蒸压养护更有利于提升维C混凝土预制构件的增韧效果。实施例6预制构件用超韧性混凝土制备方法，包括以下步骤：（1）配制质量浓度为1.6%的葡萄糖水溶液；（2）称量矿渣硅酸盐水泥、骨料、葡萄糖水溶液和聚羧酸系高性能减水剂，所述水泥的用量为300份，所述骨料的用量为800份，其中按质量计砂占30%，石子占70%，所述葡萄糖水溶液的用量为60份，所述聚羧酸系高性能减水剂的用量为2份；（3）将所述矿渣硅酸盐水泥、骨料、葡萄糖水溶液和聚羧酸系高性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.预制构件用超韧性混凝土，其特征在于：按照重量份计，包括水泥120~500份、骨料200~1000份、多羟基化合物水溶液50~250份和高效减水剂0.1~20份；所述的多羟基化合物水溶液质量浓度为0.01%~10%。/n

【技术特征摘要】
1.预制构件用超韧性混凝土，其特征在于：按照重量份计，包括水泥120~500份、骨料200~1000份、多羟基化合物水溶液50~250份和高效减水剂0.1~20份；所述的多羟基化合物水溶液质量浓度为0.01%~10%。


2.根据权利要求书1所述预制构件用超韧性混凝土，其特征在于：所述的水泥选自硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。


3.根据权利要求书1所述预制构件用超韧性混凝土，其特征在于：所述骨料由20%~50%的砂和50%~80%的石子组成。


4.根据权利要求书1所述预制构件用超韧性混凝土，其特征在于：所述的多羟基化合物为单宁酸、维C、葡萄糖、聚乙烯醇或花青素中的至少一种。


5.根据权利要求书1所述预制构件用超韧性混凝土，其特征在于：所述高效减水剂采用聚羧酸系高性能减水剂。


6.根据权利要求书1~5所述预制构件用超韧性...

【专利技术属性】
技术研发人员：张津瑞，康子叶，韩庆华，侯东帅，董必钦，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12