本发明专利技术公开了一种用于制备混凝土的原料，包括如下组分：水泥、硅质粉、玻璃粉、轻质活性微珠和内养护骨料；所述原料以混合物或多部分的形式提供。还公开了由该原料制备的混凝土及其制备方法和应用。本发明专利技术的混凝土兼具超高强和轻质的特点，硬化后的抗压强度为100MPa以上，且表观密度小于2000kg/m3。。。
【技术实现步骤摘要】
混凝土原料、混凝土及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及一种用于制备混凝土的原料，一种超高强轻质的混凝土及其制备方法和应用，属于建筑材料领域。
技术介绍
[0002]高强和轻质是混凝土重要的两个发展方向，如何平衡这两个性能以及生产具有更高结构效率的混凝土仍然是一个挑战。近年来，随着超高层建筑，超长跨海大桥和海上漂浮平台的兴起，对高强轻质混凝土的需求日益旺盛。尤其是对于快速发展的装配式建筑，急需开发高强轻质混凝土来降低运输成本，提高吊装能力，并且改善保温隔热性能。除了轻质高强的优势，相比普通混凝土，高强轻质混凝土还具有良好的耐久性，更好的抗震性能，以及更低的成本。
[0003]为了制备高强轻质混凝土，通常采用轻骨料来降低混凝土密度。轻骨料的性能决定了高强轻质混凝土的强度，使用高强轻骨料可以制备出更高强度的轻质混凝土。使用高强砂浆也有助于弥补轻骨料的低强度和脆性。轻质混凝土的最大不足是其脆性大，通过在混凝土中加入纤维，可以有效地提高高强轻质混凝土的韧性和弹性模量。
[0004]尽管高强轻质混凝土已经发展多年，由于轻骨料本身强度低，始终限制了高强轻质混凝土的强度和其更广泛的应用。大部分生产和研究的高强轻质混凝土强度难以突破70MPa，结构效率介于20到40之间。因此，有必要研发一种超高强轻质混凝土以满足装配式建筑、超大跨度桥梁、港口码头、超高层建筑等领域的需求。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的一个或多个问题，提供一种用于制备混凝土的原料、一种混凝土及其制备方法，以及该混凝土在各建筑领域中的应用。本专利技术的混凝土的原料包含多种轻质材料，在一些优选实施方案中同时通过对原料种类和尺寸的设计，利用物理和化学作用提高制得的混凝土的强度，因此得到的混凝土兼具超高强和轻质的特点。
[0006]根据本专利技术的第一个方面，提供了一种用于制备混凝土的原料，包括如下组分：水泥、硅质粉、玻璃粉、轻质活性微珠和内养护骨料；所述原料以混合物或多部分的形式提供。
[0007]在一些实施方式中，所述原料以两部分的形式提供，包括第一部分和第二部分；第一部分包括水泥、硅质粉、玻璃粉和轻质活性微珠，第二部分包括内养护骨料。在一些实施方式中，所述第一部分和第二部分的质量之比为(40
‑
99)：(1
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60)，优选为(50
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96)：(4
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50)。
[0008]在一些实施方式中，在所述混合物中或所述第一部分中，水泥的重量份为35
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60份。
[0009]在一些实施方式中，在所述混合物中或所述第一部分中，硅质粉的重量份为5
‑
20份。
[0010]在一些实施方式中，在所述混合物中或所述第一部分中，玻璃粉的重量份为5
‑
30
份。
[0011]在一些实施方式中，在所述混合物中或所述第一部分中，轻质活性微珠的重量份为0.5
‑
10份。
[0012]在一些实施方式中，所述混合物或所述第一部分还包括膨胀剂。在一些实施方式中，膨胀剂的重量份为0.1
‑
10份。
[0013]在一些实施方式中，所述混合物或所述第一部分还包括纤维。在一些实施方式中，纤维的重量份为1
‑
10份。
[0014]在一些实施方式中，所述混合物或所述第一部分还包括减水剂。在一些实施方式中，减水剂的重量份为1.5
‑
5份。
[0015]在一些实施方式中，所述第一部分的各组分以组合或分开的形式提供。
[0016]在一些实施方式中，所述水泥包括普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥、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中的至少一种。
[0017]在一些实施方式中，所述硅质粉包括纳米二氧化硅和硅灰中的至少一种。在一些优选的实施方案中，所述硅质粉的平均粒径为小于1μm。
[0018]在一些实施方式中，所述玻璃粉包括硅酸盐玻璃粉、硼酸盐玻璃粉和磷酸盐玻璃粉中的至少一种，优选包括石英玻璃粉、高硅氧玻璃粉、钠钙玻璃粉、铅硅酸盐玻璃粉、铝硅酸盐玻璃粉、硼硅酸盐玻璃粉中的至少一种。在一些优选的实施方式中，所述玻璃粉的平均粒径为10μm以下。
[0019]在一些实施方式中，所述轻质活性微珠包括轻质粉煤灰漂珠、空心玻璃微珠和轻质二氧化硅纳米微球中的至少一种。在一些优选的实施方式中，所述轻质活性微珠的平均粒径为30μm以下。
[0020]在一些实施方式中，所述膨胀剂包括硫铝酸钙类膨胀剂、氧化钙类膨胀剂和复合类膨胀剂中的至少一种。
[0021]在一些实施方式中，所述纤维包括镀铜钢纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维和聚乙烯纤维中的至少一种。
[0022]在一些实施方式中，所述内养护骨料包括膨胀页岩、粉煤灰陶粒、沸石分子筛、浮石和空心氧化铝骨料中的至少一种，优选所述内养护骨料可任选地经过改性剂改性。
[0023]在一些实施方式中，所述改性剂为功能液体材料，例如包括减缩剂、阻锈剂、早强剂、消泡剂和水玻璃中的至少一种；优选地，基于内养护骨料的质量计，改性剂的质量百分含量为0.1
‑
20％。
[0024]根据本专利技术的第二个方面，提供了一种混凝土，其通过本专利技术第一方面的原料制备而成。所述混凝土硬化后的抗压强度为100MPa以上，且表观密度小于2000kg/m3。
[0025]根据本专利技术的第三个方面，提供了一种制备混凝土的方法，包括将本专利技术第一方面的原料与水混合，制备得到所述混凝土。
[0026]在一些实施方案中，所述方法包括如下步骤：
[0027]S1将第一部分和水混合，得到复合材料；
[0028]S2将所述复合材料与第二部分混合，得到所述混凝土。
[0029]在一些实施方案中，所述步骤S1包括：
[0030]1A将水泥、硅质粉、玻璃粉、轻质活性微珠和膨胀剂混合，得到混合料；
[0031]1B将所述混合料与水和减水剂混合，得到浆体；
[0032]1C将所述浆体与纤维混合，得到所述复合材料。
[0033]根据本专利技术的第四个方面，提供了根据本专利技术第三个方面的方法制备而成的混凝土。在一些实施方案中，所述混凝土硬化后的抗压强度为100MPa以上，且表观密度小于2000kg/m3。
[0034]根据本专利技术的第五个方面，提供了根据本专利技术第二个方面和第四个方面的混凝土在装配式建筑、超大跨度桥梁、港口码头或超高层建筑中的应用。
[0035]根据本专利技术的第六个方面，提供了一种建筑材料，其包括本专利技术第二个方面和第四个方面的混凝土的硬化制品。
附图说明
[0036]在附图中，相似的附图标记指代相同或功能相似的元件，附图包含某些实施方案的图形，以进一步示出和阐明本公开的以上和其他方面、优点和特征。应当本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于制备混凝土的原料，包括如下组分：水泥、硅质粉、玻璃粉、轻质活性微珠和内养护骨料；所述原料以混合物或多部分的形式提供。2.根据权利要求1所述的原料，其特征在于，所述原料以两部分的形式提供，包括第一部分和第二部分；第一部分包括水泥、硅质粉、玻璃粉和轻质活性微珠，第二部分包括内养护骨料；优选地，所述第一部分和第二部分的质量之比为(40
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99)：(1
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60)，优选为(50
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96)：(4
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50)。3.根据权利要求1或2所述的原料，其特征在于，在所述混合物中或所述第一部分中：所述水泥的重量份为35
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60份；优选地，所述水泥包括普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥、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中的至少一种；和/或，所述硅质粉的重量份为5
‑
20份；优选地，所述硅质粉包括纳米二氧化硅和硅灰中的至少一种；优选所述硅质粉的平均粒径为小于1μm；和/或，所述玻璃粉的重量份为5
‑
30份；优选地，所述玻璃粉包括硅酸盐玻璃粉、硼酸盐玻璃粉和磷酸盐玻璃粉中的至少一种，优选包括石英玻璃粉、高硅氧玻璃粉、钠钙玻璃粉、铅硅酸盐玻璃粉、铝硅酸盐玻璃粉、硼硅酸盐玻璃粉中的至少一种；优选所述玻璃粉的平均粒径小于10μm；和/或，所述轻质活性微珠的重量份为0.5
‑
10份；优选地，所述轻质活性微珠包括轻质粉煤灰漂珠、空心玻璃微珠和轻质二氧化硅纳米微球中的至少一种；优选所述轻质活性微珠的平均粒径小于30μm。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的原料，其特征在于，所述混合物或所述第一部分还包括膨胀剂；优选所述膨胀剂的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆建鑫，申培亮，潘智生，
申请(专利权)人：香港理工大学，
类型：发明
国别省市：
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