一种抗冻抗开裂的高性能混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗冻抗开裂的高性能混凝土及其制备方法，其由包括以下重量份的原料配制而成：水泥360

【技术实现步骤摘要】
一种抗冻抗开裂的高性能混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土材料
，具体涉及一种抗冻抗开裂的高性能混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土作为一种特殊的准脆性材料，由级配骨料、水泥、砂浆及孔隙等组成，其内部结构复杂，具有多尺度性和独特的物理、力学性质。混凝土耐久性指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。对于我国纬度及海拔较高的部分地区，大部分时间处于结冰期，对混凝土耐久性造成影响。混凝土冻融破坏机理为：混凝土结构中的水分在低温状态下，形成结冰引发体积膨胀，在混凝土结构内部产生膨胀应力，在应力的反复作用下引起混凝土结构破坏。为了解决低温地区传统混凝土经常开裂和冻裂的情况，急需研发出一种抗冻抗开裂的高性能混凝土。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种抗冻抗开裂的高性能混凝土，其由包括以下重量份的原料配制而成：
[0004]水泥360
‑
400份；
[0005]掺合料80
‑
240份，所述掺合料由石英砂和沸石粉按照重量份数比0
‑
240:0
‑
240混合得到；
[0006]细骨料700
‑
740份；
[0007]粗骨料760
‑
800份；
[0008]二氧化钛粉2
‑
6份；
[0009]混合纤维30
‑
50份，所述混合纤维由PVA纤维、钢纤维、碳纤维按照质量比0
‑
2:0.5
‑
1.5:0.5
‑
2混合得到；
[0010]减水剂9
‑
13份；
[0011]水180
‑
200份。
[0012]优选地，所述细骨料选自河砂、淡化海砂、人工砂中的一种或多种；
[0013]所述粗骨料为碎石，所述碎石选自玄武岩碎石、石灰岩碎石、花岗岩碎石中的任一种或多种；
[0014]所述石英砂为超细石英砂，
[0015]所述二氧化钛粉为纳米二氧化钛。
[0016]优选地，所述水泥为硅酸盐水泥，
[0017]所述超细石英砂粒径为0.041mm
‑
0.074mm，
[0018]所述沸石粉平均粒径为5.0
‑
6.5μm，
[0019]所述细骨料为河砂，河砂粒径为0.35
‑
0.55mm，
[0020]所述碎石采用石灰岩碎石，粒径为5
‑
25mm连续级配，
[0021]所述纳米二氧化钛平均粒径为20
‑
50nm。
[0022]优选地，所述减水剂为萘系减水剂，
[0023]所述PVA纤维的纤维直径为25
‑
40μm，长度为6
‑
12mm；钢纤维长度为15
‑
25mm、直径为0.32
‑
0.48mm；碳纤维直径16
‑
22μm，长度为3
‑
15mm；优选钢纤维为铣销型钢纤维。
[0024]优选地，所述混凝土，所述掺合料由石英砂和沸石粉按照重量份数比80
‑
100:120
‑
140混合得到，所述混凝土中掺合料的重量份数为200
‑
240份；
[0025]所述混合纤维由PVA纤维、钢纤维、碳纤维按照质量比0.5
‑
2:0.5
‑
1.0:0.5
‑
2混合得到。
[0026]优选地，所述混凝土，其由包括以下重量份的原料配制而成：
[0027]水泥370
‑
390份；
[0028]掺合料210
‑
230份，所述掺合料由石英砂和沸石粉按照重量份数比85
‑
95:125
‑
135混合得到；
[0029]细骨料710
‑
730份；
[0030]粗骨料770
‑
790份；
[0031]二氧化钛粉3
‑
5份；
[0032]混合纤维34
‑
45份，所述混合纤维由PVA纤维、钢纤维、碳纤维按照质量比1
‑
2:0.5:0.5
‑
1.5混合得到；
[0033]减水剂10
‑
12份；
[0034]水185
‑
195份。
[0035]本专利技术的另一目的是提供一种上述任一项所述的混凝土的制备方法：将所有材料一次性加入搅拌机中，搅拌均匀，养护得到混凝土。
[0036]上述制备方法中，将除水以外的所有材料一次性加入搅拌机中，然后加水搅拌25
‑
50min，养护得到混凝土。
[0037]本专利技术的再一目的是提供另一种上述任一项所述的混凝土的制备方法，包括如下步骤：
[0038]步骤一∶称量掺合料、细骨料、粗骨料倒入搅拌机，搅拌均匀，得到初级混合物；
[0039]步骤二∶再将水泥、减水剂、二氧化钛粉、混合纤维加入步骤一得到的初级混合物中，搅拌均匀，得到次级混合物；
[0040]步骤三：向步骤二所得次级混合物中加水，搅拌均匀，养护即可得到高性能混凝土。
[0041]优选地，所述的制备方法包括如下步骤：
[0042]步骤一∶称量掺合料、细骨料、粗骨料倒入搅拌机，搅拌时间4
‑
10min，得到初级混合物；
[0043]步骤二∶再将水泥、减水剂、二氧化钛粉、混合纤维加入步骤一得到的初级混合物中，搅拌3
‑
10min，得到次级混合物；
[0044]步骤三：向步骤二所得次级混合物中分2
‑
3次加水，每次搅拌10
‑
15min，然后在标准条件下养护即可得到高性能混凝土。
[0045]本专利技术的有益效果是：
[0046]1、本专利技术在混凝土中加入二氧化钛粉，由于其粒径极小，并且具有极强的火山灰
活性、微集料填充效应和晶核作用，掺入适量二氧化钛粉后会使混凝土内部结构更加致密，可以有效抑制冻融环境下水分进入混凝土内部，从而防止混凝土结构中的水分在低温状态下形成结冰引发体积膨胀，在混凝土结构内部产生膨胀应力，在应力的反复作用下引起混凝土结构破坏，极大提高了混凝土的抗冻能力。
[0047]2、通过在混凝土中加入超细石英砂(非活性外掺料)和/或沸石粉(活性外掺料)，可以有助于改善混凝土在制作初期的和易性，养护后其抗渗、抗冻性能也有所提高，同时掺入这两种掺合料，两者协同作用，混凝土的抗渗、抗冻性能更好。
[0048]3、在混凝土中加入混合纤维，其中PVA纤维和/或碳纤维能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗冻抗开裂的高性能混凝土，其特征在于，其由包括以下重量份的原料配制而成：水泥360
‑
400份；掺合料80
‑
240份，所述掺合料由石英砂和沸石粉按照重量份数比0
‑
240:0
‑
240混合得到；细骨料700
‑
740份；粗骨料760
‑
800份；二氧化钛粉2
‑
6份；混合纤维30
‑
50份，所述混合纤维由PVA纤维、钢纤维、碳纤维按照质量比0
‑
2:0.5
‑
1.5:0.5
‑
2混合得到；减水剂9
‑
13份；水180
‑
200份。2.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于：所述细骨料选自河砂、淡化海砂、人工砂中的一种或多种；所述粗骨料为碎石，所述碎石选自玄武岩碎石、石灰岩碎石、花岗岩碎石中的任一种或多种；所述石英砂为超细石英砂，所述二氧化钛粉为纳米二氧化钛。3.根据权利要求2所述的混凝土，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥，所述超细石英砂粒径为0.041mm
‑
0.074mm，所述沸石粉平均粒径为5.0
‑
6.5μm，所述细骨料为河砂，河砂粒径为0.35
‑
0.55mm，所述碎石采用石灰岩碎石，粒径为5
‑
25mm连续级配，所述纳米二氧化钛平均粒径为20
‑
50nm。4.根据权利要求2所述的混凝土，其特征在于：所述减水剂为萘系减水剂，所述PVA纤维的纤维直径为25
‑
40μm，长度为6
‑
12mm；钢纤维长度为15
‑
25mm、直径为0.32
‑
0.48mm；碳纤维直径16
‑
22μm，长度为3
‑
15mm；优选钢纤维为铣销型钢纤维。5.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于：所述掺合料由石英砂和沸石粉按照重量份数比80
‑
100:120
‑
140混合得到，所述混凝土中掺合料的重量份数为200

【专利技术属性】
技术研发人员：王均博，田新，刘玉喜，张小雷，任盼，
申请(专利权)人：中铁十五局集团第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：