一种低自收缩超高性能混凝土及其制备方法技术

一种低自收缩超高性能混凝土及其制备方法，它涉及超高性能混凝土及其制备方法，它是要解决现有的

【技术实现步骤摘要】
一种低自收缩超高性能混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及超高性能混凝土及其制备方法，具体涉及一种利用剑麻纤维粉来制备低自收缩超高性能混凝土
。

技术介绍

[0002]超高性能混凝土（
UHPC
）由于其超高的力学性能和优异的耐久性，逐渐被应用于建筑工程
、
桥梁工程
、
海洋工程以及军事防护工程等领域，且具有十分广阔的发展和应用前景
。
然而，
UHPC
中的胶凝材料用量大
、
水胶比极低并且骨料粒径小，导致其相比普通混凝土具有较大的早期自收缩，如果对自收缩不加以调控，那么会引起基体严重开裂，进而对
UHPC
的力学性能和耐久性产生极大的损伤
。
[0003]目前，常用的减缩措施主要是在
UHPC
中掺加减缩剂
、
膨胀剂和内养护剂
。
然而这些减缩材料往往会对
UHPC
产生各种不利的影响，例如：减缩剂会使气泡失稳并且降低混凝土的强度；膨胀剂则必须在充足的水分保证下才能有效发挥其作用，因此在低水胶比的
UHPC 中使用膨胀剂依然存在较大争议；常见的内养护剂，如高吸水树脂（
SAP
），其在释放水分后留下的孔洞会大大降低混凝土的强度和耐久性
。
此外，这些减缩材料价格昂贵，生产过程消耗自然资源且排放大量温室气体，不符合建筑材料可持续发展的理念
。
专利技术内容
[0004]本专利技术是要解决现有的
UHPC
早期自收缩大的问题，而提供一种低自收缩超高性能混凝土及其制备方法
。
[0005]本专利技术的低自收缩超高性能混凝土包括：剑麻纤维粉
、P
·
O 42.5
普通硅酸盐水泥
、
硅灰
、
粗石英砂
、
细石英砂
、
钢纤维
、
聚羧酸高效减水剂和水；其中水胶比为
0.20~0.21
，每立方米混凝土中，
P
·
O 42.5
普通硅酸盐水泥用量为
920~1020
千克
、
硅灰的用量为
258~285
千克，粗石英砂的用量为
690~790
千克，细石英砂的用量为
340~440
千克，钢纤维的用量为
158~316
千克，聚羧酸高效减水剂的用量为
41.2~45.7
千克；剑麻纤维粉的加入量按混凝土体积的
1%~3%
；并按剑麻纤维粉质量的
150%
加入额外的水
。
其中水胶比是每立方米混凝土用水量与所有胶凝材料（即
P
·
O 42.5
普通硅酸盐水泥与硅灰）用量的比值；本专利技术通过在
UHPC
中掺加剑麻纤维粉有效降低了其早期自收缩
。
[0006]更进一步地，剑麻纤维粉的平均粒径为
9~15 μ
m。
[0007]更进一步地，所述的粗石英砂的粒径为
0.212~0.380 mm。
[0008]更进一步地，所述的细石英砂的粒径为
0.109~0.212 mm。
[0009]本专利技术的低自收缩超高性能混凝土的制备方法，按以下步骤进行：一
、
称取剑麻纤维粉
、P
·
O 42.5
普通硅酸盐水泥
、
硅灰
、
粗石英砂
、
细石英砂
、
钢纤维
、
聚羧酸高效减水剂和水；其中水胶比为
0.20~0.21
，每立方米混凝土中，
P
·
O 42.5
普通硅酸盐水泥用量为
920~1020
千克
、
硅灰的用量为
258~285
千克，粗石英砂的用量为
690~790
千克，细石英砂的用量为
340~440
千克，钢纤维的用量为
158~316
千克，聚羧酸高效减水剂的
用量为
41.2~45.7
千克；剑麻纤维粉的加入量为混凝土体积的
1%~3%
；并按剑麻纤维粉质量的
150%
称取额外的水，水胶比计算时不计入该额外的水；二
、
剑麻纤维粉预处理：首先将剑麻纤维粉置于
pH=11.5~12.5
的
UHPC
模拟孔溶液中常温浸泡
4~6 h
，然后用水反复冲洗至中性，并干燥；三
、
将预处理的剑麻纤维粉
、
水泥
、
硅灰
、
细砂和粗砂在水泥胶砂搅拌机中干拌
5~6 min
；四
、
搅拌过程中，将聚羧酸高效减水剂和自来水分两次加入到水泥胶砂搅拌机中，共搅拌
5~6 min
，得到预混合溶液；五
、
在搅拌状态下，在
5~6 min
内将钢纤维加入搅拌机中，继续搅拌
3~4 min
，使钢纤维均匀分散在
UHPC
中，得到低自收缩超高性能混凝土
。
[0010]更进一步地，步骤一中所述的干燥是在温度为
50~60
°
C
的干燥箱中干燥
6~8 h。
[0011]更进一步地，步骤一中所述的
UHPC
模拟孔溶液的制备过程是：将
39.1 g
水泥和
10.9 g
硅灰加入到盛有
250 g
水的容器中，然后使用封口膜将容器密封并利用磁力搅拌器在常温下连续搅拌
20~24 h
，最后通过真空抽滤装置过滤得到的滤液，即为
UHPC
模拟孔溶液，该
UHPC
模拟孔溶液的
pH=11.9。
本专利技术采用
UHPC
模拟孔溶液对剑麻纤维粉进行预处理，区别于传统的强碱或强酸处理，模拟孔溶液真实反映了实际的
UHPC
内部环境，并且处理过程较为安全方便
。UHPC
模拟孔溶液对剑麻纤维粉处理不仅能够去除杂质，还能够提高剑麻纤维粉在水泥基体中的长期耐久性和抗收缩能力
。
[0012]剑麻纤维是一种可再生的天然植物纤维，剑麻纤维从剑麻作物的叶片中提取，剑麻纤维主要由纤维素
、
半纤维素和木质素等有机组分构成，并且其细胞壁呈现出特殊的层次结构，因此剑麻纤维具有良好的吸水
、
释水特性
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低自收缩超高性能混凝土，其特征在于该混凝土包括：剑麻纤维粉
、P
·
O 42.5
普通硅酸盐水泥
、
硅灰
、
粗石英砂
、
细石英砂
、
钢纤维
、
聚羧酸高效减水剂和水；其中水胶比为
0.20~0.21
，每立方米混凝土中，
P
·
O 42.5
普通硅酸盐水泥用量为
920~1020
千克
、
硅灰的用量为
258~285
千克，粗石英砂的用量为
690~790
千克，细石英砂的用量为
340~440
千克，钢纤维的用量为
158~316
千克，聚羧酸高效减水剂的用量为
41.2 ~45.7
千克；剑麻纤维粉的加入量按混凝土体积的
1%~3%
；并按剑麻纤维粉质量的
150%
加入额外的水
。2.
根据权利要求1所述的一种低自收缩超高性能混凝土，其特征在于，所述的剑麻纤维粉的平均粒径为
9~15 μ
m。3.
根据权利要求1或2所述的一种低自收缩超高性能混凝土，其特征在于，所述的粗石英砂的粒径为
0.212~0.380 mm。4.
根据权利要求1或2所述的一种低自收缩超高性能混凝土，其特征在于，所述的细石英砂的粒径为
0.109~0.212 mm。5.
制备权利要求1所述的一种低自收缩超高性能混凝土的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一
、
称取剑麻纤维粉
、P
·
O 42.5
普通硅酸盐水泥
、
硅灰
、
粗石英砂
、
细石英砂
、
钢纤维
、
聚羧酸高效减水剂和水；其中水胶比为
0.20~0.21
，每立方米混凝土中，
P
·
O 42.5
普通硅酸盐水泥用量为
920~1020...

【专利技术属性】
技术研发人员：高小建，任国盛，陈铁锋，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：