CN103922673A - 新型混凝土组合物 - Google Patents

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CN103922673A CN201410136018.4A CN201410136018A CN103922673A CN 103922673 A CN103922673 A CN 103922673A CN 201410136018 A CN201410136018 A CN 201410136018A CN 103922673 A CN103922673 A CN 103922673A
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Abstract

本发明提供了一种新型混凝土组合物，其为超高性能混凝土（UHPC），其包含以重量份计的如下组分：100重量份Portland水泥、50至200重量份具有D10至D90为0.063至5毫米的单级配的砂子或者砂子的混合物（优选两种砂子），最细的砂子具有0.063至1毫米的D10至D90且最粗的砂子具有1至4毫米的D10至D90、10至50重量份平均粒子大小15微米以下的粒状的基本上非火山灰材料、0.1至10重量份减水超塑化剂，和10至30重量份水，其中混凝土基本上不含硅粉，所述混凝土具有100兆帕以上的28天抗压强度。

Description

新型混凝土组合物
本申请是申请号为200880001872.2，申请日为2008年1月23日，发明名称为“新型混凝土组合物”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及新型混凝土组合物及其用途。
背景技术
自从20世纪80年代以来，已知硅粉（silica fume）作为水泥中的添加剂。自此，硅粉的使用程度得到增长，而且目前通常认为硅粉是在高性能混凝土（HPC），特别是超高性能混凝土（UHPC）（若获得足以用于现代建筑方法的性能，如抗压强度）的制备中不可缺少的材料。
高性能混凝土通常具有50至100兆帕的28天抗压强度。超高性能混凝土通常具有100兆帕以上，且通常120兆帕以上的28天抗压强度。
硅粉，也称为微硅粉，是硅或硅铁合金制备中的副产物。硅粉的主要成分为非晶态二氧化硅。单独粒子通常具有约5至10纳米的直径。单独粒子附聚形成0.1至1微米的附聚物，然后聚集在一起形成20至30微米的聚集体。硅粉通常具有10-30平方米/克的BET表面积。其已知作为反应活性火山灰材料。
火山灰在由Arnold出版的Lea's Chemistry of Cement and Concrete，第4版中描述为天然或合成的无机材料，当其与氢氧化钙（石灰）或与能释放氢氧化钙的材料（如Portland水泥熟料）混合时在水中硬化。火山灰通常为硅质或者硅质及铝质材料，其单独具有很少或不具有水泥价值，但能够在湿气的存在下在室温下与氢氧化钙进行化学反应而形成具有水泥性能的化合物。
因此，应了解硅粉在含有硅粉的混凝土混合物的固化过程中起到积极作用，且硅粉积极参与到水泥化合物的形成中，所述水泥化合物将存在的各种粒状材料粘合在一起并由此有助于所得混凝土的强度。
WO2005/077857描述了一种包含具有不同测得粒度的煅烧铝土矿砂和硅粉的混合物的极高性能混凝土，其中加入具有确定比表面积值（10平方米/克以上）和形状指数（至少为0.3，其中形状指数为粒子厚度与粒子长度的比例，由场效应扫描电子显微镜测得）的超微细碳酸钙以改进混凝土的白度。碳酸钙的超微细粒子的平均直径为约70纳米。
WO2006/134080A1描述了碳酸钙粒子在如具有改进性能的石膏、灰墁（stucco）、水泥抹面、砂浆和混凝土的建筑材料的制备中的用途。所述的改进性能包括良好的吸声性能和高的耐磨性，但不包括抗压性能。
本发明试图用非火山灰材料代替混凝土中基本上全部的火山灰硅粉，而同时保持所需的性能和其组合；这样的性能包括抗压强度；本发明试图提供尽管没有硅粉，但仍具有例如足够抗压性能的高性能，尤其是超高性能混凝土。本发明也试图提供具有较短凝固时间的混凝土。
发明内容
因此本发明提供了一种混凝土，其包含以相对重量份计的如下组分：
100重量份Portland水泥；
50至200重量份（优选80至170，更优选100至150重量份）具有D10至D90为0.063至5毫米的单级配的砂子或者砂子的混合物（优选两种砂子），最细的砂子具有0.063至1毫米的D10至D90且最粗的砂子具有1至4毫米的D10至D90；
10至80重量份（优选10至50，例如20至40重量份）平均粒子大小15微米以下的粒状的基本上非火山灰材料；
0.1至10重量份减水超塑化剂，和
10至30重量份水；
该混凝土基本上不含硅粉；
所述混凝土具有100兆帕以上的28天抗压强度。
100兆帕的抗压强度通常在进行或不进行热固化下获得。优选热固化以促进较大的强度。所述抗压强度优选120兆帕以上，更优选150兆帕以上。
所述砂子通常为二氧化硅或石灰石砂、煅烧铝土矿或粒状冶金残余物；微细砂也可包含研磨硬密矿物材料，例如研磨玻化炉渣。优选的砂子混合物包含砂子的混合物（优选两种砂子），最细的砂子具有0.063至1毫米的D10至D90且最粗的砂子具有1至2毫米的D10至D90。
本发明的混凝土优选为自浇注（self-placing）混凝土。其优选具有2至16小时的Vicat凝固时间，例如4至8小时。HPC和UHPC由于其较高的水泥含量，通常在凝固时显示较高收缩。通过在加入水之前在混合物中包括通常2至8，优选3至5，例如约4份生石灰、烧石灰或氧化钙，可减少总收缩。
所述基本上非火山灰材料（其后称为非火山灰）优选具有10微米以下，例如8微米以下，优选5微米以下，例如1至4微米的平均粒子大小。平均粒子大小通常0.1微米以上。
所述非火山灰可为含粒状碳酸钙的材料（例如，如重质碳酸钙或沉淀碳酸钙的粒状碳酸钙）。其优选为重质碳酸钙。所述重质碳酸钙可为例如
所述非火山灰可为石英粉，例如可购自Sifraco，France的基本上非火山灰二氧化硅填料的C800。
例如重质碳酸钙或石英的非火山灰的优选BET表面积（由已知方法确定）为2-10平方米/克，通常为8平方米/克以下，例如4至7平方米/克，优选为6平方米/克以下。
沉淀碳酸钙（PCC）也是基本上非火山灰材料。PCC可以多种粒子大小和结晶形式（例如可为菱形、针状或偏三角面体的方解石或霰石）购得。例如，可使用粒子大小为1微米以上，优选为偏三角面体形式的PCC（如可购自Specialty Minerals Inc（SMI）的中值粒子大小为1.4至3微米且为偏三角面体的中等PCC）。
也可使用粒子大小为1微米以下，例如为0.3至0.7微米的PCC（中值粒子大小为0.3至0.7微米的微细PCC可购自Solvay）。
可使用例如粒子大小为0.07微米以下的超微细PCC（有时称为纳米PCC）。在超微细PCC中，单独（初级）粒子可具有约20纳米的粒子大小。单独粒子附聚为（二级）大小为约0.1至1微米的簇。所述簇本身形成（三级）大小为1微米以上的附聚物。
当使用例如粒子大小为0.07微米以下的超微细PCC时，其优选为针状或偏三角面体的；形状指数为优选0.3以下，优选0.2以下，例如0.2至0.1。例子包括通常具有200至350纳米的平均粒子大小，优选具有6至10平方米/克的比表面的针状霰石或偏三角面体方解石（例如可购自Solvay的Socal产品）。
可使用非火山灰或非火山灰的混合物，例如重质碳酸钙、石英粉或沉淀碳酸钙或其混合物。
本发明的混凝土的缩短的凝固时间是相比于含有硅粉而不是非火山灰的类似混凝土。
本发明的混凝土通常与加强装置结合使用，例如在下文描述的金属和/或有机纤维和/或其他加强元件。
本发明的组合物优选包含金属和/或有机纤维。纤维以体积计的量相对于凝固混凝土的体积通常为0.5至8%。以最终凝固混凝土的体积表示的金属纤维的量通常为4%以下，例如0.5至3.5%，优选为约2%。以相同基础表示的有机纤维的量通常为1至8%，优选为2至5%。当包括这种纤维时，本发明的混凝土优选为超高性能混凝土：这种混凝土优选具有120兆帕以上，例如140兆帕以上的抗压强度。
金属纤维通常选自钢纤维，如高强度钢纤维、非晶态钢纤维或不锈钢纤维。任选地，所述钢纤维可涂布非铁金属，如铜、锌、镍（或它们的合金）。
金属纤维的单独长度（l）通常为至少2毫米，优选为10-30毫米。1/d比（d为纤维的直径）通常为10至300，优选为30至300且更优选为30至100。
可使用具有可变几何的纤维：它们在末端可为卷曲的、波纹的或弯钩的。纤维的粗糙度也可变化，和/或可使用具有可变横截面的纤维；所述纤维可通过任何合适的技术获得，包括通过编织或成缆数个金属线以形成绞合组件。
纤维与基体之间的粘合可通过数种方式促进，所述方式可单独使用或组合使用。
水泥基体中金属纤维的粘合可通过处理纤维表面促进。该纤维处理可通过一种或多种如下方法进行：纤维浸蚀，或在纤维上沉积矿物化合物，特别是通过沉积二氧化硅或金属磷酸盐。
所述浸蚀可通过例如使纤维与酸接触，然后中和而进行。
二氧化硅可通过使纤维与如硅烷、硅酸盐或硅溶胶的硅化合物接触而沉积。应了解二氧化硅或磷酸盐随后基本上局限于混凝土基体中的金属纤维的表面，而不是均匀分散于基体中。
磷酸化处理是公知的，并描述于例如G.LORIN的名为“ThePhosphatizing of Metals”（1973），Pub.Eyrolles的文章中。
通常，金属磷酸盐使用磷酸化方法沉积，所述磷酸化方法包含将预浸渍的金属纤维引入包含金属磷酸盐，优选为磷酸锰或磷酸锌的水溶液中，然后过滤该溶液以回收纤维：然后清洗、中和并再次清洗所述纤维。不同于通常的磷酸化方法，所得的纤维无需进行润滑型（grease-type）精加工；然而它们可任选地用添加剂浸渍以提供抗腐蚀保护或使得它们更易与水泥介质一起加工。所述磷酸化处理也可通过将金属磷酸盐溶液涂布或喷雾至纤维上而进行。
当金属纤维存在于本发明的组合物中时，优选使用粘性调节剂（例如得自CP Kelco的阴离子型多糖Kelco-Crete）以防止或降低由于纤维的沉淀而造成的缺乏纤维分布的均匀性。
有机纤维包括聚乙烯醇纤维（PVA）、聚丙烯腈纤维（PAN），聚乙烯纤维（PE）、高密度聚乙烯纤维（HDPE）、聚丙烯纤维（PP）、均聚物或共聚物、聚酰胺或聚酰亚胺纤维。也能使用这些纤维的混合物。本发明所用的有机增强纤维可如下分类为：高模量反应活性纤维、低模量非反应活性纤维和反应活性纤维。包括所附权利要求书的本说明书中所用的术语“模量”指杨氏模量（弹性模量）。
也可使用金属和有机纤维的混合物：包含具有各种性质和/或长度的纤维的“杂化”复合材料由此获得，该复合材料的机械行为可取决于所需性能而改变。
有机纤维的存在使得改性混凝土对热或火的行为成为可能。
有机纤维的熔化使得生成混凝土暴露于高温时蒸汽或水在压力下逸出的通道成为可能。
所述有机纤维可以单股或多股存在；单股或多股的直径优选为10微米至800微米。所述有机纤维也可以织造或非织造结构的形式或者包含不同长纤丝的杂化股的形式使用。
有机纤维的单独长度优选为5毫米至40毫米，更优选为6至12毫米；所述有机纤维优选为PVA纤维。
所用有机纤维的最佳量通常取决于纤维几何、它们的化学性质和它们的本征机械性能（例如弹性模量、流动阈、机械强度）。
1/d比（d为纤维直径且l为长度）通常为10至300，优选为30至90。
具有不同性能的纤维的掺合物的使用允许含有它们的混凝土的性能的改性。
聚合纤维粘附至混凝土基体可通过单独使用或组合使用的各种方法促进。粘附通过使用反应活性纤维促进：粘附能通过混凝土的热处理（例如通过固化）提高。粘附也能通过纤维的表面处理促进。
纤维的平均长度L与砂子的粒度D的比例R通常至少为5，特别是当砂子具有1毫米的最大粒度时。
本发明的混凝土中的水泥通常为含有少量或不含硅粉的灰水泥或白水泥，使得混凝土基本上不含硅粉。合适的水泥为描述于Lea’sChemistry of Cement and Concrete的不含硅粉的Portland水泥。Portland水泥包括炉渣、火山灰、粉煤灰、页岩残渣、石灰石，和复合水泥（该复合水泥含有少量或不含硅粉）。用于本发明的优选水泥为CEM1（通常为PMS）。
优选白水泥用于制备建筑材料和用于模制（如家具和雕塑），其中材料的外观是重要的。可造成灰色外观的硅粉的缺乏（硅粉可为白色或灰色）以及白非火山灰的使用允许具有良好外观的材料的制备。这种建筑材料可包含不会降低外观的白度的玻璃或塑料纤维。
对于颜色和外观不那么重要的结构应用，可使用金属纤维和例如灰水泥。
若使用水泥代替物，更特别地火山灰材料，则本发明的组合物的水/水泥重量比可变化。所述比例定义为水量与水泥及任何火山灰的添加重量的重量比：该比例通常为约8%至25%，优选为13%至25%。水/水泥比率可使用例如减水剂和/或超塑化剂进行调节。
在Concrete Admixtures Handbook，Properties Science andTechnology，V.S.Ramachandran，Noyes Publications，1984中：
减水剂定义为将混凝土的混合水量减少通常10-15%的添加剂以为了给定的可使用性。减水剂包括，例如木素磺酸盐、羟基羧酸、碳水化合物，和其他专门的有机化合物（例如甘油、聚乙烯醇、甲基硅酸铝钠、磺胺酸和酪蛋白）。
超塑化剂属于化学上不同于常规减水剂且能够将水含量减少大约30%的新的一类减水剂。超塑化剂概括地分类为如下四组：磺化萘甲醛浓缩物（SNF）（通常为钠盐）；或磺化三聚氰胺甲醛浓缩物（SMF）；改性木素磺酸盐（MLS），和其他。更近来的超塑化剂包括如聚丙烯酸酯的多羧酸化合物。所述超塑化剂优选为新一代超塑化剂，例如含有作为接枝链的聚乙二醇和主链中的羧酸官能的共聚物，如多羧酸醚（polycarboxylic ether）。也可使用多羧酸-多磺酸钠和聚丙烯酸钠。所需的超塑化剂的量通常取决于水泥的反应活性。反应活性越低，所需的超塑化剂的量越低。为了降低碱金属的总含量，所述超塑化剂可用作钙盐而非钠盐。
其他添加剂可加入本发明的组合物，例如消泡剂（例如聚二甲基硅氧烷）。这些添加剂也包括溶液、固体形式的硅酮，优选树脂、油或乳状液形式的硅酮，优选在水中的硅酮。包含(RSiO0.5)和(R2SiO)部分的硅酮更特别合适。
在这些式中，可相同或不同的R基团优选为氢或具有1至8个碳原子的烷基，优选甲基。
部分（moieties）的数目优选为30至120。
这种试剂在组合物中的量相对于水泥通常至多为5重量份。
混凝土可通过已知方法制备，包括混合固体成分和水，成形（模制、铸造、注射、泵抽、挤出、压延），然后硬化。
所述混凝土也能显示出至少120兆帕的抗压强度Rc。
水泥组合物也包含具有各向异性形状和至多1毫米，优选至多500微米的平均大小的增强剂。所述增强剂通常具有片状。
增强剂的量以砂子和非火山灰的体积计优选为2.5%和35%，通常为5至25%。
增强剂的大小意指它们最大尺寸的平均大小。
所述试剂可为天然或合成产品。
作为片的增强剂可选自云母片、滑石片、复合硅酸盐片（粘土）、蛭石片、氧化铝片。
有可能在本发明的混凝土组合物中使用增强剂的掺合物。
所述增强剂可在表面包含聚合有机涂层，所述涂层包含选自如下的材料：聚乙烯醇、硅烷、硅酸盐、硅氧烷树脂或聚有机硅氧烷或如下物质的反应产物：（i）至少一种含有3至22个碳原子的羧酸，（ii）至少一种含有2至25个碳原子的多官能芳族或脂族胺或取代胺，和（iii）为水溶性金属络合物的交联剂，该金属络合物至少含有选自如下的金属：锌、铝、钛、铜、铬、铁、锆或铅，例如如EP-A-0372804所描述。
涂层厚度通常为0.01微米至10微米，优选为0.1微米至1微米。
胶乳包括苯乙烯-丁二烯胶乳、丙烯酸胶乳、苯乙烯-丙烯酸胶乳、甲基丙烯酸胶乳、羧酸化和磷酸化的胶乳。优选具有钙络合功能的胶乳。
聚合物有机涂层能通过在上述化合物之一的存在下在流化床中处理增强剂或使用FORBERG型混合器而获得。
优选的化合物包括H240聚有机硅氧烷、Rhodorsil878，865和1830PX硅氧烷树脂、403/60/WS和WB LS14Manalox（上述所有由RHODIAChimie销售）、硅酸钾。
对于为天然产品的增强剂优选这种处理。
为了制备本发明的混凝土，当要包括成分和增强纤维时，将它们与水混合。可采用例如如下顺序的混合：混合基体的粉状成分（例如达2分钟）；引入水和一部分，例如一半的混合物；混合（例如达1分钟）；引入混合物的剩余部分；混合（例如达3分钟）；引入增强纤维和另外的成分；混合（例如达2分钟）。
所述混凝土可经受热固化以改进其机械性能。固化通常在室温（例如20℃至90℃），优选60℃至90℃的温度下进行。固化温度应低于环境压力下水的沸点。固化温度通常低于100℃。固化在高压下进行的热压处理允许使用较高的固化温度。
固化时间可为例如6小时至4天，优选约2天。固化在凝固后开始，通常在凝固开始后至少一天，且优选在于20℃下老化2天以上至约7天的混凝土上开始。
所述固化可在干燥或湿润条件下或者在交替循环的两种环境（例如在潮湿环境中固化24小时，接着在干燥环境中固化24小时）中进行。
当所述混凝土将在高温下固化时，在所述混凝土组合物中包括石英粉是有利的。
与本发明的混凝土结合使用的加强装置也包括如下。
所述混凝土可通过粘合的线或通过粘合的筋预拉张，或者通过单个未粘合的筋或通过缆或通过外皮或杆后拉张，所述缆包含线的集合或包含筋。
预应力，无论是预拉伸的形式或是后拉伸的形式，特别良好适合于由本发明的混凝土制得的产品。
金属预应力缆具有非常高、未用尽的拉伸强度，这是由于含有金属预应力缆的基体的较低拉伸强度不允许优化混凝土结构元件的尺寸。
应了解包括纤维的加强装置可单独使用或组合使用。
由于机械强度的增加而获得的体积的减少允许制备预制元件。然后有可能得到由于轻巧而易于运输的大跨度混凝土元件；这特别良好适用于广泛利用后拉张的大结构的建造。在这种类型的结构的情况中，该解决方法从工地持续时间和装配的角度提供了特别有利的开支节省。
此外，在热固化的情况中，使用预拉张或后拉张显著降低了收缩。
它们也可具有至少150兆帕的抗压强度Rc。
在混合本发明的混凝土组分时，除了水泥之外的粒状材料可作为预混合的干燥粉末或者稀释或浓缩的水悬浮液而引入。
在本发明的混凝土中的粒状的基本上非火山灰材料优选基本上均匀地分布于整个混凝土中。本发明的混凝土可：（a）基本上不含铝土矿，例如相对于水泥的重量为5重量%以下，例如2重量%以下，更优选1重量%以下，最优选0.5重量%以下。
除非另外指出，在包含所附权利要求书的本说明书中：
抗压强度值在20℃下湿气固化28天之后在直径为7厘米且高度为14厘米的圆柱形测试样品上测量；
挠曲强度在尺寸为7x7x28或4x4x16厘米的棱柱形测试样品上测量，该测试样品被支持于IBERTEST UMIB CO-300类A机器上的四点挠曲；
表述“基本上不含硅粉”意指含有相对于水泥的重量少于5重量%，例如少于2重量%，更优选少于1重量%，最优选少于0.5重量%。
除非另外指出，百分比以重量计；
材料的表面积由使用Beckman Coulter SA3100装置（其具有氮气作为吸收气体）的BET法测定；
塌落值（具有间隔为约1秒的通常为20的冲击动力学，或者无冲击的静力学）在落下为约12毫米的圆形冲击试验台（直径为300毫米，厚度为5.99毫米，重量约为4.1千克）上测量。测试样品使用根据ASTMC230的高度为50毫米，顶部直径为70毫米，底部直径为100毫米的扁平锥形模具制备；静力学值（在冲击之前或无冲击）在脱模后样品停止移动之后测定。
微细粒子，例如粒状非火山灰（例如碳酸钙）的平均粒子大小和分布在水分散体中由使用如下操作的Malvern Mastersizer2000的激光粒度测试仪测定：
背景噪声用至少80%的激光功率确定以验证获得减少的指数曲线；然后使用产生10至20%的模糊度的浓度测量样品，泵速度为2000rpm，搅拌器速度为800rpm，无超声振荡，且测量30秒，然后在相同的样品上使用如下参数并带有超声振荡：（a）最初，泵速度为2500rpm，搅拌器速度为1000rpm，超声100%（30瓦特）且在3分钟之后，（b）泵速度为2000rpm，搅拌器速度为800rpm，超声0%，在操作条件（b）下保持10秒，测量30秒。
0.1微米以下的粒子大小通常使用电子显微镜测定。
本发明由如下非限制性的实施例进行说明。在实施例中所用的材料可购自如下供应商：
（1）Cement HTS                          ：Lafarge法国Le Teil.
（2）980NS（硅粉）                       ：SEPR，法国
（3）超微细石灰石填料Durcal1             ：OMYA，法国
Durcal1具有约5平方米/克的BET值和约2.5微米的平均粒子大小。
（4）石灰石填料Durcal5                   ：OMYA，法国
Durcal5具有2.10平方米/克的BET值和约7微米的平均粒子大小。
（5）砂子Be01                            ：Sifraco，法国
（6）超塑化剂F2                          ：Chryso，法国
（7）PCC ARW200（BET：22.27平方米/克）   ：Solvay，法国
（8）白水泥                              ：Lafarge法国Le Teil
（9）白FS MST                            ：SEPR，法国
（10）硅质填料C400             ：Sifraco，法国
C400具有1.61平方米/克的BET值和约11微米的平均粒子大小。
（11）硅质填料C800             ：Sifraco，法国
C800具有5.98平方米/克的BET值和约2.6微米的平均粒子大小。
（12）混合物A2                           ：Chryso，法国
（13）PVA纤维                            ：Kuraray，日本
（14）Kelco-Crete K400                   ：CP Kelco，美国
（15）金属（钢）纤维                     ：Sodetal，法国
（16）PCC Socal P2和P3                   ：Solvay，法国。
具体实施方案
实施例1
对含硅粉混凝土（标示为SFC）和具有如下组成的混凝土（标示为D1）进行比较：
其中硅粉由Durcal1，一种重质碳酸钙代替。钢纤维（直径0.175毫米，长度13毫米，Sodetal，法国）以提供在凝结混凝土中2体积%的量加入。
粉末最先在高剪切速率混合器（Eirich）中混合，然后在Skako混合器中制备混凝土混合物。
所得的结果显示于如下表1中。
表1
凝固时间（开始） 4小时35 6小时50
凝固时间（结束） 9小时35 13小时50
冲击前的铺展（毫米） 265 275
冲击后的铺展（毫米） 295 290
48小时抗压强度（1） 115兆帕 108兆帕
48小时挠曲强度（3） 13兆帕 28兆帕
热固化后的抗压强度（2） 165兆帕 210兆帕
热固化后的挠曲强度（4） 14兆帕 38兆帕
（1）在20℃下湿气固化2天之后，在直径为7厘米且高度为14厘米的圆柱形测试样品上。
（2）在20℃下湿气固化2天，然后在90℃下湿气固化2天之后，在直径为7厘米且高度为14厘米的圆柱形测试样品上。
（3）在20℃下湿气固化2天之后，在棱柱形测试样品（7x7x28厘米）上。
（4）在20℃下湿气固化2天，然后在90℃下湿气固化2天之后，在棱柱形测试样品（7x7x28厘米）上。
实施例2
使用如实施例1所述的程序，对具有如下给出组成的混合物进行比较，其中硅粉由（a）具有20重量%的沉淀碳酸钙（PCC）和80%的Durcal1的混合物，以及（b）100%的PCC代替：
所得的结果显示于如下表2中。
表2
凝固时间（开始） 2小时25 3小时00
凝固时间（结束） 3小时50 6小时00
冲击前的铺展（毫米） 155 255
冲击后的铺展（毫米） 195 280
48小时抗压强度（1） 110兆帕 110兆帕
热固化后的抗压强度（2） 150兆帕 180兆帕
（1）在20℃下湿气固化2天之后，在直径为7厘米且高度为14厘米的圆柱形测试样品上。
（2）在20℃下湿气固化2天，然后在90℃下湿气固化2天之后，在直径为7厘米且高度为14厘米的圆柱形测试样品上。
实施例3
使用如实施例1所述的程序，对含纤维混合物和相应混合物进行比较，所述相应混合物的组成在下面给出，其中硅粉由如下物质代替：
所用的每种混合物含有4%（以体积计，相对于混合物的体积）的聚乙烯醇（PVA）纤维（直径为0.2毫米，长度为12毫米）。
所得的结果显示于如下表3中。
表3
（1）在20℃下湿气固化2天之后，在直径为7厘米且高度为14厘米的圆柱形测试样品上。
（2）在20℃下湿气固化2天，然后在90℃下湿气固化2天之后，在直径为7厘米且高度为14厘米的圆柱形测试样品上。
实施例4
使用如下材料。
粉末和混凝土混合物在Rayneri混合器中制备。测量凝固时间、铺展值，和抗压强度及挠曲强度（48小时和热固化后）。所得的结果显示于如下表4中。
表4
凝固时间（开始） 8小时00
凝固时间（结束） 12小时30
冲击前的铺展（毫米） 230
冲击后的铺展（毫米） 255
以兆帕计的48小时抗压强度（1） 93.6
以兆帕计的48小时挠曲强度（3） 12.3
以兆帕计的热固化后的抗压强度（2） 153
以兆帕计的热固化后的挠曲强度（4） 16.3
（1）在20℃下湿气固化2天之后，在直径为7厘米且高度为14厘米的圆柱形测试样品上。
（2）在20℃下湿气固化2天，然后在90℃下湿气固化2天之后，在直径为7厘米且高度为14厘米的圆柱形测试样品上。
（3）在20℃下湿气固化2天之后，在棱柱形测试样品（4x4x16厘米）上。
（4）在20℃下湿气固化2天，然后在90℃下湿气固化2天之后，在棱柱形测试样品（4x4x16厘米）上。
实施例5
使用如下材料。
粉末和混凝土混合物在Rayneri混合器中制备。测量凝固时间、铺展值，和抗压强度及挠曲强度。所得的结果显示于如下表5中。
表5
凝固时间（开始） 8小时00
凝固时间（结束） 11小时00
冲击前的铺展（毫米） 180
冲击后的铺展（毫米） 215
以兆帕计的48小时抗压强度（1） 101
以兆帕计的热固化后的抗压强度（2） 149
以兆帕计的热固化后的挠曲强度（4） 25.6
（1）、（2）和（4）：固化和样品如实施例1中所述。
实施例6
使用如下材料。
粉末和混凝土混合物在Rayneri混合器中制备。所得的结果显示于如下表6中。
表6
（1）在20℃下湿气固化2天之后，在直径为7厘米且高度为14厘米的圆柱形测试样品上。
（2）在20℃下湿气固化2天，然后在90℃下湿气固化2天之后，在直径为7厘米且高度为14厘米的圆柱形测试样品上。
（3）在20℃下湿气固化2天，然后在90℃下湿气固化2天之后，在棱柱形测试样品（4x4x16厘米）上。

Claims (8)

1.一种混凝土，其包含以重量份计的如下组分：
100重量份Portland水泥；
50至200重量份具有D10至D90为0.063至5毫米的单级配的二氧化硅或石灰石砂子或者二氧化硅或石灰石砂子的混合物，最细的砂子具有0.063至1毫米的D10至D90且最粗的砂子具有1至4毫米的D10至D90；
10至50重量份平均粒子大小15微米以下的粒状的非火山灰材料；
0.1至10重量份减水超塑化剂；和
10至30重量份水；
该混凝土不含硅粉；
所述混凝土具有100兆帕以上的28天抗压强度。
2.根据权利要求1所述的混凝土，其进一步包含生石灰、烧石灰或氧化钙。
3.根据权利要求1或2所述的混凝土，其中所述非火山灰包含重质碳酸钙或石英粉。
4.根据前述权利要求的任一项所述的混凝土，其包含重质碳酸钙、石英粉或沉淀碳酸钙或其混合物。
5.根据前述权利要求的任一项所述的混凝土，其包含有机或金属纤维。
6.根据权利要求5所述的混凝土，其包含相对于凝固水泥的体积0.5至3.5体积%的金属纤维。
7.根据权利要求5所述的混凝土，其包含相对于凝固水泥的体积2至5体积%的有机纤维。
8.一种水泥混合物，其包含以重量份计的如下组分：
100重量份Portland水泥；
50至200重量份具有D10至D90为0.063至5毫米的单级配的二氧化硅或石灰石砂子或者二氧化硅或石灰石砂子的混合物，最细的砂子具有0.063至1毫米的D10至D90且最粗的砂子具有1至4毫米的D10至D90；
10至50重量份平均粒子大小15微米以下的粒状的非火山灰材料；
0.2至10重量份减水超塑化剂；和
该水泥混合物不含硅粉。
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