CN108285311A - 一种常温常压养护型超高性能混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于混凝土的制备技术领域，具体涉及一种常温常压养护型超高性能混凝土及其制备方法。该超高性能混凝土由硅酸盐水泥，硅灰，粒径为0.16‑0.315mm的河砂，粒径为0.63‑1.25mm的河砂，钢纤维，减水剂和水组成。其突破了传统连续级配的细骨料来制备超高性能混凝土的思维，利用两种不同粒径的河砂构成了细骨料的间断级配，提高了混凝土的堆积密度，使获得的超高性能混凝土的流动性好，且抗压强度达170Mpa，劈裂抗拉强度达21.26MPa，抗折强度达24MPa。此外，该超高性能混凝土仅需要常温常压养护，简化了养护工艺，仅用少量减水剂，降低了成本，有利于其在工程中的应用。

Description

一种常温常压养护型超高性能混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土的制备技术领域，具体涉及一种常温常压养护型超高性能混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土由于易于取材、易于浇筑成型、抗水性好、耐高温性能好、抵抗循环荷载性能好、经济实惠、维护费用低等优点，已成为当今世界应用最广泛的建筑材料。但随着工程结构向更强，更高，更大的方向发展，对混凝土性能的要求也在不断的提高。复合化、高强化、高性能化的混凝土已成为发展的主要方向。超高性能混凝土由于剔除了粗骨料而堆积紧密，因此具有高强度、高耐久性、高韧性的特点，已成为研究的热点。
然而，目前对于超高性能混凝土的研究大都处于实验研究阶段。这是由于超高性能混凝土对细骨料的要求较高，且混凝土的生产往往需要压蒸或高温条件下进行养护，工艺复杂，成本较高。这严重限制了超高性能混凝土在实际工程中的应用。
发明内容
为克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的是提供一种常温常压养护型超高性能混凝土。
本发明的另一目的是提供一种上述常温常压养护型超高性能混凝土的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种常温常压养护型超高性能混凝土，所述超高性能混凝土由以下按质量份数计的原料组成：硅酸盐水泥840-850份，硅灰250-260份，粒径为0.16-0.315mm的河砂330份，粒径为0.63-1.25mm的河砂770份，钢纤维156份，水145-150份，减水剂36-40份。
优选的，所述超高性能混凝土由以下按质量份数计的原料组成：硅酸盐水泥847份，硅灰253份，粒径为0.16-0.315mm的河砂330份，粒径为0.63-1.25mm的河砂770份，钢纤维156份，水149份，减水剂38.5份。
优选的，所述硅酸盐水泥为PⅡ52.5R硅酸盐水泥或PⅡ52.5硅酸盐水泥。
优选的，所述硅灰中SiO2含量大于96wt.％，平均粒径为0.2-0.3μm。
优选的，所述钢纤维的直径为0.2mm，长度为13mm。
更优选的，所述钢纤维的抗拉强度为2850MPa。
优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂，其固含量为30％。
本发明还提供了一种上述常温常压养护型超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粒径为0.16-0.315mm和0.63-1.25mm的两种河砂及钢纤维按比例混合搅拌，形成A组份。
(2)将硅酸盐水泥和硅灰按比例混合，形成B组份。
(3)将B组份加入到A组分中搅拌，形成C组份。
(4)将减水剂和水按比例混合均匀，形成D组份。
(5)将一半的D组份加入到C组份中，搅拌，形成E组份。
(6)将剩下的另一半D组份加入到E组份中，搅拌，得到超高性能混凝土预备料。
(7)将超高性能混凝土预备料浇筑入模，振动，静置24小时后拆模，然后放置在20±2℃的水中进行养护28d，得到所述常温常压养护型超高性能混凝土。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明突破了传统连续级配的细骨料来制备超高性能混凝土的思维，利用两种不同粒径的河砂构成了细骨料的间断级配，提高了混凝土的堆积密度，使获得的超高性能混凝土的流动性好，且抗压强度达170Mpa，劈裂抗拉强度达21.26MPa，抗折强度达24MPa。
(2)本发明制备的超高性能混凝土仅需要常温常压养护，简化了养护工艺，降低了成本，有利于其在工程中的应用。
(3)本发明中的超高性能混凝土仅采用一种减水剂，且仅采用少量即可达到所需效果。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例1
一种常温常压养护型超高性能混凝土，所述超高性能混凝土由以下按质量份数计的原料组成：PⅡ52.5R硅酸盐水泥847份，SiO2含量大于96wt.％的硅灰253份，粒径为0.16-0.315mm的河砂330份，粒径为0.63-1.25mm的河砂770份，长13mm、直径0.2mm的钢纤维156份，水149份，聚羧酸减水剂38.5份
其制备方法如下：
(1)将两种不同粒径的河砂及钢纤维按比例置于卧轴式混凝土搅拌机中搅拌5min，形成A组份。
(2)将硅酸盐水泥和硅灰按比例混合，形成B组份。
(3)将B组份加入搅拌机中的A组份中搅拌2min，形成C组份。
(4)将聚羧酸减水剂和水按比例混合均匀，形成D组份。
(5)将一半的D组份加入到C组份中，搅拌2min，形成E组份。
(6)将剩下的另一半D组份加入到E组份中，搅拌5min，得到超高性能混凝土预备料。
(7)将超高性能混凝土预备料浇筑入模，在振动台上振动1min(振动频率50HZ),静置24小时后拆模，放置在20±2℃的水中进行养护28d，得到超高性能混凝土。
对上述制备的超高性能混凝土进行了抗压强度测试、劈裂抗拉强度测试、抗折强度测试，各试验情况如下：
1、抗压强度和劈裂抗拉强度试验
取长×宽×高为100mm×100mm×100mm的3个立方体超高性能混凝土试样，采用上海三思纵横机械制造有限公司生产的300吨微机控制电液伺服压力试验机，按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2002)测试三个试样的抗压强度和劈裂抗拉强度，其中抗压强度的加载速率采用1.2MPa/s，劈裂抗拉强度的加载速率采用0.12MPa/s。
实验结果表明：
该3个立方体试样的平均抗压强度为170MPa，换算成
150mm×150mm×150mm标准试件的抗压强度为161.5MPa。
该3个立方体试样的平均劈裂抗拉强度为21.26MPa，换算成
150mm×150mm×150mm标准试件的劈裂抗拉强度为18.07MPa。
2、抗折强度测试
取长×宽×高为400mm×100mm×100mm的3个长方体超高性能混凝土试样，采用MTS Landmark 370.25电液伺服疲劳试验机，按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2002)测试三个试样的抗折强度，其中加载速率采用0.12MPa/s。
实验结果表明：该3个长方体试样的平均抗折强度为24.0MPa，换算成600mm×150mm×150mm标准试件的抗折强度为20.4MPa。
实施例2
一种常温常压养护型超高性能混凝土，所述超高性能混凝土由以下按质量份数计的原料组成：PⅡ52.5硅酸盐水泥847份，SiO2含量大于96wt.％的硅灰253份，粒径为0.16-0.315mm的河砂330份，粒径为0.63-1.25mm的河砂770份，长13mm、直径0.2mm的钢纤维156份，水149份，聚羧酸减水剂38.5份。
其制备方法与实施例1相同。
对上述制备的超高性能混凝土进行了抗压强度测试、劈裂抗拉强度测试、抗折强度测试，测试方法同实施例1.
实验结果表明：
3个立方体试样的平均抗压强度为172MPa，换算成150mm×150mm×150mm标准试件的抗压强度为163.4MPa。
3个立方体试样的平均劈裂抗拉强度为22.03MPa，换算成
150mm×150mm×150mm标准试件的劈裂抗拉强度为18.73MPa。
3个长方体试样的平均抗折强度为24.8MPa，换算成600mm×150mm×150mm标准试件的抗折强度为21.1MPa。
实施例3
一种常温常压养护型超高性能混凝土，所述超高性能混凝土由以下按质量份数计的原料组成：PⅡ52.5R硅酸盐水泥850份，SiO2含量大于96wt.％的硅灰250份，粒径为0.16-0.315mm的河砂330份，粒径为0.63-1.25mm的河砂770份，长13mm、直径0.2mm的钢纤维156份，水150份，聚羧酸减水剂40份。
其制备方法与实施例1相同。
对上述制备的超高性能混凝土进行了抗压强度测试、劈裂抗拉强度测试、抗折强度测试，测试方法同实施例1.
实验结果表明：
3个立方体试样的平均抗压强度为168.7MPa，换算成
150mm×150mm×150mm标准试件的抗压强度为160.3MPa。
3个立方体试样的平均劈裂抗拉强度为20.68MPa，换算成
150mm×150mm×150mm标准试件的劈裂抗拉强度为17.58MPa。
3个长方体试样的平均抗折强度为23.4MPa，换算成600mm×150mm×150mm标准试件的抗折强度为19.9MPa。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种常温常压养护型超高性能混凝土，其特征在于：所述超高性能混凝土由以下按质量份数计的原料组成：硅酸盐水泥840-850份，硅灰250-260份，粒径为0.16-0.315mm的河砂330份，粒径为0.63-1.25mm的河砂770份，钢纤维156份，水145-150份，减水剂36-40份。
2.根据权利要求1所述的常温常压养护型超高性能混凝土，其特征在于：所述超高性能混凝土由以下按质量份数计的原料组成：硅酸盐水泥847份，硅灰253份，粒径为0.16-0.315mm的河砂330份，粒径为0.63-1.25mm的河砂770份，钢纤维156份，水149份，减水剂38.5份。
3.根据权利要求1所述的常温常压养护型超高性能混凝土，其特征在于：所述硅酸盐水泥为PⅡ52.5R硅酸盐水泥或PⅡ52.5硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的常温常压养护型超高性能混凝土，其特征在于：所述硅灰中SiO2含量大于96wt.％，平均粒径为0.2-0.3μm。
5.根据权利要求1所述的常温常压养护型超高性能混凝土，其特征在于：所述钢纤维的直径为0.2mm，长度为13mm。
6.根据权利要求5所述的常温常压养护型超高性能混凝土，其特征在于：所述钢纤维的抗拉强度为2850MPa。
7.根据权利要求1所述的常温常压养护型超高性能混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂，其固含量为30％。
8.一种权利要求1～7所述常温常压养护型超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将粒径为0.16-0.315mm和0.63-1.25mm的两种河砂及钢纤维按比例混合搅拌，形成A组份；
(2)将硅酸盐水泥和硅灰按比例混合，形成B组份；
(3)将B组份加入到A组分中搅拌，形成C组份；
(4)将减水剂和水按比例混合均匀，形成D组份；
(5)将一半的D组份加入到C组份中，搅拌，形成E组份；
(6)将剩下的另一半D组份加入到E组份中，搅拌，得到超高性能混凝土预备料；
(7)将超高性能混凝土预备料浇筑入模，振动，静置24小时后拆模，然后放置在20±2℃的水中进行养护28d，得到所述常温常压养护型超高性能混凝土。
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