CN109851303A - 低收缩耐腐蚀超高性能混凝土及其制备方法、施工方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于绿色超高性能建筑材料技术领域，涉及低收缩耐腐蚀超高性能混凝土及其制备方法、施工方法和应用。该混凝土包括按重量百分比计的如下组分：高抗折超硫酸盐水泥49.1％～62.9％、细集料20％～39.95％、减水剂0.15％～0.5％、消泡剂0.04％～0.3％、促凝剂0～0.3％、纤维1.5％～25％和缓凝剂0～0.4％。本发明可制成28d抗折强度达32.8MPa、抗压强度达165.1MPa；28d水中自由膨胀率0.12％，28d干缩值－0.035％的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，并配置不同流动性能、可满足幕墙、装饰混凝土等超高性能混凝土制品及不同施工工艺的应用需要。

Description

低收缩耐腐蚀超高性能混凝土及其制备方法、施工方法和 应用

技术领域

本发明属于绿色超高性能建筑材料技术领域，具体而言，涉及一种低收缩耐腐蚀超高性能混凝土及其制备方法、施工方法和应用。

背景技术

近年来，建筑材料领域对混凝土的应用需求无论从用量上还是技术水准上均有大幅的提高。随着绿色建筑理念的发展，具有装饰功能的装饰混凝土成为近年来研究的热点；同时，混凝土领域的技术进展也引导着向超高性能装饰混凝土进行发展。

例如，公开号为CN101160268A的专利公开了一种超高强度纤维增强水泥组合物、超高强度纤维增强砂浆或混凝土以及超高强度水泥外加材料，以水泥、硅灰、煤气化飞灰和石膏为主要成分，提高相对于抗压强度的抗弯强度的比率，从而以更少量的金属纤维也能获得高的抗弯强度。该发明要解决的技术问题是，提供一种通用性高的超高强度纤维增强砂浆或混凝土，在提高流动性(作业性)的同时，提高不含金属纤维的砂浆的抗压强度的绝对值，并且提高抗弯强度相对于抗压强度的比率，从而用更少量的金属纤维就能获得高的抗弯强度，另外还可以在普通生混凝土中使用的细集料。

公开号为CN101186479A的专利公开了一种超高强砂浆的制备方法，采用52.5级以上硅酸盐水泥，研制成功150MPa抗压强度超高强砂浆。公开号为CN106458756A的专利公开了一种超高性能混凝土，该发明采用欧洲标准的CEMI波特兰水泥，制造28天具有通常为90至150MPa或甚至更高的压缩机械强度，着手解决的问题是提供新颖的非自流平的超高性能混凝土的制剂，所述超高性能混凝土在其应用于斜面或垂直面时能够保持在原位。公开号为CN108264289A的专利公开了一种超高性能装饰混凝土及其制备方法，以52.5级硅酸盐水泥或白色硅酸盐水泥，添加颜料、钢纤维，制成28d抗压强度110MPa的超高性能装饰混凝土。

然而，上述发明中均采用高标号硅酸盐水泥或白色硅酸盐水泥，采用硅酸盐水泥具有收缩率高，变形大，安装时精度差等问题，而应用于大型幕墙类装饰构件则要求变形小、精度高，因而上述发明难以满足实际应用需求。此外，硅酸盐水泥耐硫酸盐腐蚀、耐酸腐蚀较差，在沿海工程应用、在酸腐蚀环境下应用将影响建筑装饰构件的耐久性；并且，硅酸盐水泥易泛碱，影响建筑装饰构件的美观。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，具有收缩率小、耐腐蚀性好、抗折和抗压强度高等特点，能够克服上述问题或者至少部分地解决上述技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种低收缩耐腐蚀超高性能混凝土的制备方法，工艺简单，易于实施。

本发明的第三目的在于提供一种低收缩耐腐蚀超高性能混凝土的施工方法。

本发明的第四目的在于提供一种低收缩耐腐蚀超高性能混凝土在模具、墙体或地板领域中的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，包括按重量百分比计的如下组分：

高抗折超硫酸盐水泥49.1％～62.9％、细集料20％～39.95％、减水剂0.15％～0.5％、消泡剂0.04％～0.3％、促凝剂0～0.3％、纤维1.5％～25％和缓凝剂0～0.4％。

作为进一步优选技术方案，所述高抗折超硫酸盐水泥被白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部或部分等量替代；

和/或，所述高抗折超硫酸盐水泥被快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部或部分等量替代。

作为进一步优选技术方案，所述细集料包括河沙、硅砂、石英砂或机制砂中的至少一种；

优选地，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、密胺减水剂、三聚氰胺减水剂、萘系减水剂和AE减水剂中的至少一种；

优选地，所述消泡剂包括有机硅消泡剂、矿物油类消泡剂、酯类消泡剂或醚类消泡剂中的至少一种。

作为进一步优选技术方案，所述纤维包括抗碱玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、高密度聚乙烯纤维、聚酰胺或聚酰亚胺纤维、聚丙烯纤维、芳族聚酰胺纤维或金属纤维中的至少一种；

优选地，所述缓凝剂包括硼酸、硼砂、葡萄糖酸钠、酒石酸、柠檬酸或柠檬酸钠中的至少一种；

优选地，所述促凝剂包括碳酸锂、硫酸锂、氢氧化锂、氯化锂或硫酸铝中的至少一种。

作为进一步优选技术方案，按重量百分比计，所述混凝土还包括微珠0.01％～6.0％。

作为进一步优选技术方案，制备所述低收缩耐腐蚀超高性能混凝土过程中，采用的水料比为0.09～0.12。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种如上所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土的制备方法，将高抗折超硫酸盐水泥、细集料、减水剂、消泡剂、促凝剂、纤维、缓凝剂与水混合，搅拌，得到低收缩耐腐蚀超高性能混凝土；

优选地，先向水中加入高抗折超硫酸盐水泥、细集料、减水剂、消泡剂、促凝剂和缓凝剂，搅拌3～5分钟后，再加入纤维继续搅拌5～8分钟，得到低收缩耐腐蚀超高性能混凝土；

优选地，水料比为0.09～0.12。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种如上所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土的施工方法，将高抗折超硫酸盐水泥、细集料、减水剂、消泡剂、促凝剂、纤维、缓凝剂与水混合，制得不同流动性的混凝土砂浆；

利用喷射法喷射混凝土砂浆，进行施工；

或者，以高流态混凝土砂浆直接浇筑，进行施工；

或者，以泵送方式浇筑，进行施工；

优选地，还包括以人工或机械方式进行抹压成型的步骤；

优选地，还包括以震动加压的方式进行成型的步骤。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种以上所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土在模具、墙体或地板领域中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，利用高抗折超硫酸盐水泥所具有的高抗折和高抗压强度性能，提高抗折强度相对于抗压强度的比率，从而用更少的纤维就能获得很高的抗折强度，降低原料成本，其28d抗折强度在25～32.8MPa左右，28d抗压强度在142～165.1MPa左右。该高抗折超硫酸盐水泥可缓解因现有技术中无法充分激发粒化高炉矿渣活性，而造成现有的超硫酸盐水泥水化硬化速度慢、早期强度低和易起砂的问题，且可大大提高水泥的抗折强度，该高抗折超硫酸盐水泥具有早期和后期强度高的优点，尤其是抗折强度超高。

并且，利用高抗折超硫酸盐水泥所具有的低收缩特点，可减小砂浆的变形，制成的超高性能混凝土28d水中自由膨胀率在0.11％～0.13％左右，28d干空收缩率在－0.2％～－0.38％左右。

同时，利用高抗折超硫酸盐水泥所具有的耐硫酸盐、耐酸腐蚀性能，可保证制成的超高性能混凝土的耐腐蚀性能。利用高抗折超硫酸盐水泥所具有的抑制泛碱功能，可减少制成的超高性能混凝土的泛碱。高抗折超硫酸盐水泥亨特白度达到82以上(按GB/T2015－2005附录A规定的方法测定)，即利用高抗折超硫酸盐水泥的特性，可制成白色装饰混凝土。

本发明的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土的制备方法或施工方法，操作简单，容易实施，高效可控，成本低，无需高温养护和蒸压釜蒸养，常温养护即可完成，稳定性好，制得的混凝土质量和性能波动小。本发明可配置不同流动性能、满足幕墙、装饰混凝土等超高性能混凝土制品及不同施工工艺的应用需要。

具体实施方式

下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。

第一方面，在至少一个实施例中提供一种低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，包括按重量百分比计的如下组分：

高抗折超硫酸盐水泥49.1％～62.9％、细集料20％～39.95％、减水剂0.15％～0.5％、消泡剂0.04％～0.3％、促凝剂0～0.3％、纤维1.5％～25％和缓凝剂0～0.4％。

优选地，所述低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，包括按重量百分比计的如下组分：

高抗折超硫酸盐水泥49.1％～62.9％、细集料20％～39.7％、减水剂0.15％～0.5％、消泡剂0.05％～0.3％、促凝剂0.02～0.3％、纤维1.5％～25％和缓凝剂0.05～0.4％。

需要说明的是，“低收缩耐腐蚀超高性能混凝土”是指，该超高性能混凝土UHPC(Ultra－High Performance Concrete)的收缩率低，同时耐腐蚀性好；进一步，该超高性能混凝土28d水中自由膨胀率在0.11％～0.13％左右，28d干空收缩率在－0.2％～－0.38％左右；按GB/T749－2008规定的方法测定，其28d和180d耐硫酸盐侵蚀系数最高可达到1.15和1.1；按GB/T749－2008规定的方法，将侵蚀溶液改为pH值为3.0的硫酸溶液，其28d和180d耐硫酸侵蚀系数分别约为1.05和1.0。

上述低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，通过合适且适量的高抗折超硫酸盐水泥、细集料、减水剂、消泡剂、促凝剂、纤维和缓凝剂的协同配合作用，可以提高混凝土的抗腐蚀性能，增强耐久性、延长使用寿命；同时可以减少砂浆的变形，降低收缩率，提高安装时精度；以及提高混凝土的抗折强度和抗压强度，使用更少量的纤维就可获得很高的抗折强度，还可降低混凝土的生产成本，减少混凝土的泛碱，提高混凝土的实用性、适用性、美观性等。从而，本发明有效缓解了现有技术中普遍采用高标号硅酸盐水泥或白色硅酸盐水泥存在的收缩率高、变形大、安装时精度差、耐硫酸盐腐蚀、耐酸腐蚀较差等问题。

进一步，尤为突出的是，本发明采用的水泥为高抗折超硫酸盐水泥。上述高抗折超硫酸盐水泥是指，公开号为CN107827379A所公开的“高抗折超硫酸盐水泥及其制备方法”中的高抗折超硫酸盐水泥，其为申请人的在先研究成果。该高抗折超硫酸盐水泥，包括以下原料：粒化高炉矿渣、石膏和高贝利特硫铝酸盐水泥熟料。利用高抗折超硫酸盐水泥可缓解因现有技术中无法充分激发粒化高炉矿渣活性，而造成现有的超硫酸盐水泥水化硬化速度慢、早期强度低和易起砂的问题，且可大大提高水泥的抗折强度，该高抗折超硫酸盐水泥具有早期和后期强度高的优点，尤其是抗折强度超高。

利用该高抗折超硫酸盐水泥所具有的高抗折和高抗压强度性能，提高抗折强度相对于抗压强度的比率，从而用更少量的纤维就能获得很高的抗折强度，使制成的混凝土达到28d(28天，下同)抗折强度最高可达到32.8MPa、抗压强度最高可达到165.1MPa。利用该高抗折超硫酸盐水泥低收缩特点减小砂浆的变形，制成的超高性能混凝土28d干空中收缩率约为－0.038％、水中自由膨胀率约为0.15％。该高抗折超硫酸盐水泥具有耐硫酸盐、耐酸腐蚀性能，按GB/T 749－2008规定的方法测定，其28d和180d耐硫酸盐侵蚀系数高达1.15和1.1；按GB/T 749－2008规定的方法，将侵蚀溶液改为pH值为3.0的硫酸溶液，其28d和180d耐硫酸侵蚀系数分别为1.05和1.0；其耐硫酸盐和耐酸特性可保证制成的超高性能混凝土的耐腐蚀性能。利用该高抗折超硫酸盐水泥抑制泛碱功能可减少制成的超高性能混凝土的泛碱。该高抗折超硫酸盐水泥亨特白度达到82以上(按GB/T2015－2005附录A规定的方法测定)，如细集料采用白色石英砂，即可制成白色装饰混凝土。

需要说明的是，如果没有特别指出，本发明所述的百分数(包括重量百分数)的基准是所述组合物的总重量。除非另有说明，否则所涉及的百分数按照重量计。

以范围形式表达的值应当以灵活的方式理解为不仅包括明确列举出作为范围限值的数值，而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子区间，犹如每个数值和子区间被明确列举出。

根据本发明，按照重量百分比计，高抗折超硫酸盐水泥的含量为49.1～62.9％，典型但非限制性的含量可以为49.1％、49.5％、49.6％、49.8％、50％、50.2％、50.5％、50.8％、51％、51.5％、52％、52.6％、53.2％、54.5％、54.8％、56％、58％、59.5％、60％、61％、62.6％或62.9％；细集料的含量为20％～39.95％，典型但非限制性的含量可以为20％、21％、22.5％、24％、25％、26％、28％、30％、30.8％、32％、34.7％、35％、36.2％、37.5％、38％、38.6％、39％、39.2％、39.7％或39.95％；减水剂的含量为0.15～0.5％，典型但非限制性的含量可以为0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％；消泡剂的含量为0.04～0.3％，典型但非限制性的含量可以为0.04％、0.05％、0.08％、0.1％、0.15％、0.2％、0.25％或0.3％；促凝剂的含量为0～0.3％，典型但非限制性的含量可以为0、0.02％、0.04％、0.05％、0.06％、0.08％、0.1％、0.12％、0.15％、0.18％、0.2％、0.25％或0.3％；纤维的含量为1.5％～25％，典型但非限制性的含量可以为1.5％、2％、5％、6％、8％、10％、12％、15％、18％、20％、22％、24％或25％；缓凝剂的含量为0～0.4％，典型但非限制性的含量可以为0、0.05％、0.08％、0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％或0.4％。

当上述高抗折超硫酸盐水泥、细集料、减水剂、消泡剂、促凝剂、纤维和缓凝剂采用上述组分组成和配比时，协同作用更佳，更有助于提升的产品的性能。即通过上述各原料功能上的相互配合、支撑，以及比例间的相互制约和搭配，使得该超高性能混凝土相较于现有的混凝土综合性能较好，尤其可针对性的改善混凝土的收缩率、耐腐蚀性、抗折和抗压强度性能等。

在一种优选的实施方式中，所述高抗折超硫酸盐水泥被白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部或部分等量替代；

和/或，所述高抗折超硫酸盐水泥被快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部或部分等量替代。

即，利用白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和/或快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥等量取代全部或部分高抗折超硫酸盐水泥。

需要说明的是，白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和/或快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥中的“和/或”是指，白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥、快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥或者白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥。

根据本发明，所采用的高抗折超硫酸盐水泥可由白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥或快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥中的任一种或两种的复合物全部或部分取代，且所述取代为等量取代。

上述“等量取代全部高抗折超硫酸盐水泥”是指，该混凝土中不添加高抗折超硫酸盐水泥，仅添加白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和/或快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥，即白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和/或快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥的含量为49.1％～62.9％。而“等量取代部分高抗折超硫酸盐水泥”是指，该混凝土中既添加高抗折超硫酸盐水泥，又添加白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和/或快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥，且，高抗折超硫酸盐水泥以及白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和/或快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥的总含量为49.1％～62.9％。

还需要说明的是，当采用白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥的时候，这两种水泥的比例是任意的，不作特殊限制，只需要满足二者的总含量在49.1％～62.9％即可。同样的，当采用上述三种水泥，或者采用上述三种水泥中的任意两种的时候，对于各水泥的比例也是没有限制的，只需满足所添加的水泥的总含量在49.1％～62.9％即可。

在一种优选的实施方式中，所述白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥包括白色抗裂快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和/或白色超高强快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥；

优选地，所述快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥包括抗裂快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和/或高强快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥。

根据本发明，上述白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥是指，公开号为CN105330182A所公开的“一种白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料、应用及其生产工艺”中的白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥，其为申请人的在先研究成果。该白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥，包括水泥熟料，调凝、促强组分，填充辅料组分所配比，选择白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料(该熟料由如下重量百分比的矿物组成：22.67～37.24％的37.02～46.21％的C₂S，13.51～26.33％的CaSO₄，0.5～4.6％的f－CaO，0.46～3.04％的C₄AF，余量为混杂矿物成分)，调凝、促强组分选择硬石膏，填充辅料选择矿渣粉，并按照下述重量百分比的混配、研磨成水泥：白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥熟料26％～97％、硬石膏3％～19％、矿渣粉0％～55％。

上述快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥是指，公开号为CN104860556A所公开的“快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥熟料、应用及其生产工艺”中的快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥，其为申请人的在先研究成果。该快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥，包括水泥熟料，调凝、促强组分，填料所配制、并均混研磨而成，选择快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥熟料(该熟料由如下重量百分比的矿物组成：3～9％C₄AF，37～47％C₂S，0.5～4.6％f－CaO，14～26％CaSO₄，余量为混杂矿物成分)，加配调凝、促强组分选择硬石膏，填料选择矿渣；按照下述重量百分比的混配、研磨成水泥：快凝快硬贝利特硫铝酸盐水泥熟料26％～97％、硬石膏3％～19％、矿渣0％～55％；按设计标号在26％～97％范围内选择水泥熟料重量百分比，在小磨实验数据基础上、在步骤划定的范围内调整硬石膏，矿渣的配伍、并经研磨而成的水泥控制技术指标达到：初凝时间：9～30分钟、终凝时间：11～40分钟、2小时抗折强度：1.8～4.6Mpa、2小时抗压强度：4.9～25.6Mpa、28天抗折强度：6.3～11.8Mpa、28天抗压强度：45.1～92.7Mpa、28天自由膨胀率：0.012～0.078％，限制膨胀率：21天空气中0.01％～0.033％、水中28天膨胀率0.009％～0.055％。

上述白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥。分别是以下四个规格型号：白色抗裂快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥(以下简称白色抗裂双快水泥)、抗裂快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥(以下简称抗裂双快水泥)、白色超高强快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥(以下简称白色超高强双快水泥)、高强快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥(以下简称高强双快水泥)。上述水泥体系中，创新性地通过在以无水硫铝酸钙为主要矿物的胶凝材料体系中，引入适量的游离氧化钙和硫酸钙，控制生成的主要水化产物的种类和数量以及生长过程和形貌，调控水化硬化过程中水化产物之间与微观结构合理匹配，实现胶凝材料的体积稳定性，干缩值仅为硅酸盐水泥的10％左右。进一步，通过优化设计无水硫铝酸钙、游离氧化钙和硫酸钙的优化匹配，实现了三者水化硬化过程的相互促进，且进一步促进了低活性矿物贝利特的水化硬化，从而实现了水泥的快凝快硬性能，其4h抗压强度高达20MPa。

利用白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和/或快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥等量取代全部或部分高抗折超硫酸盐水泥，可以实现上述单独采用高抗折超硫酸盐水泥所获得的技术效果，在此不再赘述。

上述低收缩耐腐蚀超高性能混凝土中，所涉及到的细集料、减水剂、消泡剂、促凝剂、纤维和缓凝剂，可以选择本领域在制备混凝土中已知常用的种类，但为了实现各组分间更好的配合/协同效果，本发明对该混凝土配方中各组分作出了如下优选限定：

优选地，所述减水剂为高性能减水剂；所述高性能减水剂包括聚羧酸减水剂、密胺减水剂、三聚氰胺减水剂、萘系减水剂和AE减水剂中的一种或两种以上的复合物。

优选地，所述纤维包括抗碱玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇(PVA)纤维、聚丙烯腈(PAN)纤维、高密度聚乙烯(PEHD)纤维、聚酰胺或聚酰亚胺纤维、聚丙烯纤维、芳族聚酰胺纤维或金属纤维中的一种或两种以上的复合物。

优选地，所述促凝剂包括碳酸锂、硫酸锂、氢氧化锂、氯化锂或硫酸铝中的一种或两种以上的复合物。

优选地，所述缓凝剂包括硼酸、硼砂、葡萄糖酸钠、酒石酸、柠檬酸或柠檬酸钠中的一种或两种以上的复合物种。

优选地，所述细集料包括河沙、硅砂、石英砂或机制砂中的一种或两种以上的复合物。

优选地，所述消泡剂包括有机硅消泡剂、矿物油类消泡剂、酯类消泡剂或醚类消泡剂中的至少一种；所述消泡剂优选为有机硅消泡剂或聚醚类消泡剂。例如，消泡剂可以采用801型消泡剂、P8850型消泡剂等中的一种或两种以上的复合物。

在一种优选的实施方式中，按重量百分比计，所述混凝土还包括微珠0.01％～6.0％。

可以理解的是，该超高性能混凝土中可以选择添加微珠，也可以不添加微珠；实际应用中，可以根据实际情况或工艺需求进行添加。对于微珠的具体类型不作特殊限制，可采用本领域常用的微珠类型。优选地，作为微珠的实例，选用内蒙微珠。

作为一种优选的实施方式，所述低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，包括按重量百分比计的如下组分：高抗折超硫酸盐水泥49.1％～62.9％、细集料20％～39.7％、减水剂0.15％～0.5％、消泡剂0.05％～0.3％、促凝剂0.02％～0.3％、纤维1.5％～25％、缓凝剂0.05％～0.4％和任选的微珠0.01％～6.0％；各组分用量之和为100％。

其中，“任选的微珠”即代表的是可以添加微珠，也可以不添加微珠。

在一种优选的实施方式中，制备所述低收缩耐腐蚀超高性能混凝土过程中，采用的水料比为0.09～0.12。

在制备上述超高性能混凝土中，搅拌用水量为9％～12％，即水料比为0.09～0.12。通常在满足混凝土工艺要求的基础上，较低的水料比有利于保证混凝土较高的抗压强度。

可以理解的是，水料比是指加入的水的重量与上述物料总重量的比例，即水的重量与高抗折超硫酸盐水泥、细集料、减水剂、消泡剂、促凝剂、纤维、缓凝剂和任选的微珠总重量的比例。

本发明的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，28d抗折强度最高达到32.8MPa、抗压强度最高达到165.1MPa；28d水中自由膨胀率约为0.12％，28d干缩值约为－0.035％。

第二方面，在至少一个实施例中提供一种如上所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土的制备方法，包括以下制备步骤：

将高抗折超硫酸盐水泥、细集料、减水剂、消泡剂、促凝剂、纤维、缓凝剂与水混合，搅拌，得到低收缩耐腐蚀超高性能混凝土。

优选地，先向水中加入高抗折超硫酸盐水泥、细集料、减水剂、消泡剂、促凝剂和缓凝剂，搅拌3～5分钟后，再加入纤维继续搅拌5～8分钟，得到低收缩耐腐蚀超高性能混凝土。

根据本发明，制备该超高性能混凝土时，先将水倒入搅拌锅中，然后将除纤维以外的物料加入搅拌锅，用可变频、转速不低于700转/分钟高转速搅拌机搅拌3分钟后，缓缓加入纤维继续搅拌5～8分钟；满足流动性能要求后浇入到实验模具中。

可以理解的是，在制备中，上述高抗折超硫酸盐水泥可以由白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和/或快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥等量全部或部分取代。

可以理解的是，在制备中，还可加入微珠。

本发明的制备方法工艺流程简单，操作简便，易于实施，对设备要求低，投资成本低，制得的产品性能优异。

第三方面，在至少一个实施例中提供一种如上所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土的施工方法，包括：将高抗折超硫酸盐水泥、细集料、减水剂、消泡剂、促凝剂、纤维、缓凝剂与水混合，制得不同流动性和稠度的混凝土砂浆，将混凝土砂浆运输至施工现场；

利用喷射法喷射混凝土砂浆，进行施工；

或者，以高流态混凝土砂浆直接浇筑，进行施工；

或者，以泵送方式浇筑，进行施工；

优选地，还包括以人工或机械方式进行抹压成型的步骤；

优选地，还包括以震动加压的方式进行成型的步骤。

可以理解的是，该施工方法中，上述高抗折超硫酸盐水泥可以由白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和/或快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥等量全部或部分取代。该施工方法中，还可加入微珠。

第四方面，在至少一个实施例中提供一种所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土在模具、墙体或地板领域中的应用。

本发明的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土可应用至支撑物，所述的支撑物可为模具、围墙、隔墙或地板。

可以理解的是，本发明的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土可应用在模具、各种墙体和地板等领域中，具有优异的力学性能和耐久性，耐腐蚀性好，收缩率低，使用寿命长，经济性好。其中，所述的墙体包括围墙、隔墙、幕墙等。

下面结合具体实施例、对比例，对本发明作进一步说明。

实施例1－5

实施例1－5的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，主要由以下重量百分比的原料制备而成，具体的原料成分与配比如表1所示。

表1实施例1－5的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土的原料成分与配比

注：表中“－”代表的是，该实施例中未添加该种原料(下同)。

实施例6－10

实施例6－10的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，主要由以下重量百分比的原料制备而成，具体的原料成分与配比如表2所示。

表2实施例6－10的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土的原料成分与配比

实施例11

一种低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，包括按重量百分比计的如下组分：82.5级白色超高强双快水泥52.6％、42.5级抗裂双快水泥6.18％、C900聚羧酸减水剂0.38％、三聚氰胺减水剂0.12％、氯化锂0.02％、葡萄糖酸钠0.20％、硼酸0.20％、P8850消泡剂0.30％、40－80目白石英砂20.0％和钢纤维(长12mm、直径1mm)20.0％。

本实施例的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，与实施例1的区别仅在于：将碳酸锂替换为氯化锂；其余均与实施例1相同。

实施例12

一种低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，包括按重量百分比计的如下组分：82.5级白色超高强双快水泥52.6％、42.5级抗裂双快水泥6.18％、C900聚羧酸减水剂0.38％、三聚氰胺减水剂0.12％、碳酸锂0.02％、柠檬酸0.40％、P8850消泡剂0.30％、40－80目白石英砂20.0％和钢纤维(长12mm、直径1mm)20.0％。

本实施例的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，与实施例1的区别仅在于：

将硼酸和葡萄糖酸钠替换为柠檬酸；其余均与实施例1相同。

上述实施例低收缩耐腐蚀超高性能混凝土的制备，包括：

先将水倒入搅拌锅中，然后将除纤维以外的物料加入搅拌锅，用可变频、转速不低于700转/分钟高转速搅拌机搅拌3分钟后，缓缓加入纤维继续搅拌5－8分钟；满足流动性能要求后浇入到实验模具中。

对比例1

一种超高性能混凝土，主要由以下重量百分比的原料制备而成：

高抗折超硫酸盐水泥40.0％、2651减水剂0.10％、碳酸锂0.01％、硼酸0.02％、P8850消泡剂0.03％、80－120目白石英砂18.84％、40－80目白石英砂20.0％、40－80目硅砂20.0％、12mm长山东泰山玻璃纤维1.0％。

水料比为0.14。

与实施例1不同的是，本对比例中各原料的含量均不在本发明所提供的含量范围内。

对比例2

一种超高性能混凝土，主要由以下重量百分比的原料制备而成：

高抗折超硫酸盐水泥70.0％、2651减水剂0.36％、碳酸锂0.03％、硼酸0.20％、柠檬酸0.10％、P8850消泡剂0.20％、80－120目白石英砂10.11％、40－80目白石英砂8.0％、40－80目硅砂8.0％、12mm长山东泰山玻璃纤维3.0％。

水料比为0.12。

与实施例1不同的是，本对比例中部分原料的含量均不在本发明所提供的含量范围内。

对比例3

一种超高性能混凝土，主要由以下重量百分比的原料制备而成：

82.5级白色超高强双快水泥52.6％、42.5级抗裂双快水泥6.18％、氯化锂0.02％、葡萄糖酸钠0.20％、柠檬酸0.20％、P8850消泡剂0.30％、40－80目白石英砂20.5％和钢纤维(长12mm、直径1mm)20.0％。

水料比为0.16。

与实施例1不同的是，本对比例中省略了原料减水剂。

对比例4

一种超高性能混凝土，主要由以下重量百分比的原料制备而成：

52.5级白色硅酸水泥59.0％、硅灰5.0％、2651减水剂0.36％、柠檬酸0.02％、80－120目白石英砂6.7％、40－80目白石英砂24.92％和12mm长山东泰山玻璃纤维4.0％。

水料比为0.12。

与实施例1不同的是，本对比例中采用了普通的52.5级白色硅酸水泥和硅灰。

性能测试

对上述各实施例和对比例制得的混凝土进行性能测试，测试结果如表3所示。

流动性按JC/T 986－2005中规定的试验方法测定，抗折/抗压强度按GB/T17671－1999中规定的试验方法测定，28d干缩率按JC/T 2381－2016中规定的试验方法测定，28d自由膨胀率按JC/T 313－2009中规定的试验方法测定。

表3各实施例和对比例的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土性能测试结果

以上可以看出，本发明实施例的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，具有较高的抗折和抗压强度性能，提高了抗折强度相对于抗压强度的比率，利用较少量的纤维就能获得很高的抗折强度，使制成的混凝土28d抗折强度可达32.8MPa、抗压强度可达165.1MPa；制成的超高性能混凝土28d水中自由膨胀率可达0.15％，干空中收缩率可达－0.038％。

另外，通过对比例和实施例的比较可知，改变超高性能混凝土中各原料的配比，使得原料的配比不在本发明保护的范围内，或者删除、替换其中的某一种组分，或者采用现有技术中常用的普通水泥，均不能实现上述效果。说明本发明超高性能混凝土所用配方选择了较佳的组分和用量，具有较佳的抗折和抗压强度，较低的收缩率，综合性能良好。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，其特征在于，包括按重量百分比计的如下组分：

高抗折超硫酸盐水泥49.1％～62.9％、细集料20％～39.95％、减水剂0.15％～0.5％、消泡剂0.04％～0.3％、促凝剂0～0.3％、纤维1.5％～25％和缓凝剂0～0.4％。

2.根据权利要求1所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，其特征在于，所述高抗折超硫酸盐水泥被白色快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部或部分等量替代；

和/或，所述高抗折超硫酸盐水泥被快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥全部或部分等量替代。

3.根据权利要求1所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，其特征在于，所述细集料包括河沙、硅砂、石英砂或机制砂中的至少一种。

4.根据权利要求1～3任一项所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，其特征在于，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、密胺减水剂、三聚氰胺减水剂、萘系减水剂和AE减水剂中的至少一种；

优选地，所述消泡剂包括有机硅消泡剂、矿物油类消泡剂、酯类消泡剂或醚类消泡剂中的至少一种。

5.根据权利要求1～3任一项所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，其特征在于，所述纤维包括抗碱玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、高密度聚乙烯纤维、聚酰胺或聚酰亚胺纤维、聚丙烯纤维、芳族聚酰胺纤维或金属纤维中的至少一种；

优选地，所述缓凝剂包括硼酸、硼砂、葡萄糖酸钠、酒石酸、柠檬酸或柠檬酸钠中的至少一种；

优选地，所述促凝剂包括碳酸锂、硫酸锂、氢氧化锂、氯化锂或硫酸铝中的至少一种。

6.根据权利要求1～3任一项所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，其特征在于，按重量百分比计，所述混凝土还包括微珠0.01％～6.0％。

7.根据权利要求1～3任一项所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土，其特征在于，制备所述低收缩耐腐蚀超高性能混凝土过程中，采用的水料比为0.09～0.12。

8.如权利要求1～7任一项所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，将高抗折超硫酸盐水泥、细集料、减水剂、消泡剂、促凝剂、纤维、缓凝剂与水混合，搅拌，得到低收缩耐腐蚀超高性能混凝土；

优选地，先向水中加入高抗折超硫酸盐水泥、细集料、减水剂、消泡剂、促凝剂和缓凝剂，搅拌3～5分钟后，再加入纤维继续搅拌5～8分钟，得到低收缩耐腐蚀超高性能混凝土；

优选地，水料比为0.09～0.12。

9.如权利要求1～7任一项所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土的施工方法，其特征在于，将高抗折超硫酸盐水泥、细集料、减水剂、消泡剂、促凝剂、纤维、缓凝剂与水混合，制得不同流动性的混凝土砂浆；

利用喷射法喷射混凝土砂浆，进行施工；

或者，以高流态混凝土砂浆直接浇筑，进行施工；

或者，以泵送方式浇筑，进行施工；

优选地，还包括以人工或机械方式进行抹压成型的步骤；

优选地，还包括以震动加压的方式进行成型的步骤。

10.权利要求1～7任一项所述的低收缩耐腐蚀超高性能混凝土在模具、墙体或地板领域中的应用。