CN112456902A - 一种超高性能混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超高性能混凝土及其制备方法，该超高性能混凝土包含以下组份：水泥30‑35％、混合石英砂40‑45％、掺合料8‑12％、钢纤维3‑5％、其余为水；所述混合石英砂采用SiO2含量大于97％的石英砂,包括以下组份：粗粒径石英砂48‑52％、中粒径石英砂28‑32％、细粒径石英砂18‑22％；所述掺合料包括以下组份：硅灰和矿粉共55‑65％、减水剂35‑45％；该制备方法包括以下步骤：先将水泥、混合石英砂、硅灰、矿粉干拌30s后倒入70％的水和减水剂，搅拌2‑4min，再加入剩余的水和减水剂，继续搅拌3‑5min，最后加入钢纤维，搅拌2‑4min，得到超高性能混凝土；本发明能在性能完全满足疏散平台的要求下，大大降低生产成本。

Description

一种超高性能混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特指一种超高性能混凝土及其制备方法。

背景技术

疏散平台作为地铁区间突发事件的主要逃生通道，对确保乘客疏散和抢险人员快速进入现场有重要的作用；目前疏散平台的主要材质为活性粉末混凝土(以下简称RPC)，作为超高性能混凝土的一种，由超细活性粉末、水泥、优质细骨料、高强度纤维等组分，通过最优化级配设计，经高温热合等特定工艺制备而成，是超细粒聚密材料与纤维增强技术相结合的高技术复合材料，为了达到较高的强度，必须依据超致密原理，添加大量水泥、掺合料、外加剂及钢纤维，并且必须使用长时间的蒸汽养护以及专用搅拌设备，造成RPC疏散平台成品的成本居高不下。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种经济型超高性能混凝土及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种超高性能混凝土，包含以下组份：水泥30-35％、混合石英砂40-45％、掺合料8-12％、钢纤维3-5％、其余为水；所述混合石英砂采用SiO2含量大于97％的石英砂,包括以下组份：粗粒径石英砂48-52％、中粒径石英砂28-32％、细粒径石英砂18-22％；所述掺合料包括以下组份：硅灰和矿粉共55-65％、减水剂35-45％。

优选的，所述粗粒径石英砂的粒径为1.0～0.63mm，中粒径石英砂的粒径为0.63～0.315mm，细粒径石英砂的粒径为0.315～0.16mm。

优选的，所述混合石英砂的平均粒径为0.25mm,且含泥量不大于0.5％。

优选的，所述水泥为强度等级不低于52.5R的硅酸盐水泥。

优选的，所述钢纤维为抗拉强度大于2850MPa的圆截面端直型镀锌钢纤维，直径为0.18～0.22mm，长度为12～14mm。

优选的，所述减水剂为减水率大于30％的低引气型聚羧酸改性醚类减水剂。

本发明还公开了一种超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：包括以下步骤：

S1：将所有的原料按照上述的组份进行称取；

S2：将水泥、混合石英砂、硅灰、矿粉干拌30s后倒入70％的水和减水剂，搅拌2-4min；

S3：在步骤2中混合料中加入剩余的水和减水剂，再搅拌3-5min；

S4：在步骤3中混合料中加入钢纤维，搅拌2-4min，得到超高性能混凝土。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明通过采用三粒级石英砂，不仅可以减小RPC内部微裂缝宽度，改善RPC的力学性能，且减少其它骨料在总体积中所占的比例，节约成本；

2、本发明通过使用掺合料代替水泥优化胶材体系和骨料体系来降低RPC的收缩变形，节约成本，制备出工作性良好、标养条件抗折强度达25.6MPa、抗压强度达142MPa的RPC；

3、本发明能在RPC混凝土力学性能和耐久性满足要求的前提下，适当降低钢纤维用量减少成本。

4、本发明能在性能完全满足疏散平台的要求下，每方成本由4000元降低为3030元，大大降低了生产成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例一

本发明所述的超高性能混凝土，包含以下组份：水泥30％、粗粒径石英砂24％、中粒径石英砂14％、细粒径石英砂9％、钢纤维5％、硅灰和矿粉共8％、减水剂3％、水7％。

一种如上所述超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：

S1：将所有的原料按照上述的组份进行称取；

S2：将水泥、混合石英砂、硅灰、矿粉干拌30s后倒入70％的水和减水剂，搅拌2min；

S3：在步骤2中混合料中加入剩余的水和减水剂，再搅拌5min；

S4：在步骤3中混合料中加入钢纤维，搅拌2min，得到超高性能混凝土；

S5：将步骤4中得到的超高性能混凝土浇筑进模具中，然后进行振捣，最终制成坯体；

S6：对步骤5中制成的坯体进行24h蒸养+自然养护，制成RPC疏散平台试块。

实施例二

本发明所述的超高性能混凝土，包含以下组份：水泥32％、粗粒径石英砂22％、中粒径石英砂14％、细粒径石英砂9％、钢纤维5％、硅灰和矿粉共7％、减水剂4％、水7％。

一种如上所述超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：

S1：将所有的原料按照上述的组份进行称取；

S2：将水泥、混合石英砂、硅灰、矿粉干拌30s后倒入70％的水和减水剂，搅拌3min；

S3：在步骤2中混合料中加入剩余的水和减水剂，再搅拌4min；

S4：在步骤3中混合料中加入钢纤维，搅拌3min，得到超高性能混凝土；

S5：将步骤4中得到的超高性能混凝土浇筑进模具中，然后进行振捣，最终制成坯体；

S6：对步骤5中制成的坯体进行24h蒸养+48h蒸养，制成RPC疏散平台试块。

实施例三

本发明所述的超高性能混凝土，包含以下组份：水泥32％、粗粒径石英砂22％、中粒径石英砂13％、细粒径石英砂10％、钢纤维5％、硅灰和矿粉共6％、减水剂5％、水7％。

一种如上所述超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：

S1：将所有的原料按照上述的组份进行称取；

S2：将水泥、混合石英砂、硅灰、矿粉干拌30s后倒入70％的水和减水剂，搅拌4min；

S3：在步骤2中混合料中加入剩余的水和减水剂，再搅拌3min；

S4：在步骤3中混合料中加入钢纤维，搅拌4min，得到超高性能混凝土；

S5：将步骤4中得到的超高性能混凝土浇筑进模具中，然后进行振捣，最终制成坯体；

S6：对步骤5中制成的坯体进行24h蒸养+48h蒸养，制成RPC疏散平台试块。

选用这种搅拌方式，使得水泥、参合料、砂均匀搅拌，且与水与减水剂分反应，利于气泡的散逸，最后倒入钢纤维，不易成团结块。

对实施例一、实施例二和实施例三制成的RPC疏散平台试块的质量稳定性进行试验，试验所得性能见表1。

表一

实施例	坍落度/mm	抗压强度/MPa	抗折强度/MPa
				一	满足	121	17
二	满足	124	19
				三	满足	145	20

通过试验验证，RPC疏散平台的抗压强度≥120Mpa，抗折强度≥14Mpa，性能完全满足疏散平台的要求。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超高性能混凝土，其特征在于：包含以下组份：水泥30-35％、混合石英砂40-45％、掺合料8-12％、钢纤维3-5％、其余为水；所述混合石英砂采用SiO2含量大于97％的石英砂,包括以下组份：粗粒径石英砂48-52％、中粒径石英砂28-32％、细粒径石英砂18-22％；所述掺合料包括以下组份：硅灰和矿粉共55-65％、减水剂35-45％。

2.根据权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于：所述粗粒径石英砂的粒径为1.0～0.63mm，中粒径石英砂的粒径为0.63～0.315mm，细粒径石英砂的粒径为0.315～0.16mm。

3.根据权利要求2所述的超高性能混凝土，其特征在于：所述混合石英砂的平均粒径为0.25mm,且含泥量不大于0.5％。

4.根据权利要求3所述的超高性能混凝土，其特征在于：所述水泥为强度等级不低于52.5R的硅酸盐水泥。

5.根据权利要求4所述的超高性能混凝土，其特征在于：所述钢纤维为抗拉强度大于2850MPa的圆截面端直型镀锌钢纤维，直径为0.18～0.22mm，长度为12～14mm。

6.根据权利要求5所述的超高性能混凝土，其特征在于：所述减水剂为减水率大于30％的低引气型聚羧酸改性醚类减水剂。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的超高性能混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将所有的原料按照上述的组份进行称取；

S2：将水泥、混合石英砂、硅灰、矿粉干拌30s后倒入70％的水和减水剂，搅拌2-4min；

S3：在步骤2中混合料中加入剩余的水和减水剂，再搅拌3-5min；

S4：在步骤3中混合料中加入钢纤维，搅拌2-4min，得到超高性能混凝土。