CN113416040A - 一种高性能混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明一种高性能混凝土，其特征在于：按质量份数计包括：水泥100‑300份；改性偏高岭土100‑200份；膨润土50‑100份；煤灰粉250‑350份；砂800‑900份；改性沥青75‑100份；钢纤维200‑300份；改性超高分子量聚乙烯纤维100‑180份、功能性添加剂20‑33份；水：500‑800份；本发明提高了混凝土的各项力学性能，并有效改善了混凝土的抗冻融能力，同时降低了混凝土的制备成本。

Description

一种高性能混凝土
技术领域
本发明涉及土木工程中的建筑材料技术领域，尤其涉及一种高性能混凝土。
背景技术
随着技术的发展，工程结构朝着更深、更长远的方向发展，这对混凝土的强度提出了更高的要求。对于普通混凝土，在满足相同功能时水泥用量较大，这加剧了对能源的需求和对环境的污染。为此，超高性能混凝土应运而生，目前，关于超高性能混凝土已开展了大量的研究，但在实际工程中的应用却微乎其微。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种高性能混凝土。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：提供一种高性能混凝土，按质量份数计包括：
水泥100-300份；
改性偏高岭土100-200份；
膨润土50-100份；
煤灰粉250-350份；
砂800-900份；
改性沥青75-100份；
钢纤维200-300份；
改性超高分子量聚乙烯纤维100-180份、
功能性添加剂20-33份；
水：500-800份。
本发明的进一步限定技术方案：
优选的，所述水泥的比表面积≥350m2/kg；粒径为20～40μm，水泥为强度等级42.5级及以上等级的硅酸盐或早强型硅酸盐系列水泥。
优选的，所述粉煤灰的SiO2、Al2O3的含量在80％wt以上，平均粒径为10-15μm，且粉煤灰的抗压强度为1.4MPa-1.6MPa。
优选的，所述功能性添加剂按质量份数计包括聚羧酸减水剂20-25份、缓凝剂8-13份、硅烷偶联剂7-14份、石灰岩碎石20-30份、纳米复合填料8-10份、颜料3-5份。
优选的，所述砂由硅砂和河砂按重量比1:1均匀混合而成，其中硅砂中二氧化硅的含量≥98％。
优选的，所述硅砂由3种不同的粒径组成，分别为粗粒径硅砂、中粒径硅砂和细粒径硅砂，所述粗粒径硅砂的粒径为1000-600μm，所述中粒径硅砂的粒径为600-300μm，所述细粒径硅砂的粒径为300～100μm，其质量比为1：(0.3-0.45)：(0.2-0.22)。
优选的，所述纳米复合填料由磷酸钛、钨酸铜、草酸铜、氧化镁混合而成，所述磷酸钛、钨酸铜、草酸铜和氧化镁的质量比为1：2：1：1-3，所述颜料为氧化铁红或者铁黄。
本发明的有益效果是：本发明改性偏高岭土与水泥配合使用，显著提高了混凝土的各项力学性能，并有效改善了混凝土的抗冻融能力，同时降低了混凝土的制备成本，改性偏高岭土的加入，改善了水下混凝土的工作性能和提高了偏高岭土的活性反应率，更有利于降低混凝土的体积收缩和提高混凝土的耐久性，因此，改性偏高岭土能够显著的提高混凝土的体积稳定性，改善混凝土的耐久性能，改性偏高岭土和氧化镁配合，使超高性能混凝土具有更好的界面结构、孔结构和微裂缝自修复功能；
本发明硅烷偶联剂对改性超高分子量聚乙烯纤维表面进行了改性处理，通过提高纤维与基体间的界面粘结强度，明显增强了改性超高分子量聚乙烯纤维的韧性特征，有效控制了混凝土开裂过程中的裂缝的宽度，提高了混凝土的初裂应力和抗拉强度，更好地实现了应变硬化和多缝开裂、裂纹细化的效果，沥青具有极好混溶性，与石灰岩碎石配合具有极强吸附力；
本发明添加煤灰粉，能够增强浆料的网络聚合性，可以缠绕形成网络状结构，从而越能充分发挥团聚水泥颗粒，使混凝土发生增稠或絮凝作用，而且煤灰粉抗压强度足够大，能够起到良好的支撑效果，功能性添加料的配合使用能实现所需减水性能，防止混凝土的流动性随时间降低，有利于混凝土填筑中进行施工，有效减少水泥的使用量，使混凝土构筑件强度提高；本发明添加钢纤维能有效提高混凝土韧性、劈裂抗拉强度、抗折强度、抗弯强度；
本发明硅砂和河砂按重量比1:1均匀混合，同时硅砂由3种不同的粒径组成，能够有效地缩小混凝土内部气孔尺寸、降低混凝土含气率、提高流动性和密实度，不同粒径范围的硅砂在本申请的质量比例下可使混凝土力学性能提高约25％，添加颜料，使其具有良好的安全性，美观的视觉效果，雨天夜间行车时，减少因大光灯的反射造成的事故。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种高性能混凝土，按质量份数计包括：水泥100份；改性偏高岭土100份；膨润土50份；煤灰粉250份；砂800份；改性沥青75份；钢纤维200份；改性超高分子量聚乙烯纤维100份、功能性添加剂20份；水：500份；
其中水泥的比表面积350m2/kg；粒径为20μm，强度等级42.5级及以上等级的硅酸盐水泥；粉煤灰的SiO2、Al2O3的含量为83，平均粒径为10μm，且粉煤灰的抗压强度为1.4MPaMPa；功能性添加剂按质量份数计包括聚羧酸减水剂20份、缓凝剂8份、硅烷偶联剂7份、石灰岩碎石20份、纳米复合填料8份、颜料3份；砂由硅砂和河砂按重量比1:1均匀混合而成，其中硅砂中二氧化硅的含量98％；硅砂由3种不同的粒径组成，分别为粗粒径硅砂、中粒径硅砂和细粒径硅砂，粗粒径硅砂的粒径为800μm，所述中粒径硅砂的粒径为600μm，所述细粒径硅砂的粒径为300μm，其质量比为1：0.3：0.2；纳米复合填料由磷酸钛、钨酸铜、草酸铜、氧化镁混合而成，磷酸钛、钨酸铜、草酸铜和氧化镁的质量比为1：2：1：1.5，颜料为铁黄。
实施例2
本实施例提供一种高性能混凝土，按质量份数计包括：水泥200份；改性偏高岭土150份；膨润土80份；煤灰粉300份；砂850份；改性沥青90份；钢纤维250份；改性超高分子量聚乙烯纤维140份、功能性添加剂28份；水：680份；
其中水泥的比表面积400m2/kg；粒径为30μm，水泥为强度等级42.5级及以上等级的硅酸盐水泥；粉煤灰的SiO2、Al2O3的含量为85％wt，平均粒径为12μm，且粉煤灰的抗压强度为1.45MPa；功能性添加剂按质量份数计包括聚羧酸减水剂22份、缓凝剂10份、硅烷偶联剂10份、石灰岩碎石3份、纳米复合填料9份、颜料4份；砂由硅砂和河砂按重量比1:1均匀混合而成，其中硅砂中二氧化硅的含量99％；
硅砂由3种不同的粒径组成，分别为粗粒径硅砂、中粒径硅砂和细粒径硅砂，粗粒径硅砂的粒径为700μm，所述中粒径硅砂的粒径为400μm，所述细粒径硅砂的粒径为200μm，其质量比为1：0.33：0.21；纳米复合填料由磷酸钛、钨酸铜、草酸铜、氧化镁混合而成，磷酸钛、钨酸铜、草酸铜和氧化镁的质量比为1：2：1：1.5，颜料为铁黄。
实施例3
本实施例提供一种高性能混凝土，按质量份数计包括：水泥300份；改性偏高岭土200份；膨润土100份；煤灰粉350份；砂900份；改性沥青100份；钢纤维300份；改性超高分子量聚乙烯纤维180份、功能性添加剂33份；水：800份；
其中水泥的比表面积500m2/kg；粒径为40μm，水泥为强度等级42.5级及以上等级的早强型硅酸盐水泥；粉煤灰的SiO2、Al2O3的含量为90％wt，平均粒径为10μm，且粉煤灰的抗压强度为1.5MPa；功能性添加剂按质量份数计包括聚羧酸减水剂25份、缓凝剂13份、硅烷偶联剂14份、石灰岩碎石30份、纳米复合填料10份、颜料5份；砂由硅砂和河砂按重量比1:1均匀混合而成，其中硅砂中二氧化硅的含量99.5％；硅砂由3种不同的粒径组成，分别为粗粒径硅砂、中粒径硅砂和细粒径硅砂，粗粒径硅砂的粒径为600μm，所述中粒径硅砂的粒径为300μm，所述细粒径硅砂的粒径为100μm，其质量比为1：0.4：0.22；纳米复合填料由磷酸钛、钨酸铜、草酸铜、氧化镁混合而成，磷酸钛、钨酸铜、草酸铜和氧化镁的质量比为1：2：1：3，颜料为铁黄。
对实施例1-3高性能混凝土的进行28天抗压强度、透水系数和初凝时间的检测，具体如表1所示：
表1
Figure BDA0003157548650000041
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种高性能混凝土，其特征在于：按质量份数计包括：
水泥100-300份；
改性偏高岭土100-200份；
膨润土50-100份；
煤灰粉250-350份；
砂800-900份；
改性沥青75-100份；
钢纤维200-300份；
改性超高分子量聚乙烯纤维100-180份、
功能性添加剂20-33份；
水：500-800份。
2.根据权利要求1所述的一种高性能混凝土，其特征在于，所述水泥的比表面积≥350m2/kg；粒径为 20～40μm，水泥为强度等级 42 .5级及以上等级的硅酸盐或早强型硅酸盐系列水泥。
3.根据权利要求1所述的一种高性能混凝土，其特征在于，所述粉煤灰的SiO2、Al2O3的含量在 80％ wt 以上，平均粒径为 10-15μm，且粉煤灰的抗压强度为1.4MPa-1.6MPa。
4.根据权利要求1所述的一种高性能混凝土，其特征在于，所述功能性添加剂按质量份数计包括聚羧酸减水剂20-25份、缓凝剂8-13份、硅烷偶联剂7-14份、石灰岩碎石20-30份、纳米复合填料8-10份、颜料3-5份。
5.根据权利要求1所述的一种高性能混凝土，其特征在于，所述砂由硅砂和河砂按重量比1:1均匀混合而成，其中硅砂中二氧化硅的含量≥98％。
6.根据权利要求1所述的一种高性能混凝土，其特征在于，所述硅砂由3种不同的粒径组成，分别为粗粒径硅砂、中粒径硅砂和细粒径硅砂，所述粗粒径硅砂的粒径为1000-600μm，所述中粒径硅砂的粒径为600-300μm，所述细粒径硅砂的粒径为300～100μm，其质量比为1：(0 .3-0.45)：(0 .2-0.22)。
7.根据权利要求4所述的一种高性能混凝土，其特征在于，所述纳米复合填料由磷酸钛、钨酸铜、草酸铜、氧化镁混合而成，所述磷酸钛、钨酸铜、草酸铜和氧化镁的质量比为1：2：1：1-3，所述颜料为氧化铁红或者铁黄。
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