CN113620661B - 一种高流动性的超高性能混凝土材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高流动性的超高性能混凝土材料，其包括如下重量份的组分：无机胶凝材料1份，天然砂1.5‑2.0份，超细纤维粉体掺合料0.1‑0.3份，减水剂0.01‑0.03份，特种复合纤维0.15‑0.25份，水0.25‑0.28份；超细纤维掺合料由硅灰石和磨碎玻璃纤维混合组成；所述特种复合纤维由钢纤维、聚甲醛纤维和超高分子量聚乙烯纤维混合组成。硅灰石与磨碎纤维用量重量比为1：0.5‑0.8。硅灰石平均粒径2‑5微米，长径比1：3‑1：5；所述磨碎玻璃纤维平均粒径12‑15微米，长径比1：15‑1：20。本发明的超高性能混凝土具有高流动性和超高的力学性能，坍落扩展度>750mm，常温养护28天抗折强度>35MPa，28天抗压强度>180MPa，28天抗拉强度>10Mpa。

Description

一种高流动性的超高性能混凝土材料
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是一种高流动性的超高性能混凝土材料。
背景技术
混凝土的原材料来源广、生产工艺简便、价格低，是土木工程中用量最大、用途最广的建筑材料。现代工程对混凝土性能要求有所提高，比如更高的力学性能、更好的工作性能和更优异的耐久性能等。常规的混凝土已经不能完全满足现代工程的需求，一些具有特殊功能的混凝土应运而生，例如具有超高力学性能(抗压强度大于100MPa)和优异耐久性能的超高性能混凝土。
超高性能混凝土出现至今，其优点愈发突出，如其抗压强度远高于普通混凝土；具有优异的韧性、断裂能、抗冲击性和耐久性能。超高性能混凝土由于水胶比极低(一般低于0.2)，并且掺加了钢纤维，即使采用了高效减水剂，工作性能仍然很差。现有的超高性能混凝土具有粘度大，流动性差，扩散度小，坍落度等问题，造成施工困难，这抑制了其在工程中的推广应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有超高性能混凝土存在的流动性差，扩散度小，坍落度等问题，提供一种高流动性的超高性能混凝土材料。
本发明提供的高流动性的超高性能混凝土材料，包括如下重量份的组分：无机胶凝材料1份、天然砂1.5-2.0份、超细纤维粉体掺合料0.1-0.3份、减水剂0.01-0.03份、特种复合纤维0.15-0.25份、水0.25-0.28份。
其中，所述无机胶凝材料由水泥、硅灰、纳米硅溶胶按照重量比1：0.05-0.3：0.02-0.05混合组成。所述水泥为等级52.5以上的普通硅酸盐水泥或白色硅酸盐水泥。所述硅灰的比表面积大于18m2/g。所述纳米硅溶胶的粒径为20纳米以下。
所述超细纤维掺合料由硅灰石和磨碎玻璃纤维混合组成。硅灰石与磨碎纤维用量重量比为1：0.5-0.8。所述硅灰石平均粒径2-5微米，长径比1：3-1：5。所述磨碎玻璃纤维平均粒径12-15微米，长径比1：15-1：20。
所述特种复合纤维由钢纤维、聚甲醛纤维和超高分子量聚乙烯纤维混合组成。钢纤维、聚甲醛纤维和超高分子量聚乙烯纤维三者的用量重量比为1：0.01-0.05：0.01-0.03。所述钢纤维直径0.15-0.25mm,长度10-15mm，抗拉强度>2500Mpa；所述聚甲醛纤维直径0.1mm，长度10-20mm；所述超高分子量聚乙烯纤维，简称UHMWPE，又称高强高模聚乙烯纤维，是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，其分子量在100万～500万的聚乙烯所纺出的纤维，直径0.02mm，长度20-40mm。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
本发明的超高性能混凝土具有高流动性和超高的力学性能，坍落扩展度>750mm，常温养护28天抗折强度>35MPa，28天抗压强度>180MPa，28天抗拉强度>10Mpa。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种高流动性的超高性能混凝土材料，包括如下重量份的组分：无机胶凝材料1份、天然砂1.5份、超细纤维粉体掺合料0.3份、聚羧酸减水剂0.01份、特种复合纤维0.25份、水0.25份。
其中，无机胶凝材料由1份硅酸盐水泥、0.3份硅灰、0.02份纳米硅溶胶混合组成。
所述超细纤维掺合料由1份硅灰石、0.5份磨碎玻璃纤维混合组成。
所述硅灰石平均粒径2-5微米，长径比1：3-1：5。所述磨碎玻璃纤维平均粒径12-15微米，长径比1：15-1：20。
所述特种复合纤维由1份钢纤维、0.05份聚甲醛纤维和0.01份超高分子量聚乙烯纤维混合组成。所述钢纤维直径0.15-0.25mm,长度10-15mm,抗拉强度>2500Mpa。所述聚甲醛纤维直径0.1mm，长度10-20mm。所述超高分子量聚乙烯纤维，直径0.02mm，长度20-40mm。
实施例2
本发明提供的高流动性的超高性能混凝土材料，包括如下重量份的组分：无机胶凝材料1份、天然砂2.0份、超细纤维粉体掺合料0.1份、聚羧酸减水剂0.03份、特种复合纤维0.15份、水0.28份。
其中，无机胶凝材料由1份硅酸盐水泥、0.05份硅灰、0.05份纳米硅溶胶混合组成。
所述超细纤维掺合料由1份硅灰石和0.8份磨碎玻璃纤维混合组成。
所述特种复合纤维由1份钢纤维、0.01份聚甲醛纤维和0.03份超高分子量聚乙烯纤维混合组成。所述钢纤维直径0.15-0.25mm，长度10-15mm，抗拉强度>2500Mpa。所述聚甲醛纤维直径0.1mm，长度10-20mm。所述超高分子量聚乙烯纤维直径0.02mm，长度20-40mm。
性能测试：
1、将减水剂和水混合并搅拌均匀；将无机胶凝材料，天然砂，超细纤维粉体掺合料置于砂浆搅拌机中搅拌5分钟；然后边搅拌边加入含减水剂的水溶液继续搅拌3分钟，形成水泥浆体；最后加入特种复合纤维搅拌4分钟，使得纤维均匀的分布在水泥浆体中。
1、使用《水泥胶砂流动度测定方法》测量流动度。得到实施例1和实施例2的高流动性超高性能混凝土的流动度分别为274mm、276mm。
2、在室温环境中养护24小时后进行拆模，拆模后使用保鲜膜包裹，放于室内至28天龄期，养护完成即形成成品混凝土。经检测，实施例1的混凝土，28天抗压强度为180.8MPa，抗折强度为36MPa，28天抗拉强度11Mpa。实施例2的混凝土，28天抗压强度为181.8MPa，抗折强度为26.5MPa，28天抗拉强度10.5Mpa。
3、实施例1和实施例2的超高性能混凝土浆体进行坍落拓展度测试，坍落拓展度的测试方法参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T50080-2016》，实施例1和实施例2的超高性能混凝土测得坍落扩展度分别是750mm、755mm。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种高流动性的超高性能混凝土材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：无机胶凝材料1份、天然砂1.5-2.0份、超细纤维粉体掺合料0.1-0.3份、减水剂0.01-0.03份、特种复合纤维0.15-0.25份、水0.25-0.28份；所述超细纤维掺合料由硅灰石和磨碎玻璃纤维按照重量比1：0.5-0.8混合组成；所述硅灰石平均粒径2-5微米，长径比1：3-1：5；所述磨碎玻璃纤维平均粒径12-15微米，长径比1：15-1：20；所述特种复合纤维由钢纤维、聚甲醛纤维和超高分子量聚乙烯纤维混合组成；所述钢纤维、聚甲醛纤维和超高分子量聚乙烯纤维三者的用量重量比为1：0.01-0.05：0.01-0.03；所述无机胶凝材料由硅酸盐水泥、硅灰、纳米硅溶胶按照重量比1：0.05-0.3：0.02-0.05混合组成。
2.如权利要求书1所述的高流动性的超高性能混凝土材料，其特征在于，所述钢纤维直径0.15-0.25mm, 长度10-15mm, 抗拉强度>2500Mpa；所述聚甲醛纤维直径0.1mm，长度10-20mm；所述超高分子量聚乙烯纤维，直径0.02mm，长度20-40mm。
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