超高性能混凝土及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种超高性能混凝土及其制备方法和应用，其特征在于，包括按重量计分的如下配料：水泥800‑900份、矿物掺和料250‑300份、细集料1100‑1200份、微细钢纤维150‑160份、降粘型聚羧酸系减水剂0.5‑1.5份、膨胀剂80‑90份以及洁净水150‑250份；其中，所述细集料为细度模数为2.3‑3.1的河砂；所述矿物掺和料包括硅灰和Ⅰ级粉煤灰；所述降粘型聚羧酸系减水剂的减水率大于30％。本发明专利技术强度高、原材料来源广泛，技术可靠，成本相对低廉，施工工艺简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型材料。更具体地说，本专利技术涉及一种超高性能混凝土及其制备方法和应用。
技术介绍
混凝土节段预制拼装桥梁由于其施工工艺相对简易，施工速度较快，越来越受到施工单位的青睐。在混凝土节段预制拼装桥梁的施工过程中，湿接缝的作用是将各梁连接形成整体，因此湿接缝的处理尤为重要。湿接缝一般采用普通混凝土加入适量膨胀剂进行施工。普通混凝土由于强度发展较慢，特别是在冬季施工，往往会因为强度不够而耽误支撑板的拆卸，影响施工速度。因此，可考虑用超高性能混凝土替代普通混凝土。但是，由于普通超高性能纤维混凝土全部采用细集料，其收缩远大于普通混凝土，将导致轻型组合梁的接缝处易出现早期开裂现象，或导致接缝处的抗拉能力很低，无法达到设计要求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种早期具有较高抗压强度和良好的韧性的超高性能混凝土。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种超高性能混凝土，包括按重量计分的如下配料：水泥800-900份、矿物掺和料250-300份、细集料1100-1200份、微细钢纤维150-160份、降粘型聚羧酸系减水剂0.5-1.5份、膨胀剂80-90份以及洁净水150-250份；其中，所述细集料为细度模数为2.3-3.1的河砂，含泥量不大于1.5％，泥块含量不大于0.5％，氯化物含量不大于0.02％；所述矿物掺和料包括按重量计分的如下成分：硅灰100份和Ⅰ级粉煤灰150份；所述微细钢纤维的长径比为40-100；所述降粘型聚羧酸系减水剂的减水率大于30％。优选地，所述水泥为强度为42.5级的普通硅酸盐水泥。优选地，所述硅灰的SiO2含量大于90％，比表面积不小于18000cm2/g。本专利技术还提供了一种超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：在25℃条件下，将级配良好的河砂和微细钢纤维混合，得到A组分；将水泥、矿物掺合料和膨胀剂混合，得到B组分；将降粘型聚羧酸系减水剂和洁净水混合，得到C组分；先将A组分置于卧轴式混凝土搅拌机中搅拌混合10秒，再将B组分加入并搅拌，搅拌的同时再将C组分加入搅拌机中，继续搅拌10min，即得成品。在一个实施例中，所述矿物掺和料还包括30份电石渣，所述电石渣颗粒粉磨后比表面积大于300m2/kg。进一步地，该实施例的超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：在25℃条件下，将所述细集料和所述微细钢纤维混合，得到A组分；将所述水泥、所述矿物掺和料和所述膨胀剂混合，得到B组分；将所述降粘型聚羧酸系减水剂和所述洁净水混合，得到C组分；将所述B组分置于卧轴式混凝土搅拌机中搅拌混合1min，再将所述A组分加入并搅拌，搅拌的同时再将所述C组分加入搅拌机中，继续搅拌10min，即得成品。本专利技术还一种所述超高性能混凝土在浇筑湿接缝中的应用。本专利技术中采用降粘型聚羧酸系减水剂的目的在于：由于超高性能混凝土的胶凝材料用量大，特别是矿物掺合料硅灰掺量较大，造成了混凝土的粘度很大，水分散失快，使用降粘型聚羧酸系减水剂能有效解决这一问题，同时提升混凝土的力学性能和耐久性。使用电石渣作为掺和料的目的在于：电石渣是一种具有活性的掺合料，含有氧化钙、氧化硅、氧化铁等物质，遇水后pH在10左右，能够进一步激发硅灰和粉煤灰的活性，同时与降粘型聚羧酸系减水剂配合使用能显著改善和提高混凝土的工作性、力学性能和耐久性能；并且电石渣与硅灰表面形成键合，生成CSH凝胶，降低Ca(OH)2含量、细化Ca(OH)2晶体尺寸，常温养护下强度接近150MPa，这是其他超高性能混凝土所不能实现的，电石渣来源于电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣，利用其潜在活性，将其作为混凝土的掺合料，是实现电石渣有效利用的一种好途径，具有显著的经济效益。由于超高性能纤维混凝土的自身抗拉强度主要来源于混凝土内连续分布的钢纤维，而在组合梁接缝位置处钢纤维是断开的，此处的超高性能纤维混凝土的抗拉强度较低；并且超高性能纤维混凝土全部采用细集料，其收缩远大于普通混凝土导致轻型组合梁的接缝处易出现早期开裂现象，而本申请添加了电石渣的超高性能混凝土克服了抗拉强度低以及易收缩的问题，膨胀剂起到膨胀效果，防止混凝土收缩进而造成开裂，经常规方法浇筑、捣实，1天后即可拆除模板，加快桥梁施工速度。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。本专利技术提供一种超高性能混凝土，包括按重量计分的如下配料：水泥800-900份、矿物掺和料250-300份、细集料1100-1200份、微细钢纤维150-160份、降粘型聚羧酸系减水剂0.5-1.5份、膨胀剂80-90份以及洁净水150-250份；其中，所述细集料为细度模数为2.3-3.1的河砂，含泥量不大于1.5％，泥块含量不大于0.5％，氯化物含量不大于0.02％；所述矿物掺和料包括按重量计分的如下成分：硅灰100份和Ⅰ级粉煤灰150份；所述微细钢纤维的长径比为40-100；所述降粘型聚羧酸系减水剂的减水率大于30％。优选地，所述水泥为强度为42.5级的普通硅酸盐水泥。优选地，所述硅灰的SiO2含量大于90％，比表面积不小于18000cm2/g。本专利技术还提供了一种超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：在25℃条件下，将级配良好的河砂和微细钢纤维混合，得到A组分；将水泥、矿物掺合料和膨胀剂混合，得到B组分；将降粘型聚羧酸系减水剂和洁净水混合，得到C组分；先将A组分置于卧轴式混凝土搅拌机中搅拌混合10秒，再将B组分加入并搅拌，搅拌的同时再将C组分加入搅拌机中，继续搅拌10min，即得成品。优选地，所述矿物掺和料还包括30份电石渣，所述电石渣颗粒的粉磨后比表面积大于300m2/kg。进一步地，本专利技术还提供一种超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：在25℃条件下，将所述细集料和所述微细钢纤维混合，得到A组分；将所述水泥、所述矿物掺和料和所述膨胀剂混合，得到B组分；将所述降粘型聚羧酸系减水剂和所述洁净水混合，得到C组分；将所述B组分置于卧轴式混凝土搅拌机中搅拌混合1min，再将所述A组分加入并搅拌，搅拌的同时再将所述C组分加入搅拌机中，继续搅拌10min，即得成品。常规采用先将A组分搅拌均匀再投入B组分和C组分，目的是为了使微细钢纤维分散的更均匀，但由于本实施例中电石渣含有少量的硫化物，在单位用水量不变的情况下，在一定范围内随电石渣量的增加，硫化物会凝聚水泥颗粒絮凝体，阻碍混凝土混合的润滑作用，而先投B组分再加A和组分不仅能克服该问题，还使得水泥浆体中的吸附水、扩散水层和形成凝聚结构的作用加强,使混合料的泌水减少。本专利技术还一种所述超高性能混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高性能混凝土，其特征在于，包括按重量计分的如下配料：水泥800‑900份、矿物掺和料250‑300份、细集料1100‑1200份、微细钢纤维150‑160份、降粘型聚羧酸系减水剂0.5‑1.5份、膨胀剂80‑90份以及洁净水150‑250份；其中，所述细集料为细度模数为2.3‑3.1的河砂，含泥量不大于1.5％，泥块含量不大于0.5％，氯化物含量不大于0.02％；所述矿物掺和料包括按重量计分的如下成分：硅灰100份和Ⅰ级粉煤灰150份；所述微细钢纤维的长径比为40‑100；所述降粘型聚羧酸系减水剂的减水率大于30％。

【技术特征摘要】
1.一种超高性能混凝土，其特征在于，包括按重量计分的如下配料：水泥800-900份、矿物掺和料250-300份、细集料1100-1200份、微细钢纤维150-160份、降粘型聚羧酸系减水剂0.5-1.5份、膨胀剂80-90份以及洁净水150-250份；其中，所述细集料为细度模数为2.3-3.1的河砂，含泥量不大于1.5％，泥块含量不大于0.5％，氯化物含量不大于0.02％；所述矿物掺和料包括按重量计分的如下成分：硅灰100份和Ⅰ级粉煤灰150份；所述微细钢纤维的长径比为40-100；所述降粘型聚羧酸系减水剂的减水率大于30％。2.如权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述水泥为强度为42.5级的普通硅酸盐水泥。3.如权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述硅灰的SiO2含量大于90％，比表面积不小于18000cm2/g。4.如权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述矿物掺和料还包括30份电石渣，所述电石渣为经干燥的、粉磨后比表面积大于300m2/kg...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国志，李顺凯，明阳，丁沙，王敏，陈飞翔，彭成明，郑和晖，黄跃，巫兴发，陈少林，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42