【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于混凝土，具体的涉及一种超高性能混凝土及其在工程结构中的应用。
技术介绍
1、超高性能混凝土(uhpc)是一种采用高性能粉体、矿物和化学添加剂制备而成的新型水泥基复合材料，其具有良好的强度等力学性能、耐久性和耐久性；它可以用于各种建筑项目，包括桥梁、隧道、楼房和其他建筑结构。
2、目前，超高性能混凝土多采用水泥、硅灰、石英砂和高效减水剂等作为原材料，这些原材料的使用虽然能够有效提升超高性能混凝土的力学强度，但是大批量使用水泥和石英砂带来了经济成本较高的问题，并且对环境造成了较大的影响。跟普通的水泥相比，超高性能混凝土能够减少材料的大量使用，降低成本，节约资源。
3、钢纤维是增强超高性能混凝土韧性和强度的重要材料，为了防止钢纤维生锈，通常需要将钢纤维进行镀金属处理形成光滑的保护层。但现有钢纤维制得的超高性能混凝土在使用过程中形成气孔、后期造成开裂等问题，并且使得混凝土的抗压强度、抗拉强度等性能降低。因此，开发一种超高性能的混凝土并将其应用于工程结构中有其重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供超高性能的混凝土，通过对金属纤维和非金属纤维分别改性处理，同时加入微珠粉煤灰和微珠硅灰，显著改善纤维在混凝土体系中的分散性、稳定性，进而获得了具有优异抗压、防腐、韧性等性能的混凝土。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、一种超高性能混凝土，以重量份数计，包括如下各组分：硫铝酸盐水泥30-50份、粗骨料2
4、进一步的，所述粗骨料为碎石，粒径12-14mm；所述细骨料为机制砂，粒径3-5mm；所述改性非金属纤维为以水镁石纤维为基体的树脂改性物，改性非金属纤维的长度为7-10mm；所述改性金属纤维为以钢纤维为基体的树脂改性物，改性金属纤维的长度为3-5mm。
5、上述超高性能混凝土的制备方法，包括如下步骤：
6、s1：以重量份数计，将5-10份酚醛树脂和6-15份环氧氯丙烷加入到反应器中混合均匀，在温度60-80℃下反应3-6h，然后减压浓缩、洗涤，得到环氧化酚醛树脂；向其中加入2-5份腰果壳油、0.5-1份二茂铁乙炔、0.3-0.6份n,n-二甲基甲酰胺，在温度90-110℃下反应2-4h，形成混合液a；随后按照固液比1g：10-20ml，将混合液a加入钢纤维中，在温度100-120℃下搅拌反应1-3h，得改性金属纤维；
7、s2：以重量份数计，将3-6份纳米sio2、2-4份硅烷偶联剂、10-30份水镁石纤维和50-80份水，在温度50-70℃超声处理20-40min，得改性非金属纤维；
8、s3；以重量份数计，取步骤s1所述8-15份改性金属纤维、步骤s2所述10-20份改性非金属纤维、1-3份微珠粉煤灰、2-6份微珠硅灰和100-150份水在温度40-60℃下搅拌反应25-45min；随后加入10-14份柠檬酸三丁酯和3-6份硅烷偶联剂，在温度100-120℃下反应1-3h，得混合液b；将混合液b、30-50份硫铝酸盐水泥、200-300份粗骨料、60-80份细骨料、2-4份聚羧酸减水剂、1-3份三聚磷酸钠缓凝剂加入混凝土搅拌机中搅拌90-130s，即得到超高性能混凝土。
9、进一步的，步骤s1中以重量份数计，将8份酚醛树脂和12份环氧氯丙烷加入到反应器中混合均匀，在温度75℃下以速率500r/min搅拌反应4.5h，然后压力-0.15mpa下真空减压浓缩25min，去离子水洗涤3次，得到环氧化酚醛树脂。
10、进一步的，步骤s1中以重量份数计，向其中加入3.5份腰果壳油、0.7份二茂铁乙炔、0.45份n,n-二甲基甲酰胺，在温度100℃下以速率600r/min搅拌反应3h，形成混合液a；随后按照固液比1g：16ml，将混合液a加入钢纤维中，在温度115℃下以速率450r/min搅拌反应2h，得改性金属纤维。
11、进一步的，步骤s2中以重量份数计，将4份纳米sio2、3份硅烷偶联剂、22份水镁石纤维和65份水，在温度65℃功率2500w超声处理32min，得改性非金属纤维。
12、进一步的，步骤s3中进一步优化为：取步骤s1所述12份改性金属纤维、步骤s2所述16份改性非金属纤维、2份微珠粉煤灰、4份微珠硅灰和130份水在温度55℃下以速率550r/min搅拌反应30min。
13、进一步的，步骤s3中进一步优化为：加入12份柠檬酸三丁酯和5份硅烷偶联剂，在温度112℃下以速率350r/min搅拌反应2h，得混合液b。
14、进一步的，步骤s3中进一步优化为：将混合液b、44份硫铝酸盐水泥、276份粗骨料、73份细骨料、3份聚羧酸减水剂、2份三聚磷酸钠缓凝剂加入混凝土搅拌机中搅拌112s，即得到超高性能混凝土。
15、上述任意一条超高性能混凝土在工程结构中的应用。
16、与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果为：
17、1、本专利技术采用环氧化酚醛树脂、腰果壳油、二茂铁乙炔混合液包覆钢纤维，提高钢纤维在混凝土体系中的分散性、韧性和粘结强度，提高混凝土的性能，减少混凝土的后期出现开裂的现象，有效防止钢纤维被腐蚀。
18、2、本专利技术采用纳米sio2和硅烷偶联剂改性水镁石纤维，通过填充以及附着在水镁石纤维上，提高分散剂、韧性和边界结合性，更好防止内部出现微裂缝。
19、3、在以上基础上，本专利技术进一步引入微珠粉煤灰、微珠硅灰，利用微珠特性更好填充空隙，提高密实度进而提高抗渗性；在柠檬酸三丁酯和硅烷偶联剂的作用下，整体性能进一步得到提升。
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1.一种超高性能混凝土，其特征在于，以重量份数计，包括如下各组分：硫铝酸盐水泥30-50份、粗骨料200-300份、细骨料60-80份、改性非金属纤维10-20份、改性金属纤维8-15份、微珠粉煤灰1-3份、微珠硅灰2-6份、柠檬酸三丁酯10-14份、硅烷偶联剂3-6份、2-4份聚羧酸减水剂、1-3份三聚磷酸钠缓凝剂和水100-150份。
2.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土，其特征在于，所述粗骨料为碎石，粒径12-14mm；所述细骨料为机制砂，粒径3-5mm；所述改性非金属纤维为以水镁石纤维为基体的树脂改性物，改性非金属纤维的长度为7-10mm；所述改性金属纤维为以钢纤维为基体的树脂改性物，改性金属纤维的长度为3-5mm。
3.一种超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，步骤S1中以重量份数计，将8份酚醛树脂和12份环氧氯丙烷加入到反应器中混合均匀，在温度75℃下以速率500r/min搅拌反应4.5h，然后压力-0.15MPa下真空减压浓缩25min，去离子
5.根据权利要求3所述的一种超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，步骤S1中以重量份数计，向其中加入3.5份腰果壳油、0.7份二茂铁乙炔、0.45份N,N-二甲基甲酰胺，在温度100℃下以速率600r/min搅拌反应3h，形成混合液A；随后按照固液比1g：16ml，将混合液A加入钢纤维中，在温度115℃下以速率450r/min搅拌反应2h，得改性金属纤维。
6.根据权利要求3所述的一种超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，步骤S2中以重量份数计，将4份纳米SiO2、3份硅烷偶联剂、22份水镁石纤维和65份水，在温度65℃功率2500W超声处理32min，得改性非金属纤维。
7.根据权利要求3所述的一种超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，步骤S3中进一步优化为：取步骤S1所述12份改性金属纤维、步骤S2所述16份改性非金属纤维、2份微珠粉煤灰、4份微珠硅灰和130份水在温度55℃下以速率550r/min搅拌反应30min。
8.根据权利要求3所述的一种超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，步骤S3中进一步优化为：加入12份柠檬酸三丁酯和5份硅烷偶联剂，在温度112℃下以速率350r/min搅拌反应2h，得混合液B。
9.根据权利要求3所述的一种超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，步骤S3中进一步优化为：将混合液B、44份硫铝酸盐水泥、276份粗骨料、73份细骨料、3份聚羧酸减水剂、2份三聚磷酸钠缓凝剂加入混凝土搅拌机中搅拌112s，即得到超高性能混凝土。
10.根据权利要求1-9任意一条超高性能混凝土在工程结构中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种超高性能混凝土，其特征在于，以重量份数计，包括如下各组分：硫铝酸盐水泥30-50份、粗骨料200-300份、细骨料60-80份、改性非金属纤维10-20份、改性金属纤维8-15份、微珠粉煤灰1-3份、微珠硅灰2-6份、柠檬酸三丁酯10-14份、硅烷偶联剂3-6份、2-4份聚羧酸减水剂、1-3份三聚磷酸钠缓凝剂和水100-150份。
2.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土，其特征在于，所述粗骨料为碎石，粒径12-14mm；所述细骨料为机制砂，粒径3-5mm；所述改性非金属纤维为以水镁石纤维为基体的树脂改性物，改性非金属纤维的长度为7-10mm；所述改性金属纤维为以钢纤维为基体的树脂改性物，改性金属纤维的长度为3-5mm。
3.一种超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，步骤s1中以重量份数计，将8份酚醛树脂和12份环氧氯丙烷加入到反应器中混合均匀，在温度75℃下以速率500r/min搅拌反应4.5h，然后压力-0.15mpa下真空减压浓缩25min，去离子水洗涤3次，得到环氧化酚醛树脂。
5.根据权利要求3所述的一种超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，步骤s1中以重量份数计，向其中加入3.5份腰果壳油、0.7份二茂铁乙炔、0.45份n,n-二甲基甲酰胺，在温度100...
【专利技术属性】
技术研发人员：王纯龙，陈浩，俞成斌，郑共庆，周雪新，冯广，方寅，徐静，卢豪杰，李佳俊，王青发，杨甫飞，林钦，王义涵，张珂，
申请(专利权)人：上饶广天建筑构件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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