CN107265983A - 一种180MPa超高性能混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种180MPa超高性能混凝土及其制备方法，该混凝土组分包括硅酸盐水泥、粉煤灰微珠、硅灰、石英砂、高效减水剂、消泡剂和水，各组分重量配比如下：硅酸盐水泥800‑810份，粉煤灰微珠300‑400份，硅灰150‑200份，石英砂800‑1000份，钢纤维150‑200份，聚羧酸型减水剂22‑26份，消泡剂0.1‑0.3份，水209‑236份。本发明所配置的超高性能混凝土不需要特殊原材料，成本低廉，节能环保，能够在提高混凝土强度的同时，也大幅度提高混凝土的流动性。同时，该混凝土还具有超高的抗拉强度、卓越的韧性和优异的耐久性。

Description

一种180MPa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，尤其是一种180MPa超高性能混凝土及其制备方法。
背景技术
随着国民经济的快速发展，工程结构朝更高、更大、更强方向发展，这对混凝土的性能提出了新的要求。随着科学技术的进步，超高性能混凝土是解决这一问题的主要方向之一。超高性能混凝土具有良好的耐久性，可大幅度提高混凝土结构的使用寿命。同时，也具有优异的力学性能，能够大幅减小构件尺寸。一般而言，超高性能混凝土结构自重约是传统混凝土结构的1/3或1/2，可以有效减结构自重，节省材料和成本。然而当前工程应用并不多：有些因为成本太高，有些因为制备技术太复杂，而有些则在强度提高的同时流动性指标下降而无法应用于工程之中。因此，为满足当前需要，配置出大流动性低成本的超高性能混凝土，便显得极为必要。
目前对于超高性能混凝土而言，虽然已有少量工程应用，但大部分仍然停留在实验室研究阶段，现有超高性能混凝土在生产时往往采用高温或蒸压养护，生产工艺复杂限制了超高性能混凝土在实际工程中的应用。由于水胶比很低、超细颗粒用量大，超高性能混凝土表现出粘性大和坍落度小的缺点。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种常温常压养护抗压强度180MPa以上的超高性能混凝土及其制备方法。
本发明的技术方案是：一种180MPa超高性能混凝土，包括水泥、粉煤灰微珠、硅灰、砂、钢纤维、高效减水剂、消泡剂和水，按照质量份数计，所述水泥800-810份，所述粉煤灰微珠300-400份，所述硅灰150-200份，所述砂800-1000份，所述钢纤维150-200份，所述高效减水剂22-26份，所述消泡剂0-0.3份，所述水209-236份。
进一步的，按照质量份数计，所述水泥805份，所述粉煤灰微珠322份，所述硅灰161份，所述砂886份，所述钢纤维156份，所述高效减水剂26份，所述消泡剂0.1份，所述水209份。
进一步的，所述水泥为强度等级52.5的普通硅酸盐水泥或强度等级42.5的高抗硫硅酸盐水泥。
进一步的，所述粉煤灰微珠为超细粉煤灰精细沉珠。
进一步的，所述硅灰中的SiO2含量为85％、平均粒径0.1-0.3μm，且硅灰的比表面积大于20000m2/kg。
进一步的，所述砂包括粒径0.3-0.6mm的石英砂(粗砂)、粒径0.212-0.3mm的石英砂(中砂)、粒径0.106-0.212mm的石英砂(细砂)中任意一种或几种，混合后的砂粒径≤0.6mm。
进一步的，所述钢纤维的直径d＝0.12mm，长度为10mm，抗拉强度大于4000MPa。
进一步的，所述高效减水剂为聚羧酸类高效减水剂，减水率≥35％。
进一步的，所述消泡剂为聚乙二醇溶液，其中固体含量为30％。
一种180MPa超高性能混凝土的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将石英砂、硅酸盐水泥及粉煤灰按比例混合，形成组分A；将聚羧酸减水剂、消泡剂和水按照比例混合，形成组分B；
步骤二：将组分A置于混凝土搅拌机中充分搅拌混合5-20s后，再将组分B加入搅拌机中搅拌混合2-4min，待混合料成为浆体时，均匀的加入钢纤维，继续搅拌，待混合均匀后停止搅拌，得到超高性能混凝土。
步骤三：搅拌完成后，将步骤二所述的超高性能混凝土浇筑入模，24h后拆模，放置于标准大气压下养护28d。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明中加入了粉煤灰微珠、聚羧酸减水剂及消泡剂，粉煤灰微珠降低了超高性能混凝土粘度，聚羧酸减水剂使超高性能混凝土保持较低水灰比的情况下仍能获得良好的流动性。消泡剂消除超高混凝土中出现气泡，保证了超高性能混凝土的内部结构的密实度，从而确保了混凝土的强度；
(2)本发明中加入了钢纤维，乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。
(3)本发明配置的超高性能混凝土抗压强度在180MPa以上，仅使用常规原材料，不需要特殊原材料，制造成本较低。
(4)本发明配置的超高性能混凝土，使用常温常压养护，简化了养护工艺。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种180MPa超高性能混凝土，按质量份数计，包括水泥805份，粉煤灰微珠322份，硅灰161份，粗砂177份，中砂266份，细砂443份，钢纤维156份，高效减水剂26份，消泡剂0.2份，水209份。
水泥为强度等级52.5的普通硅酸盐水泥。
粉煤灰微珠为超细粉煤灰精细沉珠。
实施例2
一种180MPa超高性能混凝土，按质量份数计，包括水泥805份，粉煤灰微珠322份，硅灰161份，粗砂177份，中砂266份，细砂443份，钢纤维195份，高效减水剂26份，水209份。
水泥为强度等级42.5的高抗硫硅酸盐水泥。
粉煤灰微珠为超细粉煤灰精细沉珠。
实施例3
一种180MPa超高性能混凝土，按质量份数计，包括水泥800份，粉煤灰微珠300份，硅灰200份，粗砂177份，中砂266份，细砂443份，钢纤维150份，高效减水剂22份，水209份。
水泥为强度等级52.5的普通硅酸盐水泥。
粉煤灰微珠为超细粉煤灰精细沉珠。
实施例4
一种180MPa超高性能混凝土，按质量份数计，包括水泥810份，粉煤灰微珠350份，硅灰150份，粗砂177份，中砂266份，细砂443份，钢纤维175份，高效减水剂23份，消泡剂0.1份，水236份。
水泥为强度等级52.5的普通硅酸盐水泥。
粉煤灰微珠为超细粉煤灰精细沉珠。
实施例5
一种180MPa超高性能混凝土，按质量份数计，包括水泥810份，粉煤灰微珠400份，硅灰150份，粗砂177份，中砂266份，细砂443份，钢纤维200份，高效减水剂25份，消泡剂0.3份，水216份。
水泥为强度等级42.5的高抗硫硅酸盐水泥。
粉煤灰微珠为超细粉煤灰精细沉珠。
实施例6
一种180MPa超高性能混凝土，按质量份数计，包括水泥805份，粉煤灰微珠322份，硅灰161份，粗砂177份，中砂266份，细砂443份，钢纤维156份，高效减水剂26份，消泡剂0.2份，水209份。
水泥为强度等级52.5的普通硅酸盐水泥。
粉煤灰微珠为超细粉煤灰精细沉珠。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种180MPa超高性能混凝土，其特征在于，包括水泥、粉煤灰微珠、硅灰、砂、钢纤维、高效减水剂、消泡剂和水，按照质量份数计，所述水泥800-810份，所述粉煤灰微珠300-400份，所述硅灰150-200份，所述砂800-1000份，所述钢纤维150-200份，所述高效减水剂22-26份，所述消泡剂0-0.3份，所述水209-236份。
2.根据权利要求1所述的一种180MPa超高性能混凝土，其特征在于，按照质量份数计，所述水泥805份，所述粉煤灰微珠322份，所述硅灰161份，所述砂886份，所述钢纤维156份，所述高效减水剂26份，所述消泡剂0.1份，所述水209份。
3.根据权利要求1或2所述的一种180MPa超高性能混凝土，其特征在于，所述水泥为强度等级52.5的普通硅酸盐水泥或强度等级42.5的高抗硫硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1或2所述的一种180MPa超高性能混凝土，其特征在于，所述粉煤灰微珠为超细粉煤灰精细沉珠。
5.根据权利要求1或2所述的一种180MPa超高性能混凝土，其特征在于，所述硅灰中的SiO2含量为85％、平均粒径0.1-0.3μm，且硅灰的比表面积大于20000m2/kg。
6.根据权利要求1或2所述的一种180MPa超高性能混凝土，其特征在于，所述砂包括粒径0.3-0.6mm的石英砂、粒径0.212-0.3mm的石英砂、粒径0.106-0.212mm的石英砂中任意一种或几种，混合后的砂粒径≤0.6mm。
7.根据权利要求1或2所述的一种180MPa超高性能混凝土，其特征在于，所述钢纤维的直径d＝0.12mm，长度为10mm，抗拉强度大于4000MPa。
8.根据权利要求1或2所述的一种180MPa超高性能混凝土，其特征在于，所述高效减水剂为聚羧酸类高效减水剂，减水率≥35％。
9.根据权利要求1或2所述的一种180MPa超高性能混凝土，其特征在于，所述消泡剂为聚乙二醇溶液，其中固体含量为30％。
10.制备如权利要求1或2所述的一种180MPa超高性能混凝土的方法，包括如下步骤：
步骤一：将石英砂、硅酸盐水泥及粉煤灰按比例混合，形成组分A；将聚羧酸减水剂、消泡剂和水按照比例混合，形成组分B；
步骤二：将组分A置于混凝土搅拌机中充分搅拌混合5-20s后，再将组分B加入搅拌机中搅拌混合2-4min，待混合料成为浆体时，均匀的加入钢纤维，继续搅拌，待混合均匀后停止搅拌，得到超高性能混凝土；
步骤三：搅拌完成后，将步骤二所述的超高性能混凝土浇筑入模，24h后拆模，放置于标准大气压下养护28d。
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