CN112811875A - 一种快凝快硬白色uhpc及制备方法 - Google Patents

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兰明章
王浩
陈智丰
葛仲熙
王剑锋
崔素萍
王亚丽
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Abstract

本发明提供了一种快凝快硬白色UHPC及制备方法,该白色UHPC由白色硅酸盐水泥(白水泥)、高贝利特硫铝酸盐水泥、硅灰、石英砂、石英粉、硫酸铝、减水剂、消泡剂以及缓凝剂组成。本发明的白色UHPC以白水泥为主,掺入高贝利特硫铝酸盐水泥与白硅灰来优化胶凝材料,通过调整合适的石英骨料及外加剂掺量制备而成。本发明的白色UHPC不仅具有强度高、耐久性好的特点,还具有收缩小、成型快等特点,能够满足现代高强度装饰性混凝土的需要。

Description

一种快凝快硬白色UHPC及制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域,尤其是涉及一种快凝快硬白色UHPC及制备方法。
背景技术
随着人们对建筑的装饰和环境的美化要求的提高,许多建筑师创新性的将混凝土作为结构装饰一体化材料来运用,使其在发挥承重功能的同时,还能发挥其美学和空间表现力。白色UHPC不仅具有UHPC高强度、高耐久性的特点,还具有优异的装饰特性,满足现代建筑材料的需要。目前白色UHPC常以预制构件的方式应用在高层建筑、高速铁路以及桥梁工程等方面,由于白色UHPC主要以白色硅酸盐水泥为主要的胶凝材料,同时又使用了大量的减水剂,因此传统的白色UHPC凝结时间较长,在实际应用中导致效率偏低;制备UHPC使用了大量的胶凝材料,水胶比极低,导致UHPC在早期收缩较大,其中UHPC的收缩主要表现为自收缩,且早期收缩发展快,如果不能妥善处理,混凝土将会产生开裂或者翘曲变形问题。为解决上述问题,广大技术人员做了许多研究,比如加入高性能掺合料、加入膨胀剂、掺入各种纤维来补偿收缩,或者加入促凝剂来加快凝结。上述一些方法在普通UHPC研究中也取得了一定的效果,然而对于白色UHPC的性能研究不仅要考虑到加快凝结、减小收缩,同时还不能影响白色UHPC的白度。
高贝利特硫铝酸盐水泥具有快凝快硬、微膨胀、低干缩、强度高等优点,同时也具有较高的白度。将高贝利特硫铝酸盐水泥作为胶凝材料之一制备白色UHPC,不仅能加快白色UHPC的凝结硬化、提高强度,还能通过高贝利特硫铝酸盐水泥自身微膨胀的特性抵消一部分的收缩,同时还不影响白色UHPC的白度。因此,掺入高贝利特硫铝酸盐水泥,发明一种成型快、强度高、低收缩的白色UHPC,对白色UHPC的实际应用具有较大的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成型快、耐久性好、强度高以及收缩小的白色UHPC,来满足现代高强度装饰性混凝土的需要。
为了达到上述目的,本发明的技术方案提供了一种快凝快硬白色UHPC,该白色UHPC由以下重量份的组份组成:白水泥55-85份,高贝利特硫铝酸盐水泥10-30份,硅灰5-15份,石英砂90-120份,石英粉0-30份,硫酸铝1-2份,减水剂1.0-1.5份,消泡剂0.1-0.5份,缓凝剂0.1-0.5份,水18-22份;其中白水泥、高贝利特硫铝酸盐水泥和硅灰之和为100份。
所述白水泥为白色硅酸盐水泥,强度等级为52.5。
所述高贝利特硫铝酸盐水泥为白色抗裂双快硫铝酸盐水泥,强度等级为42.5。
所述石英砂由40-70目石英砂和80-120目石英砂组成,且重量比为3:1。
所述石英粉为300—350目石英粉。
所述硅灰为白硅灰。
所述减水剂为聚羧酸减水剂。
所述消泡剂为矿物油类高效消泡剂。
所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。
所述制备方法为:
步骤一、将所述白水泥、高贝利特硫铝酸盐水泥、硅灰、石英砂、石英粉、硫酸铝、外加剂称量后放入搅拌机中混合,预拌2min;
步骤二、加入80%称量好的水,搅拌5-8min;
步骤三、加入剩余的水,继续搅拌2-5min,得浆体。
步骤四、将浆体倒入模具,震动,成型养护28天以上,脱模即可。
本发明的快凝快硬白色UHPC以白水泥、高贝利特硫铝酸盐水泥和白硅灰为无机胶凝材料,石英砂、石英粉为细骨料,并加入硫酸铝、减水剂、消泡剂以及缓凝剂来组成。高贝利特硫铝酸盐水泥具有快凝快硬、早强高强、微膨胀、低干缩等优点,同时具有一定的白度,利用高贝利特硫铝酸盐水泥改性白色硅酸盐水泥,两者相互协调促进水化,能有效弥补白水泥凝结时间长、收缩较大等不足。因此,本发明主要是利用了这一特点,得到一种成型快、强度高、收缩变形小的白色UHPC。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述,但本发明的实施方式不限于此。
本发明所有原料均可来自于市售。
白色硅酸盐水泥,52.5级,江西银杉白水泥股份有限公司。
白色抗裂双快高贝利特硫铝酸盐水泥,42.5级,唐山北极熊建材有限公司。
白硅灰,广州埃登达化工有限公司。
石英砂,秦皇岛普耐石英砂有限公司。
石英粉,秦皇岛普耐石英砂有限公司。
硫酸铝,天津福晨化学试剂有限公司。
8030型聚羧酸减水剂,江苏兆佳建材科技有限公司。
P8850型消泡剂,德国明凌化工集团。
葡萄糖酸钠缓凝剂,无锡市亚泰联合化工有限公司。
实施例1:
一种快凝快硬白色UHPC由以下重量份的原料组成:白色硅酸盐水泥70份,白色抗裂双快高贝利特硫铝酸盐水泥20份,白硅灰10份,40-70目82.5份,80-120目石英砂27.5份,硫酸铝1份,8030型聚羧酸减水剂1.2份,P8850型消泡剂0.3份,葡萄糖酸钠0.1份和水20份。
实施例2:
一种快凝快硬白色UHPC由以下重量份的原料组成:白色硅酸盐水泥70份,白色抗裂双快高贝利特硫铝酸盐水泥20份,白硅灰10份,40-70目75份,80-120目石英砂25份,300—350目石英粉10份,硫酸铝1份,8030型聚羧酸减水剂1.2份,P8850型消泡剂0.3份,葡萄糖酸钠0.1份和水20份。
实施例3:
一种快凝快硬白色UHPC由以下重量份的原料组成:白色硅酸盐水泥70份,白色抗裂双快高贝利特硫铝酸盐水泥20份,白硅灰10份,40-70目75份,80-120目石英砂25份,300—350目石英粉10份,硫酸铝1份,8030型聚羧酸减水剂1.2份,P8850型消泡剂0.3份,葡萄糖酸钠0.1份和水18份。
实施例4:
一种快凝快硬白色UHPC由以下重量份的原料组成:白色硅酸盐水泥70份,白色抗裂双快高贝利特硫铝酸盐水泥20份,白硅灰10份,40-70目90份,80-120目石英砂30份,硫酸铝1份,8030型聚羧酸减水剂1.2份,P8850型消泡剂0.3份,葡萄糖酸钠0.1份和水20份。
对比例1:
本对比例提供一种白色UHPC,与实施例基本相同,区别在于,所述白色UHPC由以下重量份的原料组成:白色硅酸盐水泥85份,白硅粉10份,40-70目82.5份,80-120目石英砂27.5份,硫酸铝1份,8030型聚羧酸减水剂1.2份,P8850型消泡剂0.3份,葡萄糖酸钠0.1份和水20份。
对比例2:
本对比例提供一种白色UHPC,与实施例基本相同,区别在于,所述白色UHPC由以下重量份的原料组成:白色硅酸盐水泥85份,白硅粉10份,40-70目75份,80-120目石英砂25份,300—350目石英粉10份,硫酸铝1份,8030型聚羧酸减水剂1.2份,P8850型消泡剂0.3份,葡萄糖酸钠0.1份和水20份。
制备方法为:按照原料配比,先将称好的原料放入搅拌机中预拌2min制备成干组分。然后,向搅拌机中加入80%的水,搅拌5min,加入剩余的水,继续搅拌3min,得到浆体。把浆体倒入试模,震动,抹平后放入养护室养护。
性能测试:
凝结时间测试方法:GB/T 50080-2016普通混凝土拌合物性能试验方法标准。
白度测试:GB/T 2015-2005白色硅酸盐水泥。
流动度测试:GB/T 2419-2016水泥胶砂流动度测定方法(不开启跳桌)。
强度测试:GB/T 17671-1999水泥胶砂强度检验方法(ISO法)。
自收缩测试:GB/T 50082-2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准(非接触法混凝土收缩试验方法)。
测试结果如表所示。
Figure BDA0002901489420000051

Claims (10)

1.一种快凝快硬白色UHPC,其特征在于,包括由以下重量份的组份组成:白水泥55-85份,高贝利特硫铝酸盐水泥10-30份,硅灰5-15份,石英砂90-120份,石英粉0-30份,硫酸铝1-2份,减水剂1.0-1.5份,消泡剂0.1-0.5份,缓凝剂0.1-0.5份,水18-22份;其中白水泥、高贝利特硫铝酸盐水泥和硅灰之和为100份。
2.根据权利要求1所述的一种快凝快硬白色UHPC,其特征在于,所述白水泥为白色硅酸盐水泥,强度等级为52.5。
3.根据权利要求1所述的一种快凝快硬白色UHPC,其特征在于,所述高贝利特硫铝酸盐水泥为白色抗裂双快硫铝酸盐水泥,强度等级为42.5。
4.根据权利要求1所述的一种快凝快硬白色UHPC,其特征在于,所述硅灰为白硅灰。
5.根据权利要求1所述的一种快凝快硬白色UHPC,其特征在于,所述石英砂由40-70目石英砂和80-120目石英砂组成,且重量比为3:1。
6.根据权利要求1所述的一种快凝快硬白色UHPC,其特征在于,所述石英粉为300—350目石英粉。
7.根据权利要求1所述的一种快凝快硬白色UHPC,其特征在于,所述减水剂为聚羧酸减水剂。
8.根据权利要求1所述的一种快凝快硬白色UHPC,其特征在于,所述消泡剂为矿物油类高效消泡剂。
9.根据权利要求1所述的一种快凝快硬白色UHPC,其特征在于,所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。
10.制备如权利要求1-9任一项所述的一种快凝快硬白色UHPC的方法,其特征在于:
步骤一、将所述白水泥、高贝利特硫铝酸盐水泥、硅灰、石英砂、硫酸铝、石英粉、减水剂、消泡剂和缓凝剂称量后放入搅拌机中混合,预拌2min;
步骤二、加入80%称量好的水,搅拌5-8min;
步骤三、加入剩余的水,继续搅拌2-5min,得浆体;
步骤四、将浆体倒入模具,震动,成型养护28天以上,脱模即可。
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