CN113307578A - 一种多功能型uhpc及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能型UHPC及制备方法。该多功能型UHPC包括:水泥100份、硅灰8~25份、粉煤灰0‑15份、砂80‑120份、石英粉5‑30份、纤维2‑6份、高性能减水剂1‑8份、膨胀剂7‑12份、SAP高吸水树脂0‑1.5份、汽车尾气吸收材料0‑10份、内掺式融雪剂0‑24份,水胶比0.15‑0.23。本发明制备UHPC材料具有自密实、免蒸养、超高强度、超高韧性、抗冻性能强、28天自缩率较低、抗开裂性能优异、可吸收城市或者交通要道上的汽车尾气。可广泛用于水泥桥面缺陷修补、桥面伸缩缝处理、水泥桥面防水、修复水泥桥墩、钢桥面耐久性铺装等项目中。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程材料及制备方法,特别涉及一种多功能型UHPC及制备方法。
背景技术
超高性能混凝土(简称UHPC)是一种组成材料颗粒级配达到最优的水泥基复合材料,它含有一定比例的微细短钢纤维或有机纤维增强材料,在受拉状态下具有较好的韧性,与普通混凝土和高性能混凝土(HPC)相比,强度和耐久性更高。UHPC超高性能混凝土的抗拉强度不小于5MPa(UT05等级)且拉伸变形达0.15%时的残留抗拉强度不小于3.5MPa、抗压强度不小于120MPa(UC120等级)。是一种性能优异的土木工程材料,可广泛用于水泥桥面缺陷修补、桥面伸缩缝处理、水泥桥面防水、修复水泥桥墩、钢桥面耐久性铺装等项目中。
中国专利CN108609974A提出了一种UHPC的制备方法,其中UHPC的粉体材料包括如下组分:硅酸盐水泥40~50份、硫铝酸盐快硬水泥20~30份、硅灰5~10份、粉煤灰15~20份、矿粉15~20份、石英砂30~50份、石英粉30~50份和乳胶粉0.2~2.5份,但是该技术存在混合料太过粘稠、粘底、难施工等问题,中国专利CN109369118A提出了一种低收缩性的超高性能混凝土及制备方法,其中主要的创新是加入的高吸水树脂很好的解决UHPC早期收缩量大的问题,但是存在对施工设备要求高、功能单一的问题。因此亟须开发一种多功能型UHPC来解决水泥混凝土的性能单一的问题。
发明内容
发明目的:本发明目的是提供一种多功能型UHPC及其制备方法。
技术方案:本发明提供一种多功能型UHPC及其制备方法,包括如下重量份数的组分:水泥100份、硅灰8~25份、粉煤灰0-15份、砂80-120份、石英粉5-30份、纤维2-6份、高性能减水剂1-8份、膨胀剂7-12份、SAP高吸水树脂0-1.5份、汽车尾气吸收材料0-10份、内掺式融雪剂0-24份,水胶比0.15-0.23。
进一步地,所述水泥为超细42.5水泥、万年青牌52.5标号水泥、洋房牌水泥52.5标号水泥、海螺牌水泥52.5标号水泥,波特兰52.5标号白水泥、小野田52.5标号水泥;水泥的勃氏比表面积不小于1000m2/kg,平均粒径不大于6μm,中值粒径D50不大于7μm。
进一步地,所述硅灰为原状硅灰、半增密硅灰、锆质硅灰和白硅灰;硅灰为一级灰,含硅量大于92%,需水量小于120%,活性指数不小于110%,平均粒径为0.1~0.15μm。
进一步地,所述砂为石英砂或河砂;石英砂的粒径为0.2~0.4mm,所述河沙的粒径为0.075~2.36mm。
进一步地,所述粉煤灰为球形微珠含量不小于90%,细度不小于1200目,烧失量小于2%。
进一步地,所述石英粉为325目石英粉,平均粒径为50.1μm。
进一步地,所述纤维为镀铜微丝纤维,其抗拉强度不小于2900、杨氏模量不小于50GPa;PVA纤维不小于1300MPa,杨氏模量不小于7GPa;芳纶短纤维抗拉强度不小于3050、杨氏模量不小于4.3GPa;高强高模量聚乙烯纤维。
进一步地,所述高性能减水剂为巴斯夫Melflux4930F聚羧酸减水剂、苏博特聚羧酸减水剂、得加拓达聚羧酸减水剂、锦腾化工聚羧酸减水剂、孚迈斯PCE-11聚羧酸减水剂、雨泽化工聚羧酸减水剂及BST-301聚羧酸减水剂。
进一步地,所述膨胀剂为UEA-I膨胀剂、TD-1膨胀剂、HEA-1膨胀剂、SJ-K膨胀剂;所述SAP高吸水树脂为WL-700、WL-800、WL-3000;所述汽车尾气吸收材料为纳米TiO2、纳米二氧化锆;内掺式融雪剂为履信II型缓释型抗冻剂、履信I型缓释型抗冻剂。
所述的多功能型UHPC的制备方法,包括如下步骤:
(1)将水泥、硅灰、粉煤灰、砂、石英粉、纤维、膨胀剂、SAP高吸水树脂、汽车尾气吸收材料、内掺式融雪剂按照上述比例加入混凝土搅拌机混合1min~2min,得到混合料(1);
(2)将纤维加入(1)料中,并搅拌3min~4min至均匀,得到混合物(2);
(3)将复配好的高效减水剂与水混合成均匀混合液,在混凝土搅拌机搅拌状态下加入一半的混合液,搅拌6min~8min,得到多功能型UHPC。
有益效果:本发明的多功能型UHPC制备方法简单、工艺简单;制备UHPC材料具有自密实、免蒸养、超高强度、超高韧性、抗冻性能强、28天自缩率较低、抗开裂性能优异、可吸收城市或者交通要道上的汽车尾气,其综合性能较为优异。
具体实施方式
UHPC的性能检测方法参照《超高性能混凝土(UHPC)技术要求》(中国工程建筑标准化协会团体标准,T/CECS×××-202×)。
实施例1
UHPC制备:
(1)将水泥、硅灰、粉煤灰、砂、石英粉、纤维、膨胀剂、SAP高吸水树脂、汽车尾气吸收材料、内掺式融雪剂按照上述比例加入混凝土搅拌机混合1min~2min,得到混合料(1);
(2)将纤维加入(1)料中,并搅拌3min~4min至均匀,得到混合物(2);
(3)将复配好的高效减水剂与水混合成均匀混合液,在混凝土搅拌机搅拌状态下加入一半的混合液,搅拌6min~8min,得到多功能型UHPC。
对比例实验:
取国内某知名上市公司生产销售UHPC干粉,按照生产厂家要求配比要求制备UHPC混凝土作为对比例,具体对比性能如下:
表1实施例1制备的多功能型UHPC主要性能参数
实施例2
UHPC制备:
(1)将水泥、硅灰、粉煤灰、砂、石英粉、纤维、膨胀剂、SAP高吸水树脂、汽车尾气吸收材料、内掺式融雪剂按照上述比例加入混凝土搅拌机混合1min~2min,得到混合料(1);
(2)将纤维加入(1)料中,并搅拌3min~4min至均匀,得到混合物(2);
(3)将复配好的高效减水剂与水混合成均匀混合液,在混凝土搅拌机搅拌状态下加入一半的混合液,搅拌6min~8min,得到多功能型UHPC。
对比例实验:
取上海某上市公司生产销售UHPC干粉,按照生产厂家要求配比要求制备UHPC混凝土作为对比例,具体对比性能如下:
表2实施例2制备的多功能型UHPC主要性能参数
实施例3
UHPC制备:
(1)将水泥、硅灰、粉煤灰、砂、石英粉、纤维、膨胀剂、SAP高吸水树脂、汽车尾气吸收材料、内掺式融雪剂按照上述比例加入混凝土搅拌机混合1min~2min,得到混合料(1);
(2)将纤维加入(1)料中,并搅拌3min~4min至均匀,得到混合物(2);
(3)将复配好的高效减水剂与水混合成均匀混合液,在混凝土搅拌机搅拌状态下加入一半的混合液,搅拌6min~8min,得到多功能型UHPC。
对比例实验:
取上海某上市公司生产销售UHPC干粉,按照生产厂家要求配比要求制备UHPC混凝土作为对比例,具体对比性能如下:
表3实施例3制备的多功能型UHPC主要性能参数
实施例4
UHPC制备:
(1)将水泥、硅灰、粉煤灰、砂、石英粉、纤维、膨胀剂、SAP高吸水树脂、汽车尾气吸收材料、内掺式融雪剂按照上述比例加入混凝土搅拌机混合1min~2min,得到混合料(1);
(2)将纤维加入(1)料中,并搅拌3min~4min至均匀,得到混合物(2);
(3)将复配好的高效减水剂与水混合成均匀混合液,在混凝土搅拌机搅拌状态下加入一半的混合液,搅拌6min~8min,得到多功能型UHPC。
对比例实验:
取上海某上市公司生产销售UHPC干粉,按照生产厂家要求配比要求制备UHPC混凝土作为对比例,具体对比性能如下:
表4实施例4制备的多功能型UHPC主要性能参数
实施例5
UHPC制备:
(1)将水泥、硅灰、粉煤灰、砂、石英粉、纤维、膨胀剂、SAP高吸水树脂、汽车尾气吸收材料、内掺式融雪剂按照上述比例加入混凝土搅拌机混合1min~2min,得到混合料(1);
(2)将纤维加入(1)料中,并搅拌3min~4min至均匀,得到混合物(2);
(3)将复配好的高效减水剂与水混合成均匀混合液,在混凝土搅拌机搅拌状态下加入一半的混合液,搅拌6min~8min,得到多功能型UHPC。
对比例实验:
取上海某上市公司生产销售UHPC干粉,按照生产厂家要求配比要求制备UHPC混凝土作为对比例,具体对比性能如下:
表5实施例5制备的多功能型UHPC主要性能参数
实施例6
UHPC制备:
(1)将水泥、硅灰、粉煤灰、砂、石英粉、纤维、膨胀剂、SAP高吸水树脂、汽车尾气吸收材料、内掺式融雪剂按照上述比例加入混凝土搅拌机混合1min~2min,得到混合料(1);
(2)将纤维加入(1)料中,并搅拌3min~4min至均匀,得到混合物(2);
(3)将复配好的高效减水剂与水混合成均匀混合液,在混凝土搅拌机搅拌状态下加入一半的混合液,搅拌6min~8min,得到多功能型UHPC。
对比例实验:
取上海某上市公司生产销售UHPC干粉,按照生产厂家要求配比要求制备UHPC混凝土作为对比例,具体对比性能如下:
表6实施例6制备的多功能型UHPC主要性能参数
实施例7
UHPC制备:
(1)将水泥、硅灰、粉煤灰、砂、石英粉、纤维、膨胀剂、SAP高吸水树脂、汽车尾气吸收材料、内掺式融雪剂按照上述比例加入混凝土搅拌机混合1min~2min,得到混合料(1);
(2)将纤维加入(1)料中,并搅拌3min~4min至均匀,得到混合物(2);
(3)将复配好的高效减水剂与水混合成均匀混合液,在混凝土搅拌机搅拌状态下加入一半的混合液,搅拌6min~8min,得到多功能型UHPC。
对比例实验:
取上海某上市公司生产销售UHPC干粉,按照生产厂家要求配比要求制备UHPC混凝土作为对比例,具体对比性能如下:
表7实施例7制备的多功能型UHPC主要性能参数
从实施例1-7给出的具体实施例的检测数据可知,本发明的多功能型UHPC性能均超过国内某知名厂家水平,尤其是超高韧性、抗结冰能力强、28天自缩率较低、抗开裂性能优异、可吸收城市或者交通要道上的汽车尾气方面。
Claims (10)
1.一种多功能型UHPC,其特征在于:包括如下重量份数的组分:水泥100份、硅灰8~25份、粉煤灰0-15份、砂80-120份、石英粉5-30份、纤维2-6份、高性能减水剂1-8份、膨胀剂7-12份、SAP高吸水树脂0-1.5份、汽车尾气吸收材料0-10份、内掺式融雪剂0-24份,水胶比0.15-0.23。
2.根据权利要求1所述的多功能型UHPC,其特征在于:所述水泥为超细42.5水泥、万年青牌52.5标号水泥、洋房牌水泥52.5标号水泥、海螺牌水泥52.5标号水泥,波特兰52.5标号白水泥、小野田52.5标号水泥;水泥的勃氏比表面积不小于1000m2/kg,平均粒径不大于6μm,中值粒径D50不大于7μm。
3.根据权利要求1所述的多功能型UHPC,其特征在于:所述硅灰为原状硅灰、半增密硅灰、锆质硅灰和白硅灰;硅灰为一级灰,含硅量大于92%,需水量小于120%,活性指数不小于110%,平均粒径为0.1~0.15μm。
4.根据权利要求1所述的多功能型UHPC,其特征在于:所述砂为石英砂或河砂;石英砂的粒径为0.2~0.4mm,所述河沙的粒径为0.075~2.36mm。
5.根据权利要求1所述的多功能型UHPC,其特征在于:所述粉煤灰为球形微珠含量不小于90%,细度不小于1200目,烧失量小于2%。
6.根据权利要求1所述的多功能型UHPC,其特征在于:所述石英粉为325目石英粉,平均粒径为50.1μm。
7.根据权利要求1所述的多功能型UHPC,其特征在于:所述纤维为镀铜微丝纤维,其抗拉强度不小于2900、杨氏模量不小于50GPa;PVA纤维不小于1300MPa,杨氏模量不小于7GPa;芳纶短纤维抗拉强度不小于3050、杨氏模量不小于4.3GPa;高强高模量聚乙烯纤维。
8.根据权利要求1所述的多功能型UHPC,其特征在于:所述高性能减水剂为巴斯夫Melflux4930F聚羧酸减水剂、苏博特聚羧酸减水剂、得加拓达聚羧酸减水剂、锦腾化工聚羧酸减水剂、孚迈斯PCE-11聚羧酸减水剂、雨泽化工聚羧酸减水剂及BST-301聚羧酸减水剂。
9.根据权利要求1所述的多功能型UHPC,其特征在于:所述膨胀剂为UEA-I膨胀剂、TD-1膨胀剂、HEA-1膨胀剂、SJ-K膨胀剂;所述SAP高吸水树脂为WL-700、WL-800、WL-3000;所述汽车尾气吸收材料为纳米TiO2、纳米二氧化锆;内掺式融雪剂为履信II型缓释型抗冻剂、履信I型缓释型抗冻剂。
10.权利要求1所述的多功能型UHPC的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)将水泥、硅灰、粉煤灰、砂、石英粉、纤维、膨胀剂、SAP高吸水树脂、汽车尾气吸收材料、内掺式融雪剂按照上述比例加入混凝土搅拌机混合1min~2min,得到混合料(1);
(2)将纤维加入(1)料中,并搅拌3min~4min至均匀,得到混合物(2);
(3)将复配好的高效减水剂与水混合成均匀混合液,在混凝土搅拌机搅拌状态下加入一半的混合液,搅拌6min~8min,得到多功能型UHPC。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210827 |
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