[發(fā)明專利]輕質(zhì)高強(qiáng)水泥基復(fù)合材料

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410100422.6
• 申請(qǐng)日: 2014-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN103896527A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國(guó)平;施慧聰;趙正;王俊顏;姚欣;劉健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海羅洋新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/00
• 分類號(hào): C04B28/00;C04B18/08;C04B18/12
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬混凝土技術(shù)領(lǐng)域，涉及輕質(zhì)高強(qiáng)水泥基復(fù)合材料。

背景技術(shù)

現(xiàn)代混凝土作為人造建筑材料已有170多年的歷史。在生產(chǎn)實(shí)踐過程中，隨著技術(shù)水平的提高，為了解決普通混凝土質(zhì)量大的缺點(diǎn)，人們逐漸開發(fā)出了混凝土的新品種一一輕質(zhì)混凝土。由于輕質(zhì)混凝土是一種比強(qiáng)度高，保溫耐火，抗震性能好等新型混凝土，可廣泛應(yīng)用在各種工業(yè)與民用建筑等構(gòu)筑物上，具有很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，所以自上世紀(jì)60年代以來在世界各國(guó)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展和應(yīng)用，成為建筑材料工業(yè)中發(fā)展最快的輕質(zhì)高強(qiáng)的新型建筑材料之一。在輕質(zhì)混凝土的發(fā)展初期，由于其強(qiáng)度較低且人們對(duì)其力學(xué)性質(zhì)研究較少，使其應(yīng)用的范圍有所局限。隨著研究的深入、高強(qiáng)輕集料即高強(qiáng)陶粒的問世。人們利用高強(qiáng)陶粒配制出了密度等級(jí)為1600～1900，強(qiáng)度等級(jí)在C20以上的，廣泛用于結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)輕集料混凝土。這種輕質(zhì)混凝土的出現(xiàn)對(duì)于解決大跨度橋梁、海工構(gòu)筑物和高層建筑等降低自重提高經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。我國(guó)在輕質(zhì)高強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的研究起步較晚，由于受到輕骨料自身強(qiáng)度的約束、低用水量下材料的工作性差以及成本高等原因推廣受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種輕質(zhì)高強(qiáng)水泥基復(fù)合材料，通過對(duì)多元膠凝材料的顆粒級(jí)配和骨料的顆粒級(jí)配進(jìn)行優(yōu)化，并通過減水劑等化學(xué)外加劑的使用，使材料能夠在取得等于或低于1650kg/m³容重的同時(shí)達(dá)到20MPa或更高的強(qiáng)度，同時(shí)具有合適的流動(dòng)性確保材料正常施工。

本發(fā)明的輕質(zhì)高強(qiáng)水泥基復(fù)合材料，包含膠凝材料、骨料、外加劑和水，其特征是：所述膠凝材料為水泥和礦物摻合料，所述水泥為強(qiáng)度等級(jí)為42.5及以上的P·I、P·II或P·O代號(hào)水泥，所述礦物摻合料為硅灰、粉煤灰或礦粉的兩種或三種材料組合；所述骨料包括表觀密度小于1800kg/m³的輕質(zhì)骨料或者表觀密度為1800～2800kg/m³普通骨料和輕質(zhì)骨料的組合；所述外加劑劑為減水劑、消泡劑、增稠劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑或減縮劑的一種或者幾種的組合；

其中，水泥用量占輕質(zhì)高強(qiáng)水泥基復(fù)合材料體積的5～40%，所述礦物摻合料占輕質(zhì)高強(qiáng)水泥基復(fù)合材料體積的5～40%；所述骨料占輕質(zhì)高強(qiáng)水泥基復(fù)合材料體積的30～80%；

所述膠凝材料各組分的配比分?jǐn)?shù)通過理想堆積曲線和膠凝材料各組分的粒徑累計(jì)分布曲線進(jìn)行數(shù)值分析計(jì)算；

1）所述理想堆積曲線公式為：

P_sd????100???·??/_m???/；

其中，P_sd為顆粒通過篩孔的百分比，A為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，d為篩孔直徑，D_max為顆粒的最大粒徑；

經(jīng)驗(yàn)常數(shù)A的取值根據(jù)輕質(zhì)高強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的設(shè)計(jì)坍落度或設(shè)計(jì)擴(kuò)展度要求通過公式確定：

當(dāng)H≤220mm時(shí)，A?5·H/H，

當(dāng)H＞220mm時(shí)，A?5·L?H?/H，

L為擴(kuò)展度設(shè)計(jì)值，H為坍落度設(shè)計(jì)值，H₀為坍落度桶的高度300mm；

2）膠凝材料各組分的粒徑累計(jì)分布曲線：

對(duì)膠凝材料中所需的組分水泥、硅灰、粉煤灰和礦粉經(jīng)測(cè)試的得到各自累計(jì)分布曲線f_c(d)、f_sf(d)、f_fa(d)和f_bs(d)；

3）數(shù)值分析計(jì)算如下：

設(shè)水泥占膠凝材料總量的體積分?jǐn)?shù)為X_c、硅灰占膠凝材料總量的體積分?jǐn)?shù)為X_sf、粉煤灰占膠凝材料總量的體積分?jǐn)?shù)為X_fa和礦粉占膠凝材料總量的體積分?jǐn)?shù)為X_bs，且滿足X_c∈[0.111,0.889]、（X_sf+X_fa+X_bs）∈[0.111,0.889]、X_c+X_sf+X_fa+X_bs=1；

設(shè)定混合后膠凝材料的粒徑累計(jì)分布曲線為：

P=X_cf_c(d)+X_sff_sf(d)+X_faf_fa(d)+X_bsf_bs(d)，