[發(fā)明專利]一種含粗骨料超高性能混凝土材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710709957.7
• 申請(qǐng)日: 2017-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN107473658A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉加平;程俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04;C04B111/20;C04B111/34
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含粗骨料超高性能混凝土材料及其制備方法，屬于混凝土材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

20世紀(jì)以來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)朝更高、更長方向發(fā)展，這對(duì)混凝土材料性能提出了新的要求。為解決混凝土橋面板自重大、開裂應(yīng)力低、剛度不高以及彎曲疲勞性能差等問題，亟需發(fā)明一種具有高強(qiáng)度、高抗裂能力、高彈性模量和高彎曲疲勞性能的混凝土材料。

活性粉末混凝土(RPC)材料因其對(duì)原材料的嚴(yán)格要求以及特殊的成型過程，在性能方面滿足高強(qiáng)度、高抗裂能力和高耐久性要求，但很難滿足實(shí)際工程應(yīng)用要求(成本合理，易成型等)，所以無法大規(guī)模推廣應(yīng)用。

含粗骨料超高性能混凝土材料，具有高強(qiáng)度、高彈性模量、高抗裂性和優(yōu)異彎曲疲勞性能四大特點(diǎn)，又因其摻入粗骨料，相對(duì)RPC材料成本低廉，成型、養(yǎng)護(hù)過程技術(shù)要求低、耗能也小，在近年來吸引了國內(nèi)外學(xué)者越來越多的重視，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，有望推廣應(yīng)用到更多建筑結(jié)構(gòu)，尤其是在大跨度橋梁工程中，含粗骨料超高性能混凝土材料還可以大幅度減小結(jié)構(gòu)尺寸與自重，提高橋梁整體結(jié)構(gòu)剛度，延長全周期服役壽命。所以，這樣一種含粗骨料超高性能混凝土材料就具有了十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種含粗骨料超高性能混凝土材料及其制備方法，該混凝土材料具有高強(qiáng)度、高彈性模量、高抗裂性和高彎曲疲勞性能四大特點(diǎn)，解決了現(xiàn)有大型橋梁橋面板工程中，使用傳統(tǒng)混凝土材料所造成的自重大、開裂應(yīng)力低、剛度不高和彎曲疲勞性能差等問題。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種含粗骨料超高性能混凝土材料，該材料包括以下組分：

其中：

所述的粗骨料為石灰?guī)r或者玄武石，粒徑為5～10mm，壓碎值為7％～9％。

所述的減水劑為聚羧酸系高性能減水劑，減水率減水率大于30％。

所述的砂為中粗砂，細(xì)度模數(shù)為2.40～2.95；所述的水泥為強(qiáng)度等級(jí)為42.5及以上的硅酸鹽水泥。

所述的摻合料由硅灰、礦渣和微珠3種材料組成，其中硅灰占摻合料總質(zhì)量的40％～60％。

所述的鋼纖維為平直型或者端鉤型鋼纖維，其長度為13～20mm。

本發(fā)明還提供了一種含粗骨料超高性能混凝土材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、按配比稱取各原料；

步驟二、將水泥和摻合料一起攪拌至分散均勻，之后加入砂和粗骨料，繼續(xù)干攪1～1.5min，得到膠砂混合物；

步驟三、將部分水與全部的減水劑預(yù)先攪拌均勻，之后加入膠砂混合物中，繼續(xù)攪拌30～60s，接著加入剩余的水，繼續(xù)攪拌2.5～3min，得到混合漿體；

步驟四、將鋼纖維均勻撒入混合漿體中，攪拌2.5～4min至鋼纖維分散均勻，得到含粗骨料超高性能混凝土材料。

其中：

所述攪拌的速率為40～60rmp，攪拌所用器具為攪拌機(jī)。

步驟三所述的將部分水與全部的減水劑預(yù)先攪拌均勻是指將60～70wt％的水與全部的減水劑預(yù)先攪拌均勻。

步驟四所述將鋼纖維均勻撒入混合漿體中是指將鋼纖維分4～6次加入混合漿體中。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的含粗骨料超高性能混凝土材料具有高強(qiáng)度、高彈性模量、高抗裂性和高耐久性等特點(diǎn)，解決了現(xiàn)有大型橋梁橋面板工程中，使用傳統(tǒng)混凝土材料所造成的自重大、開裂應(yīng)力低、剛度不高等問題。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述：

本發(fā)明實(shí)施例所選用的水泥由江南水泥廠生產(chǎn)的小野田P·II 52.5水泥。

本發(fā)明實(shí)施例所選用的摻和料由江蘇博特新材料股份有限公司提供的高活性摻和料。

本發(fā)明實(shí)施例所選用的鋼纖維由江蘇博特新材料股份有限公司提供的高強(qiáng)微細(xì)平直型鋼纖維。

本發(fā)明實(shí)施例所選用的高效減水劑由江蘇蘇博特新材料股份有限公司提供的聚羧酸系高性能減水劑。

本發(fā)明制備的含粗骨料超高性能混凝土材料可達(dá)到如表1所示的技術(shù)指標(biāo)：

表1