[發(fā)明專利]一種高性能混凝土

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810041272.4
• 申請(qǐng)日: 2018-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108147750A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張伏祥;查文;張國(guó)只;王世全;郭光智;李威;王文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南省豫北水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04
• 代理公司: 重慶百潤(rùn)洪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50219
• 代理人: 劉立春

本發(fā)明提供了一種高性能混凝土，包含如下原料：水泥300?500kg/m3，粗骨料750?1100kg/m3，細(xì)骨料450?700kg/m3，水100?180kg/m3，礦物摻和料200?400kg/m3，多孔材料100?250kg/m3、外加劑10?20kg/m3，有機(jī)纖維材料體積占比0.5?3％；其中水泥強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5，其中外加劑中減水劑的重量比不小于70％。通過(guò)多孔材料和有機(jī)纖維材料的共同摻雜，一方面大幅提高了混凝土的抗拉強(qiáng)度，另一方面對(duì)混凝土的抗高溫爆裂性能的改善也很明顯，有利于工程上的推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混凝土技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高性能混凝土。

背景技術(shù)

混凝土作為建筑結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)材料已有一百多年的歷史，隨著混凝土應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，使結(jié)構(gòu)工程向高度更高、跨度更大、荷載更重的方向發(fā)展，應(yīng)用條件也越來(lái)越苛刻，如水下大壩、高速鐵路、核反應(yīng)堆等，對(duì)其性能的要求也更加嚴(yán)格，于是高性能混凝土就應(yīng)運(yùn)而生。高性能混凝土(High performance concrete,簡(jiǎn)稱HPC)是一種新型高技術(shù)混凝土，采用常規(guī)材料和工藝生產(chǎn)，具有混凝土結(jié)構(gòu)所要求的各項(xiàng)力學(xué)性能，具有高耐久性、高工作性和高體積穩(wěn)定性的混凝土。它以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對(duì)不同用途要求，對(duì)耐久性、工作性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性等性能重點(diǎn)予以保證。通過(guò)對(duì)混凝土配料的優(yōu)化配比、添加礦物混合物、高效減水劑等，高效混凝土的28d抗壓強(qiáng)度已經(jīng)超過(guò)100MPa，然而在抗拉強(qiáng)度方面的性能卻表現(xiàn)一般。在保持高抗壓強(qiáng)度的前提下，提高抗拉/抗壓強(qiáng)度比是今后的努力方向。有人在混凝土中加入了鋼纖維從而提高了抗拉強(qiáng)度，然而其耐腐蝕耐久性方面不是太好；另外高抗壓強(qiáng)度混凝土其結(jié)構(gòu)致密，當(dāng)混凝土處于外界高溫下時(shí)(比如火災(zāi)或環(huán)境持續(xù)受熱)，其內(nèi)部析出的水蒸氣可達(dá)飽和蒸氣壓從而形成巨大內(nèi)部壓力導(dǎo)致混凝土爆裂剝落，從而導(dǎo)致土木建筑工程的損毀。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明提供一種高性能混凝土，通過(guò)配方的選擇和混配的步驟，提高混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗拉抗壓強(qiáng)度比，同時(shí)提高其抵抗高溫爆裂性能。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種高性能混凝土，包含如下原料：水泥300-500kg/m3，粗骨料750-1100kg/m3，細(xì)骨料450-700kg/m3，水100-180kg/m3，礦物摻和料200-400kg/m3，多孔材料100-250kg/m3、外加劑10-20kg/m3，有機(jī)纖維材料體積占比0.5-3％；其中水泥強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5，其中外加劑中減水劑的重量比不小于70％；

所述高性能混凝土的拌和步驟如下：有機(jī)纖維材料、多孔材料投入混合攪拌3min，接著粗骨料、細(xì)骨料、礦物摻和料、40％總用水量投入混合攪拌2min，然后投入水泥、剩余的60％總用水量攪拌1min，最后加入外加劑攪拌1min，即可出料。

所述有機(jī)纖維材料包括植物纖維、動(dòng)物纖維、人造碳纖維、碳納米管等一種或多種材料的混合。由于纖維結(jié)構(gòu)的毛細(xì)管作用,將混凝土內(nèi)部的水分迅速地傳輸?shù)綕{料表面和界面,使得漿料內(nèi)部的水分均勻分布明顯減少結(jié)皮現(xiàn)象，并使得粘結(jié)強(qiáng)度和表面強(qiáng)度明顯提高，優(yōu)選的纖維長(zhǎng)度10-100mm，直徑10-100微米。

所述多孔材料包括硅藻土、分子篩、沸石、人造多孔材料等一種或多種材料的混合。它具有一些獨(dú)特的性能，如：多孔性、較低的濃度、較大的比表面積、相對(duì)的不可壓縮性及化學(xué)穩(wěn)定性，在通過(guò)對(duì)原料的粉碎、分選、煅燒、氣流分級(jí)、去雜等加工工序改變其粒度的分布狀態(tài)及表面性質(zhì)后，可適用于多種工業(yè)要求，優(yōu)選的目數(shù)在100-1000之間。

所述粗骨料為碎石或碎卵石，最大粒徑不大于25mm。

所述細(xì)骨料為中、粗河沙或人工砂，其細(xì)度模數(shù)為2.5-2.9。

所述礦物摻和料包括粉煤灰、礦渣粉、硅灰等一種或多種材料的混合。

所述減水劑為聚羧酸鹽類高性能減水劑，減水率不小于25％。