[發明專利]一種用于制備低收縮超高性能混凝土的專用復合膠凝材料

有效

• 申請號: 202010215304.5
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111393053B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 姚丕強;趙艷妍
• 申請（專利權）人: 天津水泥工業設計研究院有限公司
• 主分類號: C04B11/30
• 分類號: C04B11/30;C04B7/345
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 張倩

本發明涉及一種用于制備低收縮超高性能混凝土的專用復合膠凝材料，由如下重量份原料干混均勻得到：硅酸鹽水泥熟料粉75～85份；膨脹性高貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料粉10～20份；硬石膏粉5～10份。膨脹性高貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料的配料參數為：堿度系數Cm值為1.4～1.6，fCaO為5～8％，fSO₃為7～10％；重量百分比的礦物組成：C₂S為40～50％，C₄A₃S為25～35％，C₁₂A₇為4～5％，CaSO₄為10～15％，fCaO為4～8％，C₄AF為1～2％。本發明專用復合膠凝材料，凈漿3d自收縮值350?380ppm，各齡期抗壓強度提高了2?4Mpa；既可降低UHPC收縮值，還可提高其強度和穩定性。

技術領域

本發明屬于混凝土技術領域，特別是涉及一種用于制備低收縮超高性能混凝土的專用復合膠凝材料。

背景技術

超高性能混凝土(簡稱UHPC)，是近年來混凝土材料領域最具創新性的技術。具有超高強度(120MPa以上)、高抗腐蝕及耐久性，可減小結構尺寸、減輕結構自重、節約空間、降低能耗、降低結構維修費和重建費等優點。目前，UHPC在建筑裝飾與結構一體化、大跨度橋梁結構、裝配式建筑構件的濕接縫連接、抗沖磨水利工程、海上采油平臺工程，以及一些重大工程的維修加固和修補中得到了應用，體現了突出的性能優勢。

UHPC因其膠凝材料用量大、水膠比低，通常還會摻入硅灰這種超細摻合料，使得其收縮，特別是早期收縮較大。UHPC的早期收縮開裂比一般混凝土更加嚴重，導致構件早期應力集中，從而在后期容易產生裂縫，還會導致一些輕薄構件下彎曲變形，影響UHPC產品的正常使用。UHPC收縮大的缺點極大地制約了UHPC的發展應用。因此，減小UHPC的收縮，特別是早期收縮，具有非常重要的意義。

在降低HUPC收縮的現有技術中，中國專利公開號CN109369118A，公開了一種采用高吸水樹脂(SAP)外加劑，改善UHPC內部材料的吸水和保水功能，增強內養護條件有效抑制混凝土自收縮的低收縮UHPC制備方法，著重強調了高吸水樹脂的添加方式和均勻分散的重要性。中國專利公開號CN109721306A，公開了一種在粉體材料中采用重鈣粉作為摻合料，代替硅灰降低UHPC體系自收縮值的制備方法，同時采用玻璃微珠能夠有效提升UHPC組合物的流動性，實現自流平。中國專利公開號CN110407529A，公開了一種采用硫鋁酸鈣-氧化鈣類膨脹劑對膠凝材料收縮進行膨脹補償的低收縮UHPC制備技術。

上述有關降低UHPC材料的技術手段，主要通過內養護化學外加劑(SAP)的添加、礦物類膨脹劑的使用、或者礦物摻合料品種的改變等方面來進行改進和優化，然而最主要的膠凝材料都使用硅酸鹽水泥，沒有任何變化。使得這些現有的技術手段各自都還存在一定問題，比如使用內養護化學外加劑(SAP)會顯著降低UHPC的抗壓強度，使用硫鋁酸鈣-氧化鈣類膨脹劑會造成UHPC材料體積的穩定性變差，且也會降低強度。

發明內容

本發明針對現有降低UHPC收縮的制備技術及存在的問題，提供了一種用于制備低收縮超高性能混凝土的專用復合膠凝材料。專用復合膠凝材料即可降低UHPC收縮值，還可提高其強度和穩定性，UHPC材料要使用大量的水泥和膠凝材料，水泥和膠凝材料的收縮性能、凝結硬化特性以及強度發展規律，對UHPC的性能起決定作用。通過對水泥和膠凝材料性能的優化改進，制成一種具有收縮低和強度高性能特點的UHPC專用復合膠凝材料，顯著降低其收縮性能和與礦物摻合料的適應性，使得既可直接降低UHPC的收縮性，還可以通過減小UHPC中硅灰等超細摻合料的用量間接降低收縮值，簡化UHPC制備過程，促進UHPC制備成本的降低。

本發明是這樣實現的，一種用于制備低收縮超高性能混凝土的專用復合膠凝材料，由如下重量份的原料干混均勻得到：硅酸鹽水泥熟料粉75～85份；膨脹性高貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料粉10～20份；硬石膏粉5～10份。