[發(fā)明專利]一種超高性能混凝土及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010903732.7
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN111995327B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦憲明;王博;許文英;張利俊;蔡陽;趙佳;張嫚;張瑞;項(xiàng)斌峰;王靈秀;陳敏;張少霞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)北京天譽(yù)有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C08G69/40;C04B24/28;C04B103/30
• 代理公司: 北京萬科園知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11230
• 代理人: 張亞軍;吳茜

本發(fā)明公開了一種超高性能混凝土及其制備方法，包括水泥500?1000份、硅灰200?300份、砂800?1000份、鋼纖維120?200份、超高性能減水劑20?30份、水130?160份；先以環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷、環(huán)氧乙烷、L?天門冬氨酸作為原料進(jìn)行聚合反應(yīng)合成側(cè)鏈Ⅰ，再以二乙醇氨基羧酸、環(huán)氧乙烷、L?天門冬氨酸作為原料進(jìn)行聚合反應(yīng)合成側(cè)鏈Ⅱ，最后將側(cè)鏈Ⅰ、側(cè)鏈Ⅱ、L?天門冬氨酸作為原料進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)得到超高性能減水劑。本發(fā)明通過調(diào)控減水劑而獲得一種綠色、低粘度、強(qiáng)度等級C150及其以上UHPC，解決了傳統(tǒng)的UHPC的粘度大、工作性差、倒置塌落度筒的倒空時(shí)間長等技術(shù)難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種混凝土及其制備方法，具體涉及一種采用聚天冬氨酸作為的主鏈的超高性能減水劑制備的低粘度、綠色超高性能混凝土；聚天冬氨酸最終降解產(chǎn)物為對環(huán)境無害的氨、二氧化碳和水，生物降解性好，是綠色產(chǎn)品；本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超高性能混凝土(英文簡稱UHPC)作為一種具有超高強(qiáng)度、韌性和耐久性的新型材料，因其超高的膠材用量和超低水膠比設(shè)計(jì)，使得UHPC具有超高的抗壓強(qiáng)度和彈性模量。為最大程度的降低混凝土的水膠比，必須選擇減水率高的減水劑。目前制備UHPC用得較多的減水劑主要為減水率25％～35％的第三代聚羧酸減水劑，聚羧酸減水劑主要有甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯型、烯丙醚型聚羧酸鹽、酰胺-酰亞胺型聚羧酸鹽等，主要是以羧基、磺酸基、氨基等為主鏈，接枝不同側(cè)鏈長度的聚醚鏈。在低水膠比情況下，目前的聚羧酸減水劑制備的新拌UHPC的粘度大、工作性差、倒置坍落度筒的倒空時(shí)間長等弊病是一直沒能解決好的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種超高性能混凝土及其制備方法。本發(fā)明采用聚天冬氨酸作為的主鏈的超高性能減水劑來制備UHPC，聚天冬氨酸的最終降解產(chǎn)物為對環(huán)境無害的氨、二氧化碳和水，生物降解性好，是一種綠色產(chǎn)品。本發(fā)明通過采用聚天冬氨酸作為減水劑的主鏈，在主鏈和側(cè)鏈上同時(shí)引入了極性氨基基團(tuán)，使這種自制的超高性能減水劑具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)、高減水率(40％以上)和獨(dú)特的降粘功能，因此，通過調(diào)控減水劑這一簡單的科學(xué)技術(shù)方法而獲得一種綠色、低粘度、強(qiáng)度等級C150及其以上UHPC，解決了傳統(tǒng)的UHPC的粘度大、工作性差、倒置塌落度筒的倒空時(shí)間長等技術(shù)難題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種超高性能混凝土，包括以下重量份的組分：水泥500-1000份、硅灰200-300份、砂800-1000份、鋼纖維120-200份、超高性能減水劑20-30份、水130-160份。

上述技術(shù)方案中，所述的水泥，為P·O42.5及其以上的普通硅酸鹽水泥，優(yōu)選為P·Ⅰ42.5硅酸鹽水泥或P·Ⅱ42.5硅酸鹽水泥，其性能指標(biāo)符合GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》要求。

上述技術(shù)方案中，所述的硅灰，平均粒徑為0.15～0.20μm，比表面積為15000～20000m²/kg。

上述技術(shù)方案中，所述的砂為天然石英砂和河砂形成的混合砂，其中：石英砂和河砂的質(zhì)量比為1:1；所述的混合砂包括粗砂、中砂和細(xì)砂，其中：粗砂粒徑1.0-0.6mm、中砂粒徑0.6-0.38mm、細(xì)砂0.38-0.212mm，粗砂：中砂：細(xì)砂的質(zhì)量比為2：4：1。

上述技術(shù)方案中，所述的鋼纖維為表面鍍銅的短直鋼纖維或者不銹鋼鋼纖維，直徑≥0.2mm，長度≥15mm，長徑比為74-76，密度為7800kg/m³。

上述技術(shù)方案中，所述的超高性能減水劑，是通過下述方法制備而成的：先以環(huán)氧丙烷/環(huán)氧丁烷、環(huán)氧乙烷、L-天門冬氨酸作為原料進(jìn)行聚合反應(yīng)合成側(cè)鏈Ⅰ；再以二乙醇氨基羧酸、環(huán)氧乙烷、L-天門冬氨酸作為原料進(jìn)行聚合反應(yīng)合成側(cè)鏈Ⅱ；最后將側(cè)鏈Ⅰ、側(cè)鏈Ⅱ、L-天門冬氨酸作為原料進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)得到超高性能減水劑。