[發明專利]一種輕質膨脹型超高性能混凝土及其制備方法

有效

• 申請號: 202110665770.8
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113387646B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 劉開志;侍剛;蔡昱;韋鵬亮;陳露一;王亞洲
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋局集團有限公司;中鐵大橋科學研究院有限公司;中鐵橋研科技有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B14/14;C04B14/06
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 李景

本申請涉及混凝土技術領域，特別涉及一種輕質膨脹型超高性能混凝土及其制備方法。本申請提供的輕質膨脹型超高性能混凝土，按質量份計，包括以下原料：膠凝材料700～1300份，外加劑20～150份，集料500～1400份，纖維50～250份，水150～250份；其中，按質量份計，所述膠凝材料包括：普通硅酸鹽水泥500～1000份、微硅粉50～300份、粉煤灰漂珠100～200份；所述外加劑包括：減水劑5～50份、膨脹劑10～100份、消泡劑5～20份，所述集料包括：石英砂0～1300份、預濕輕集料10～600份。本申請制得的超高性能混凝土具有良好的工作性能、力學性能和耐久性能，實現了輕量化和膨脹化。

技術領域

本申請涉及混凝土技術領域，特別涉及一種輕質膨脹型超高性能混凝土及其制備方法。

背景技術

超高性能混凝土，簡稱UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，具有超高的耐久性和超高的力學性能，UHPC的組成中含有高比例的膠凝材料和大摻量的鋼纖維，因此其容重比普通混凝土高15％～20％，導致同尺寸條件下UHPC材料及結構具有更大的自重。同時，UHPC膠凝體系的水膠比極低，內部自干燥現象顯著，早期收縮發展迅速，增加了結構收縮脫粘和開裂風險。

傳統的混凝土減縮技術，如摻入減縮劑、膨脹劑、內養護劑均能一定程度降低UHPC的收縮變形，其中，摻入膨脹劑是實現混凝土膨脹最有效的方式。然而，UHPC內部極度缺水，膨脹劑的膨脹效應難以發揮。因此，在不降低UHPC密實度的前提下，為膨脹劑的反應供水以激發其膨脹潛能是解決這一矛盾的有效途徑。目前，將內養護劑和膨脹劑聯用是制備膨脹型UHPC的最佳設計策略。

然而，基于內養護劑與膨脹劑理化協同效應以制備輕質膨脹型UHPC水泥基復合材料存在諸多技術難點：1、在膨脹劑方面，UHPC膠凝體系對膨脹源和膨脹量的要求較為苛刻，膨脹源選擇不當，膨脹作用難以實現或膨脹效應不穩定；膨脹量控制不當，無法產生膨脹或導致膨脹開裂；2、在預濕內養護劑方面，1)輕集料吸水率和夾帶水量需精準控制，吸水率/夾帶水量過高，UHPC密實度和強度會下降甚至導致泌水離析，吸水率/夾帶水量過低，UHPC漿體的和易性變差；2)輕集料尺寸和摻量需合理調控，輕集料尺寸/摻量過小，則降低UHPC容重效果不顯著，輕集料尺寸/摻量過大，則UHPC集料及界面過渡區薄弱環節增加，力學性能難以保障；3)輕集料本身孔道構造拓展了混凝土內外介質傳輸與擴散的通道，可能削弱UHPC抗滲性和抗有害離子侵蝕的能力。

因此，有必要提供一種能夠克服上述技術難點的制備輕質膨脹型超高性能混凝土的方法。

發明內容

本申請實施例提供一種輕質膨脹型超高性能混凝土及其制備方法，以解決相關技術中基于內養護劑與膨脹劑理化協同效應制備輕質膨脹型UHPC水泥基復合材料存在的技術難點。

第一方面，本申請提供了一種輕質膨脹型超高性能混凝土，按質量份計，包括以下原料：膠凝材料700～1300份，外加劑20～150份，集料500～1400份，纖維50～250份，水150～250份；其中，按質量份計，所述膠凝材料包括：普通硅酸鹽水泥500～1000份、微硅粉50～300份、粉煤灰漂珠100～200份；所述外加劑包括：減水劑5～50份、膨脹劑10～100份、消泡劑5～20份，所述集料包括：石英砂0～1300份、預濕輕集料10～600份。

一些實施例中，所述輕質膨脹型超高性能混凝土包括以下原料：普通硅酸鹽水泥844份、微硅粉212份、粉煤灰漂珠130份、減水劑16份、膨脹劑52份、消泡劑7份、石英砂230份、預濕輕集料311份、纖維120份、水202份。

一些實施例中，所述輕質膨脹型超高性能混凝土包括以下原料：普通硅酸鹽水泥852份、微硅粉208份、粉煤灰漂珠112份、減水劑17份、膨脹劑48份、消泡劑10份、石英砂188份、預濕輕集料457份、纖維120份、水198份。

一些實施例中，所述減水劑選用聚羧酸減水劑。