[發明專利]一種抑爆抗火超高性能混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 202211403229.0
• 申請日: 2022-11-10
• 公開（公告）號: CN115925352A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張陽;林君福;廖新輝;易錦暢;黃松齡;劉穎峰;唐浩
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B111/28
• 代理公司: 長沙瀚頓知識產權代理事務所(普通合伙) 43223
• 代理人: 吳亮;朱敏

本發明公開了一種抑爆抗火超高性能混凝土，以重量份數計，包括如下原料成分：水泥1000～1500份，礦物摻合料200～600份，鋁礬土400～1300份、石英砂0～800份、石英粉150～400份、電熔莫來石0～500份、鋯英砂0～500份、減水劑5～50份、纖維材料200～350份、橡膠粉3～30份；且骨料鋁礬土、石英砂、石英粉、電熔莫來石和鋯英砂的總質量份數大于1000份。本發明提供的抑爆抗火超高性能混凝土，經過1050℃的2小時高溫后，不僅不發生爆裂，并且在災后仍有較高的剩余強度。本發明還提供一種抑爆抗火超高性能混凝土的制備方法。

技術領域

本發明涉及混凝土材料技術領域，具體涉及一種抑爆抗火超高性能混凝土及其制備方法。

背景技術

超高性能混凝土(ultra-high?performance?concrete，簡稱UHPC)是建筑領域內一種具有超高強度、超高韌性、高耐久性的新型水泥基材料。由于UHPC力學性能、耐久性能優異，因此在超高層建筑、大跨橋梁、城市交通、工業廠房等工程項目的建造與加固中發揮了重要作用。然而，在火災等突發災害中，由于UHPC超低的水膠比，其內部非常密實，高溫作用下UHPC內部的水分無法通過孔隙及時逸出，造成孔隙壓力過大，最終引發UHPC爆裂破壞。與普通混凝土構件相比，UHPC構件往往“跨度”更大，保護層厚度更小，一旦混凝土保護層在火災中發生爆裂剝落，鋼筋直接暴露在火場溫度下，鋼筋性能的迅速劣化會引起構件破壞，最終導致建筑垮塌。因此，UHPC的耐火性能研究具有重要意義。為防止UHPC爆裂引發建筑構件破壞的“二次災害”，我們提出一種抑爆抗火超高性能混凝土及其制備方法與應用，以提高UHPC結構在火災中的安全性能。

現有技術中，公開號為CN110563418A、CN104591635A的中國專利申請公開了免蒸汽養護的超高強混凝土，但由于該發明未考慮超高強混凝土的耐火性能，因此該發明在建筑工程、地下工程、特種工業廠房等工程領域的應用嚴重受限。公開號為CN?113563034?A的中國專利公布了一種常溫養護的耐火超高性能混凝土及其制備方法，其實驗最高溫度僅850℃，且尺寸效應對于UHPC高溫性能的影響非常顯著，其實驗試塊截面尺寸偏小，因此試驗結果偏不安全。《GB?50016-2014建筑設計防火規范》中所規定的耐火等級一級的梁、板構件在ISO標準升溫制度下耐火極限應超過兩小時。該實驗溫度距離ISO標準升溫制度下，升溫時間2小時所對應的1050℃高溫仍有一定差距。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種抑爆抗火超高性能混凝土，該抑爆抗火超高性能混凝土經過1050℃的2小時高溫后，不僅不發生爆裂，并且在災后仍有較高的剩余強度，完全滿足現有《GB?50016-2014建筑設計防火規范》中對于耐火等級為一級的梁、板等建筑構件的耐火極限要求，為UHPC結構防火提供了切實可行的方案，可應用于建筑、橋梁、隧道、甚至地下工程等領域。

為了解決上述問題，本發明的技術方案如下：

一種抑爆抗火超高性能混凝土，以重量份數計，包括如下原料成分：

水泥1000～1500份，礦物摻合料200～600份，鋁礬土400～1300份、石英砂0～800份、石英粉150～400份、電熔莫來石0～500份、鋯英砂0～500份、減水劑5～50份、纖維材料200～350份、橡膠粉3～30份；

且骨料鋁礬土、石英砂、石英粉、電熔莫來石和鋯英砂的總質量份數大于1000份；

所述纖維材料包括鋼纖維、合成纖維、植物纖維中的至少一種。

進一步地，所述鋁礬土中Al₂O₃含量為80％以上，其粒徑為0～5mm，且不為0。