[發明專利]一種超高強混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 202211540796.0
• 申請日: 2022-12-02
• 公開（公告）號: CN115974466A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 張琨;王開強;孫慶;楊輝;董耀武;林琦;單紅波;趙金明
• 申請（專利權）人: 中建三局集團有限公司
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李欣榮

本發明公開了一種超高強混凝土，它以膠凝材料體系、骨料體系、纖維增強體系、減水組分、內養護組分為主要原料，其中膠凝材料體系由水泥、礦渣粉、玻璃微珠和微硅粉組成；內養護組分由三乙醇胺改性乳酸?羥基乙酸星型共聚物和高吸水樹脂復配得到。本發明采用較高的水灰比和四元復合膠凝材料等配方優化手段，并進一步結合壓力養護和改進的內養護手段，可同時兼顧超高強混凝土良好的工作性能、力學性能和耐久性能等；且涉及的制備方法簡單、成本較低，可為超高強混凝土的制備提供一條新思路。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種超高強混凝土及其制備方法。

背景技術

超高強混凝土是指強度等級為C100以上的混凝土，其最大的特點是抗壓強度高。傳統超高強混凝土的配合比設計通常采用大比例膠凝材料用量、極低的水灰比、并摻入纖維增強組分等技術路徑，如：專利CN103159443B公開了一種超高強度混凝土，其膠材總量600-700kg/m³，水灰比僅為0.137-0.187；專利CN112960948A公開了一種低收縮低粘度超高強混凝土，其膠凝材料總量雖然只有510-550kg/m³，水灰比也僅為0.210-0.240。上述方案中的配合比設計雖然有利于強度發展，但易導致超高強混凝土拌合物坍落度和擴展度小、粘度大、易扒底，泵送澆筑、振搗施工困難，且水化硬化過程中放熱量大，硬化后的混凝土會出現較大幅度的收縮，內部容易產生收縮、微裂縫等結構缺陷。

此外，傳統混凝土的養護方式主要包括：標準條件養護、同條件養護、蒸汽養護、蒸汽加壓養護、高溫水養護等；超高強混凝土的傳統養護工藝的研究與優化多集中于養護溫度上，但蒸汽養護時85％的生產能耗在于加熱過程，且多余熱量大多無法有效回收?，F有蒸壓養護施加的壓強通常小于1MPa，對拌合物內部的影響有限。專利CN207656916U公開了一種混凝土試塊自動加壓養護裝置，采用加壓設備對已經干硬成型后的混凝土試塊施加特定荷載，模擬受壓條件下試件的強度發展；文獻《加壓成型高強活性粉磨混凝土配制與試驗》，通過液壓設備對活性粉末混凝土(RPC)拌合物進行短時間(30-60min)的壓制，拌合物流動性小且加載壓力較小，僅有不到1MPa，加壓僅僅作為一種輔助密實手段，松壓后試件體積隨即出現反彈。目前，采用高溫、高壓、提高濕度等改變養護環境的方法，均可間接促進水泥水化的進程，然而現有加壓養護工藝通常通過提高混凝土構件所處環境的氣相壓強，或在短時間內施加較小機械壓力，對混凝土內部的影響有限，同時主要作用于水泥水化初期階段；因此，進一步探索簡便、高效的超高強混凝土及其制備工藝，具有重要的研究和應用意義。

發明內容

本發明的主要目的在于針對現有技術存在的問題和不足，提供一種超高強混凝土及其制備方法，通過對混凝土配合比的優化，向初凝前的拌合物直接提供壓力(增加液相的內壓力)，并輔以改進的內養護組分，可有效促進膠凝材料的水化進程和強度發展、減小顆粒間距、大幅提高體系密實程度、抑制微裂紋的形成和發展；同時兼顧超高強混凝土良好的工作性能和耐久性能等；且涉及的制備方法簡單、成本較低，適合推廣應用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種超高強混凝土，每立方米混凝土中各組分及其用量包括：1)膠凝材料體系580-630kg，所述膠凝材料體系由水泥、礦渣粉、玻璃微珠和微硅粉組成，水泥占膠凝材料體系質量的72-82％；2)骨料體系1600-1680kg；3)纖維增強體系：摻量為膠凝材料體系質量的0.5-1.5％；4)減水組分：摻量為膠凝材料體系質量的1.2-1.5％；5)內養護組分：它由三乙醇胺改性乳酸-羥基乙酸星型共聚物和高吸水樹脂復配得到；其占膠凝材料體系質量的0.3-0.6％；6)水180-190kg。

進一步地，所述內養護組分中各原料及其占膠凝材料體系質量的百分含量為：三乙醇胺改性乳酸-羥基乙酸星型共聚物0.1-0.2％，SAP高吸水樹脂0.2-0.4％。

進一步地，所述超高強混凝土采用的水膠比為0.286-0.327