[发明专利]一种抗裂免蒸养超高强高韧性混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种抗裂免蒸养超高强高韧性混凝土及其制备方法。

背景技术

活性粉末混凝土(RPC)是一种高强度、低孔隙率的超高性能混凝土。RPC的基本配制原理是：材料含有的微裂缝和孔隙等缺陷少，即可获得由其组成材料所决定的较大承载能力，并具有特别好的耐久性。根据这个原理，RPC的制备一般采取以下措施：去除粗骨料以提高匀质性；优化颗粒级配，在凝固前和凝固期间加压，以提高拌合物的密实度；凝固后以热养护改善微结构。活化粉末混凝土由于其极其优异的力学性能和超高的耐久性能，具有广阔的应用前景，成为最具开发潜力的建筑材料之一。

然而，超高性能混凝土存在以下问题：1)原材料不易获得、价格昂贵，且混凝土一般需要在高温蒸养或者加压蒸养进行成型养护，工艺复杂，能耗大，养护成本较高；2)超高性能混凝土的水胶比低，胶凝材料用量大，水泥和硅灰掺量高，混凝土收缩大，且蒸压养护制度势必进一步增大收缩，混凝土易开裂；3)已有研究表明，混凝土中约15～30％的水泥不能得到有效分散而未能水化，只能在混凝土中作为集料，而极低水胶比的超高性能混凝土中水泥水化率必然更低；4)现代混凝土中粉煤灰和矿渣粉等矿物掺合料掺量一般较大，但其活性未能得到有效激发。这些问题限制了活性粉末混凝土在实际工程中的推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗裂免蒸养超高强高韧性混凝土及其制备方法，所述混凝土具有较高的强度、韧性和抗收缩性，且涉及的原料成本低、制备方法简单。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种抗裂免蒸养超高强高韧性混凝土，各组分及含量为：水泥440～520kg/m³，粉煤灰220～230kg/m³，硅灰150～160kg/m³，胶结性能矿物激发剂40～50kg/m³，碎石335～420kg/m³，河砂645～781kg/m³，钢纤维150～160kg/m³，聚合物乳液40～50kg/m³，水164～178kg/m³，减缩超分散外加剂22～25kg/m³。

根据上述方案，所述胶结性能矿物激发剂由废弃预制混凝土水泥石晶种和脱硫石膏组成，水泥石中C-S-H凝胶+托贝莫来石≥50wt％；脱硫石膏中CaO+SO₃≥60wt％；所述水泥石晶种和脱硫石膏的质量比为5：5～7：3，混合后磨细至比表面积≥450m²/kg。所述水泥石晶种由废弃预制混凝土经破碎筛分的方法将粗骨料与砂浆分离，分离的砂浆进行粉磨后利用风力选粉原理将细集料和水泥石分离得到；所述脱硫石膏为工业产品。

根据上述方案，所述减缩超分散外加剂的制备方法包括以下步骤：1)将甲基丙烯酸与聚乙二醇单甲醚以(1.5～2.5):1的摩尔比进行酯化反应合成聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯大单体A，将二乙二醇单丁醚与马来酸酐以(1～2):1的摩尔比在90～110℃进行缩合反应2～4h合成大单体B；2)将步骤1)合成的两种大单体加热升温至50～70℃，然后滴加甲基丙烯酸、二甲胺基乙醇和甲基丙烯磺酸钠进行共聚3～5h，各单体所占质量百分比为：大单体A 75～85％，大单体B 1～5％，甲基丙烯酸5～10％，二甲胺基乙醇1～5％，甲基丙烯磺酸钠1～5％，总和为100％，反应结束后加入NaOH溶液调节PH至中性，得所述减缩超分散外加剂。

根据上述方案，所述水泥为P.O 42.5或P.O 52.5普通硅酸盐水泥。

根据上述方案，所述粉煤灰为I级粉煤灰。

根据上述方案，硅灰比表面积≥16000m²/kg，SiO₂含量≥85％。

根据上述方案，所述碎石为玄武岩碎石，粒径为4.75～9.5mm，细度模数≤2.3。

根据上述方案，所述钢纤维为表面镀铜平直钢纤维或多锚点钢纤维等。

根据上述方案，所述聚合物乳液为水性环氧树脂，可为阳离子型、阴离子型或非离子型等水性环氧树脂。

根据上述方案，所述水为普通自来水。