[发明专利]免蒸养、高流动性、低碳环保型混凝土基体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程材料的制备技术领域，特别是涉及一种低碳环保型，易 制备的水泥基复合材料基体的制备方法。

背景技术

超高性能混凝土(Ultra-HighPerformanceConcrete,UHPC)是一种新型 的水泥基材料，其最主要的特点是超高的抗压强度(>150MPa)和超低的渗透性。 通过掺加适量的钢纤维(≤4％)可以制备出超高性能纤维增强混凝土(Ultra-High PerformanceFiberReinforcedConcrete,UHPFRC)，其具有超高的抗拉性 能(>8MPa)和较好的应变硬化性能(1.5‰)。由于具有特殊的良好性能，该材料 可以满足许多极限环境下的工程应用，特别是对已存在的基础设施的修复工程。 然而，UHPC却在实际工程中难以大规模使用，其最主要的原因是成本昂贵， 尤其是UHPC配合比中含有大量的昂贵组分，比如水泥和硅灰。在传统的UHPC 中，水泥含量为1100-1300kg/m³，硅灰含量为200-350kg/m³，约占水泥质 量的18-26％。

由于UHPC超低的含水量(W/B＝0.14-0.20)，水泥的水化程度只有30-40％， 硅灰的反应程度约为30％，这意味着大量的未水化的熟料颗粒和未反应的硅灰 颗粒只是作为昂贵的填充材料使用，浪费了资源。因此，有必要利用矿物掺合料 部分或完全代替UHPC配合比中的水泥和硅灰。

一方面，由于传统的UHPC需要在高温或加压的条件下进行成型养护，养 护成本高昂，会增加实际工程的成本造价，更加限制了UHPC的推广应用。另 一方面，目前UHPC的制备和研究存在另一个重大问题是：由于其含有大量的 胶凝材料和及其低的含水量，拌合的UHPC粘度大，流动性差，不能达到自流 平的状态，这会影响其在实际复杂工程中的应用。

发明内容

技术问题：为了克服上述现有技术的不足和缺陷，本发明利用石灰石粉作为 一种替代水泥和硅灰的填充材料，制备出一种免蒸养、高流动性、低碳环保型的 超高性能混凝土基体。

技术方案：本发明的免蒸养、高流动性、低碳环保型的超高性能混凝土基 体，其特征在于，改混凝土的成分组成及配比如下：

上述的水泥为：抗硫酸盐水泥CEMI52.5N，矿物组成为硅酸三钙(C₃S) ＝62.35％，硅酸二钙(C₂S)＝20.28％，铝酸三钙(C₃A)＝1.42％，铁铝酸四钙 (C₄AF)＝5.83％，比表面积(BET)＝940m²/kg，密度＝3150kg/m³，颗粒粒度 (D₅₀)＝10.21μm。

上述硅灰为：无定型SiO₂含量＝97.92％，比表面积(BET)＝21360m²/kg， 密度＝2200kg/m³，颗粒粒度(D₅₀)＝0.17μm。

上述石灰石粉为：CaCO₃含量＝97.61％，比表面积(BET)＝800m²/kg， 密度＝2700kg/m³，颗粒粒度(D₅₀)＝7.84μm。

上述石英砂为：颗粒粒度(D₅₀)＝240.80μm。

上述外加剂为：高效聚羧酸减水剂，固含量为25％。

本发明的免蒸养、高流动性、低碳环保型的超高性能混凝土基体的制备方法， 包括如下步骤：

(1)按配方比例称取水泥、硅灰、石灰石粉和石英砂倒入搅拌锅内，低速(61.5 rpm)搅拌3min；

(2)按配方比例称取外加剂和水，缓慢倒入搅拌锅内，低速(61.5rpm)搅拌 直至形成液态浆体；

(3)待粉体材料形成液态浆体，高速(123rpm)搅拌3min；

(4)3min搅拌结束后，继续低速搅拌1min。

(5)将拌合好的浆体缓慢倒入钢模中，密封养护1天。

(6)1天后拆模，将试件置于20℃条件下的养护箱内，进行密封养护。