[发明专利]一种微膨胀补偿收缩超高性能混凝土及其制备方法

说明书

本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种微膨胀补偿收缩超高性能混凝土及其制备方法。本发明原料组成按重量份为，水泥1份、粉煤灰0.05～0.2份、硅灰0.2～0.5份、矿粉0.1～0.25份、石英粉0.05～0.2份、石英砂0.9～1.2份、膨胀剂0.04～0.2份、减水剂0.01～0.03份、膨胀促进增强剂0.01～0.03份，高吸水性树脂掺量为胶凝材料的0.4％～0.8％、钢纤维的体积掺量为混凝土总体积的1％～3％，水胶比为0.16～0.22，抗压强度为100～160MPa。本发明微膨胀补偿收缩超高性能混凝土具有微膨胀、高强、高韧、优良工作性能等特点，解决了膨胀剂难以在低水胶比的超高性能混凝土中产生有效膨胀的问题，降低了超高性能混凝土早期收缩开裂的风险，并能使超高性能混凝土长期保持微膨胀。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种微膨胀补偿收缩超高性能混凝土及其制备方法。

背景技术

超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC)是一种具有比普通混凝土强度更高、韧性更优、耐久性更好的新型水泥基复合材料。它解决了结构工程向高度更高、跨度更大、荷载更重的方向发展的要求，同时适应了时代发展的要求，使混凝土性能得到了更大的提升，是过去三十年中最具创造性的水泥基工程材料。但UHPC也有自身缺陷，由于低水胶比和高水泥用量，常温养护下的UHPC和普通混凝土差异很大，即UHPC的收缩远大于普通混凝土，搅拌成型后的一两天内很高的自收缩变形是早期开裂的潜在隐患，自收缩变形引起的裂缝在一定程度上降低了其耐久性，使其在工程建设领域的应用前景受到限制。

目前很多文献和专利提出解决普通混凝土收缩开裂的有效办法是是掺入无水硫铝酸钙类膨胀剂与减缩剂或无水硫铝酸钙类膨胀剂与内养护材料高吸水性树脂(简称SAP)，以上方法能够在有效应用于普通混凝土，但应用于UHPC并不能产生理想的膨胀效果补偿收缩。普通混凝土与UHPC最大的区别是水胶比不同，两者在硬化过程中内部水环境差异较大，UHPC由于超低水胶比导致早期凝结硬化过程中内部湿度明显偏小，而硬化后由于UHPC结构密实导致外部养护水很难渗透进入混凝土内部，因此膨胀剂和SAP的主要成分、粒径和掺量的选择将极大影响膨胀的效果。从已发表的UHPC相关文献来看，如2010年发表的Influence of combination of expansive and shrinkage-reducing admixture onautogenous deformation and self-stress of silica fume high-performanceconcrete，这篇文献采用无水硫铝酸钙类膨胀剂，虽然能够将水胶比为0.23的HPC自由收缩减小到60uε，但无法完全补偿收缩达到微膨胀；如2014年发表的Shrinkage and crackingof restrained ultra-high-performance fiber-reinforced concrete slabs at earlyage，这篇文献采用无水硫铝酸钙类膨胀剂，虽然能够减小收缩，但也无法完全补偿收缩达到微膨胀；如2015年发表的The influence of expansive agent on the performance offiber reinforced cement-based composites，这篇文献采用氧化钙类膨胀剂，虽然能够将水胶比为0.19的UHPC自由干燥收缩减小到120uε，但同样无法完全补偿收缩达到微膨胀。因此可以看出，目前对于UHPC的收缩开裂问题还没有得到解决。

发明内容

考虑到UHPC与普通混凝土的不同以及现有方法无法满足UHPC补偿收缩达到微膨胀的要求，本发明提出同时掺入膨胀剂、膨胀促进增强剂和SAP的方法，并且对膨胀剂、SAP和膨胀促进增强剂的主要成分、粒径和掺量提出具体要求。

本发明的第一个目的在于提供一种微膨胀补偿收缩超高性能混凝土，它具有微膨胀低收缩、高强、高韧、优良工作性能等优点，

本发明的第二个目的是为了提供一种微膨胀补偿收缩超高性能混凝土的制备方法。