[发明专利]一种高强度高弹性模量的高阻尼混凝土

说明书

本发明公开了一种具有高强高弹性模量的新型高阻尼混凝土，它以水泥、粉煤灰、矿粉、天然砂、水、钢纤维、减水剂及外掺剂为主要原料混合而成。本发明在保证高阻尼混凝土高阻尼比特性的条件下，进一步提高了阻尼混凝土的强度和弹性模量，使其具有与常规混凝土相当的强度与弹性模量；将其应用于地下结构，在利用其高阻尼特性消耗地震能量达到减隔震作用的同时也可以保证其具有较高的承载能力，进一步提高结构的稳定性，降低结构破坏的可能性及程度，减少修复的成本，节约城市建设的相关费用，对加快城市轨道交通和地下结构的发展进程具有很大的实用价值。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高强度高弹性模量的高阻尼混凝土。

背景技术

随着我国城市轨道交通建设的快速发展，以及正在大力兴建的城市地下综合管廊，城市地下结构在城市功能中越来越重要，已成为城市生命线工程的重要组成部分。在此背景下，城市地下结构的抗震性能引起了广泛的关注，我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)以及《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB50909-2014)均对地下结构的抗震设计提出了要求。但地下结构要求具有较高的承载能力；另一方面，地下结构无法采用地面结构普遍使用的隔震支座等隔震措施。因而只能从结构本身考虑，利用目前研究热点-高性能混凝土材料达到下述两方面的要求：一方面通过高阻尼混凝土的高阻尼特性，消耗地震能量，达到减震隔震的功能；另一方面，在保证混凝土高阻尼特性的前提下，使其依然具有较高的强度和弹性模量。

由于常规混凝土抗震能力十分有限，不少国内学者开始关注混凝土材料的阻尼性能。强度性能和阻尼性能是混凝土两个重要的力学指标，但在已有的研究成果中,提高阻尼性能往往以牺牲材料强度为代价。

发明内容

本发明的主要目的在于针对常规混凝土在提升阻尼性能的同时强度与弹性模量会大幅降低等问题，提供一种新型高阻尼混凝土，它在提高阻尼性能的同时依然具有与常规混凝土相当的强度和弹性模量，适用于地下结构等领域。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高强度高弹性模量的高阻尼混凝土，各组分及其所占重量份数包括：水135～145份，水泥310～320份，粉煤灰40～50份，矿粉85～95份，天然砂1470～1490份，钢纤维190～200份，减水剂4～5份，苯丙乳液31～57份，羧基丁苯胶乳31～51份，硅粉16～29份，石墨16～25份，水泥基渗透结晶型防水材料16～65份。

优选的，所述高强度高弹性模量的高阻尼混凝土中，各组分及其质量百分比包括：水140～145份，水泥312～315份，粉煤灰43～47份，矿粉85～90份，天然砂1475～1480份，钢纤维195-198份，剂减水剂4～5份，苯丙乳液31～57份，羧基丁苯胶乳31～51份，硅粉16～29份，石墨16～25份，水泥基渗透结晶型防水材料16～65份。

上述方案中，所述水泥为普通32.5、42.5或52.5硅酸盐水泥。

上述方案中，所述粉煤灰为I或II级粉煤灰。

上述方案中，所述矿粉为为S75、S95或S105级矿粉。

上述方案中，所述天然砂的级配范围为2区级配，含水率为9～10％。

上述方案中，所述钢纤维为镀铜钢纤维，其长度为12～14mm，直径为0.18～0.23mm。

上述方案中，所述减水剂为减水率为15-20％的高效减水剂。

上述方案中，所述苯丙乳液为固含量42～48％的改性苯丙乳液。

上述方案中，所述羧基丁苯胶乳的固含量为45～52％。

上述方案中，所述硅粉的粒度为0.1-0.3μm，硅含量≥99wt％。