[发明专利]微膨胀超高性能混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微膨胀超高性能混凝土及其制备方法，包括以下组分及其重量配比：硅酸盐水泥100份；矿物外加剂10～55份；硅灰20～60份；体积稳定剂10～35份；石英砂150～250份；钢纤维15～40份；高分散低粘型减水剂2.0～5.0份；水30～45份。本发明的微膨胀超高性能混凝土代替负弯矩区传统的机械张拉预应力结构，形成一种非预应力简支转连续体系，又能满足自身承载力、界面粘结、微膨胀性和耐久性要求，有效提高了非预应力简支转连续体系桥梁的施工效率；本发明混凝土具有超高抗压抗拉强度、超高耐久性、微膨胀性、免蒸养性、粘结性能及合理的经济性，同时还具有良好的施工性能。

技术领域

本发明涉及公路桥梁工程及建筑材料领域，具体地指一种微膨胀超高性能混凝土及其制备方法。

背景技术

通常在采用基本跨径为30m先简支后连续预制T梁施工的桥梁结构中，主要采用机械张拉的方式通过设置墩顶现浇段及张拉负弯矩钢束从而形成连续梁，由预应力来抵抗墩顶负弯矩区的上缘拉应力，阻止混凝土开裂或降低裂缝宽度。然而，该方法在对技术、设备、人员及管理上都要求较高，施工相对较繁琐，增加了施工工作量和难度，影响桥梁的按期使用。因此，如果能够利用一种具有高抗拉性能的混凝土，以代替负弯矩区传统的机械张拉预应力方法，形成一种非预应力简支转连续体系，又能满足自身承载力、界面粘结、微膨胀性和耐久性要求，将有效提高该体系桥梁的施工效率。

普通高性能混凝土(抗压强度≤60MPa，抗拉强度≤5MPa)的技术性能已经不能完全满足其需要，因此需要研发一种超高性能混凝土材料(抗压强度≥150MPa，抗拉强度≥25MPa)以满足前述工程技术需要。尽管目前的超高性能混凝土在工程上已有示范应用，但离大面积推广仍有很大距离，其主要存在以下几个方面的问题：1)超高性能混凝土收缩较大，易于开裂；2)超高性能混凝土施工难度大，其组成成分不易分散；3)材料成本过高，工程项目的造价大幅度提高。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种微膨胀超高性能混凝土及其制备方法，该超高性能混凝土能代替负弯矩区传统的机械张拉预应力结构，形成一种非预应力简支转连续体系，又能满足自身承载力、界面粘结、微膨胀性和耐久性要求，有效提高了该体系桥梁的施工效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种微膨胀超高性能混凝土，包括以下组分及其重量配比：

进一步地，所述微膨胀超高性能混凝土包括以下组分及其重量配比：

进一步地，所述矿物外加剂由粉煤灰、漂珠及磨细石灰石粉复合而成，重量配比为：粉煤灰:漂珠:磨细石灰石粉＝10～40:20～80:10～30；所述矿物外加剂的比表面积为500～1200m²/kg，细度≤12％，需水量比≤95％，烧失量≤3％，28d活性指数≥105％。

进一步地，所述体积稳定剂由镁质轻烧膨胀剂、镁质重烧膨胀剂及促进剂复合而成，重量配比为：镁质轻烧膨胀剂:镁质重烧膨胀剂:促进剂＝20～60:20～60:10～40；所述体积稳定剂的比表面积为1000～1500m²/kg，细度≤10％，需水量比≤100％，烧失量≤3％，28d活性指数≥110％，28d体积膨胀率≤0.05％。

进一步地，所述促进剂的制备方法如下：由质量分数为2～8％的聚乙烯醇溶液和质量分数为45～55％的Al(NO₃)₃·9H₂O溶液混合，加热搅拌20～28h后再加入到质量分数为20～28％的硅溶胶溶液中，在85～95℃下加热搅拌10～14h后干燥粉磨至比表面积1000～1500m²/kg；所述促进剂的分子式为Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O。