[发明专利]一种高强高韧自流平轻骨料混凝土及其配制方法

说明书

本发明涉及一种高强高韧自流平轻骨料混凝土及其配制方法，轻骨料混凝土由胶凝材料、流平剂、增韧材料、砂、粗骨料和水拌和而成，其中胶凝材料为普通硅酸盐水泥、玻璃微珠和纳米微硅粉，流平剂为保坍型减水剂和缔合型增稠流平剂，增韧材料为乙烯‑醋酸乙烯共聚物乳液、环氧改性丙烯酸乳液和聚乙烯醇纤维，砂为中砂，粗骨料为页岩碎石陶粒。配制时先将乙烯‑醋酸乙烯共聚物乳液、环氧改性丙烯酸乳液、纳米微硅粉和页岩碎石陶粒搅拌均匀，搅拌时间为1分钟，静置3分钟，再加入砂、水泥、玻璃微珠、水、聚乙烯醇纤维和缔合型增稠流平剂，再搅拌3分钟。依照本发明制备的轻骨料混凝土具有轻质高强、轻骨料不上浮、流动性好、韧性高、收缩小的特性，此材料可用于大跨度桥梁及其附属结构，也可适用于工业与民用高层建筑。

技术领域

本发明涉及一种高强高韧自流平轻骨料混凝土，该材料适用于大跨度桥梁及其附属结构，也可适用于工业与民用高层建筑，该材料属于水泥基复合材料技术领域。

背景技术

随着我国社会和经济的快速发展，基础设施建设蓬勃发展，土地资源越来越稀缺，为了满足使用环境和现场条件的需要，建筑结构逐渐向着大跨、高耸方向发展。混凝土是一种耐久性优异且经济性良好的工程材料，在土木工程结构中得到了大规模应用，然而，混凝土密度较大，普通混凝土密度为2400kg/m³，随着高层建筑和大跨度桥梁的兴建，混凝土结构的设计断面尺寸也逐渐加大，混凝土自重已经成为影响主体结构承载力的主要因素，尤其对于大跨度钢管拱混凝土。轻骨料混凝土是采用绿色轻骨料（如天然的浮石、火山渣、多孔凝灰石、人造黏土陶粒、页岩陶粒以及膨胀珍珠岩等）替代天然集料配制的混凝土，既可以降低混凝土的容重，又能达到变废为宝的目的，轻骨料混凝土的密度通常小于1950kg/m³，另外，轻骨料混凝土还具有保温、耐火、隔声、抗震性能好等特点，具有普通混凝土无法比拟的性能，具有良好的社会效益、经济效益和环境效益，有望突破传统混凝土由于自重大导致的高耸、大跨度的技术瓶颈。然而，随着轻骨料混凝土强度的提高，轻骨料混凝土的脆性也越来越大，并且随着混凝土流动性的增加，轻骨料上浮概率越大，容易造成混凝土离析，对于大跨、高层建筑泵送混凝土容易堵管，更难适用于钢管拱混凝土。传统的方式为添加纤维素醚、高分子聚合物或者纤维，这些方法虽然能够提高轻骨料混凝土的韧性，降低骨料上浮速率，但是会降低混凝土抗压强度，且对混凝土的流动性影响很大，因此，传统技术难以配制出LC55以上的高强自流平轻骨料混凝土。

为此，本发明针对目前轻骨料混凝土存在的问题，提出了一种高强高韧自流平轻骨料混凝土及其配制方法，从原材料组成和搅拌工艺两方面入手，解决了混凝土流动性，轻骨料易上浮、脆性大的问题。本发明配制的轻骨料混凝土具有密度适中，轻骨料无上浮、自流平、高抗压强度、高韧性且收缩小等优点，适用于大跨、高耸的建筑结构，能够满足泵送混凝土施工的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够自流平、抗压强度高、韧性好且密度适中的轻骨料混凝土，能够降低结构自重，提高主体结构的抗震性，该材料可用于大跨度桥梁及其附属结构，也可适用于工业与民用建筑的高层结构。

为满足大跨度桥梁及高层建筑泵送混凝土的需要，实现轻骨料混凝土的高流动性、高稳定性、高强度和高韧性，本发明人系统研究了轻骨料混凝土的原材料及配比，并研究了轻骨料混凝土搅拌工艺对轻骨料混凝土性能的影响。

研究结果表明，仅从原材料和配比角度难以解决本发明的技术难题，而通过原材料组成设计和搅拌工艺设计能够解决这一技术难题，本发明的主要技术特点如下：