[发明专利]一种防高温爆裂C250活性粉末混凝土及其制备和成型养护方法

说明书

一种防高温爆裂C250活性粉末混凝土及其制备和成型养护方法。本发明属于土木工程领域。本发明解决了现有混凝土强度较低、高强度混凝土的制备方法不成熟且易发生高温爆裂的技术问题。产品由由水泥、硅灰、矿渣、石英砂、石英粉、钢纤维、减水剂和水经搅拌制备而成。成型养护方法采用先蒸汽养护再干热养护的方式进行。本发明的C250活性粉末混凝土，其抗压强度可达250MPa，在受压为主的穹顶结构、拱形结构中具有广泛应用价值，可明显增加结构跨度，降低结构造价。其含水率低于0.4～0.5％，可有效避免RPC高温爆裂，明显提升该类结构的火灾安全，此外本发明的方法节省了养护时间，还降低了工程造价，便于推广应用。

技术领域

本发明属于土木工程领域，具体涉及一种防高温爆裂C250活性粉末混凝土及其制备和成型养护方法。

背景技术

随着现代城市人口的大量聚集和经济的高速发展，超高层和超大跨度建筑结构被大量的建造和使用。我国正处于城镇化快速推进阶段，建筑行业蓬勃发展，但现在已经出现河砂、粗骨料等建筑材料短缺的问题，同时随着建筑高度越来越高，这使得高层或超高层建筑结构中底层框架柱所承担的竖向荷载越来越大，为避免因采用普通混凝土而导致框架柱截面过大、占用过多的使用面积及形成剪跨比小于2的短柱等问题，推广使用超高强高性能材料，可显著提高构件和结构的承载能力，满足土木工程轻量化、高层化、大跨化及耐久化等诸多方面的要求；同时材料高强化将显著降低材料用量，进而有效控制岩石、河砂、水泥、铁矿石等诸多上游原材料在开采、制备、运输中产生的巨量能耗，可大幅度减少能源、资源消耗和环境污染，降低碳排放，有利于可持续发展。因此，推广使用超高强高性能材料，是提高结构性能和发展绿色建筑的有效途径。

活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，简称RPC)是一种具有超高强度、优异耐久性和高韧性的新型混凝土材料。RPC具有良好的力学性能，断裂能高达12-40kJ/m²。RPC工程的建造表明：其材料特性与工程结构的有效结合，可逐步拓宽至大型桥梁、高层建筑、国防设施等多个领域。目前，国内多为强度为100-180MPa的RPC，更高强度的 RPC配制方法尚未解决。

目前，有采用对RPC进行压力釜高压养护以提高RPC强度的方法。压力釜高压养护环节施工难度大，养护时间长，压力釜养护设备造价高，且高压养护后RPC强度不易控制，不利于工程应用。

火灾是高频灾种。RPC结构遭受火灾的概率并不低。RPC不可燃性和低热梯度的特性，使得它在高温下的性能要优于木材、钢材等其他建筑材料。RPC由于其超高强度、超高韧性和超高耐久性具有极高的工程应用价值。然而，在火灾下RPC由于其高致密性和低渗透性会发生高温爆裂，爆裂临界温度低(约250-300℃)，超过爆裂临界温度后，爆裂概率高达95％，严重威胁RPC结构灾安全，限制了RPC的推广与应用。怎样配制超高强度的RPC并防止其在高温下的爆裂，是推广应用高强高性能混凝土材料迫切需要解决的难题。

发明内容

本发明解决了现有混凝土强度较低、高强度混凝土的制备方法不成熟且易发生高温爆裂的技术问题，而提供了一种防高温爆裂C250活性粉末混凝土及其制备和成型养护方法。

本发明的一种防高温爆裂C250活性粉末混凝土由水泥、硅灰、矿渣、石英砂、石英粉、钢纤维、减水剂和水制备而成；所述硅灰与水泥的质量比为(0.25～0.35)：1；所述矿渣与水泥的质量比为(0.1～0.2)：1；所述石英砂与水泥的质量比为(0.55～0.65)：1；所述石英粉与水泥的质量比为(0.55～0.65)：1；所述钢纤维的掺入量为混凝土体积的 2％～3％；所述减水剂的质量与水泥、硅灰和矿渣的总质量的比为(2～3)：100；所述水的质量与水泥、硅灰和矿渣的总质量的比为(0.15～0.2)：1。