[发明专利]一种具有较高抗折强度的超高性能混凝土及其制备方法

说明书

本发明提供一种超高性能混凝土，按质量份计，原料包括：水泥550～850份，硅灰150～250份，超细粉煤灰100～300份，水150～300份，聚羧酸减水剂10～30份，细砂1000～1500份，超细钢纤维150～250份；其中所述水泥、硅灰和超细粉煤灰为混凝土胶凝材料；所述原料还包括环氧树脂E‑51、固化剂H103B和活性稀释剂，所述环氧树脂E‑51的质量为所述混凝土胶凝材料总质量的8～20％，所述环氧树脂E‑51和固化剂H103B的质量比为4:1，所述环氧树脂E‑51和所述活性稀释剂的质量比为4～5:1。本发明所述超高性能混凝土的60天折压比可以达到0.14左右。

技术领域

本发明属于工程材料技术领域，具体涉及一种新型的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)，又称为活性粉末混凝土(RPC，Reactive Powder Concrete)，是过去三十年来最具创新的水泥基工程材料，实现了工程材料性能的大跨越。适当配筋的UHPC力学性能接近钢材料；同时UHPC具有优良的抗碳化、抗冻融、抗侵蚀、抗渗能力、耐磨、抗爆性能。因此，UHPC特别适用于大跨径桥梁、抗爆结构(如军事工程、银行金库等)和薄壁结构，以及用于高磨蚀、高腐蚀环境中。在原料组成上UHPC与普通混凝土或高性能混凝土不同的方面包括：不使用粗骨料，必须使用硅灰和纤维(钢纤维或复合有机纤维)，水泥用量较大，水胶比很低。UHPC的基本组成见表1所示。

表1超高性能混凝土UHPC(钢纤维)基本组成

以目前的技术手段，UHPC抗压强度一般都能达到120～180MPa，通过特殊手段成型的UHPC抗压强度最高甚至已达到800MPa。但是一般的UHPC的抗折强度(又称为“断裂模量”)仅7.5～15MPa。因此，抗折强度是制约UHPC应用范围的一个重要因素。为了提高UHPC的抗折强度，较为普遍的做法是提高超细钢纤维掺量或者多重纤维混掺。例如公开号CN101560082A(公开日2009年10月21日)、名称为“超高强活性粉末混凝土及其制造方法”的中国发明专利申请，公开了一种超高强活性粉末混凝土，以质量份数计，原料组成为：硅酸盐水泥1000份，石英砂600～1400份，硅灰90～400份，硅微粉200～400份，石英粉100～300份，高强钢纤维80～350份、高效减水剂15～30份，AEA膨胀剂60～120份、消泡剂0～2份和水250～350份。但是该发明说明书公开的实施例中，所述超高强活性粉末混凝土的高强钢纤维含量在约2％～10％之间变化，与此同时抗折强度在25MPa～100MPa，抗压强度在180MPa～500MPa，折压比(抗折强度/抗压强度)在0.09～0.2之间变化。该发明的高强钢纤维含量与混凝土的抗折强度、抗压强度和折压比之间没有相关性。如实施例8，高强钢纤维350份(占比9.9％)，抗折强度仅37MPa，折压比0.106。经发明人试验研究发现，当钢纤维掺量达到9.9％时，混凝土基本没有工作性可言，施工性能极差，无法实际应用。因此，该发明的技术方案对实际生产中如何提高UPHC的抗折强度和折压比缺乏指导意义。