[发明专利]一种低收缩、较低水泥用量的超高性能混凝土

说明书

本发明公开了一种低收缩、较低水泥用量的超高性能混凝土，包括基准水泥、硅灰、超细石英粉、镀铜平直钢纤维、聚羧酸减水剂、胶凝材料、烧结铝矾土骨料以及砂子，基准水泥最低限值为650kg/m³，硅灰的含量为130～200kg/m³，超细石英粉掺量150～200kg/m³，镀铜平直钢纤维的体积掺量为1.5％～2％，聚羧酸减水剂的掺量为胶凝材料质量的1％～1.2％，烧结铝矾土骨料用量为300～400kg/m³，砂子用量采用绝对体积法减去其它材料用量后获得。本发明利用烧结铝矾土骨料多孔可吸水特性，在多种状态下均可提供内养护作用，提高了混凝土的强度，降低了水泥用量，有效解决了传统UHPC收缩变形大的问题，减小了结构或构件的开裂风险。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及混凝土内养护介质材料的选取，尤其涉及一种低收缩、低水泥用量的超高性能混凝土。

背景技术

超高性能混凝土(UHPC)具有超高抗压、抗拉强度、高韧性和优异耐久性。然而，由于UHPC存在水胶比较低、胶凝材料用量大、不含粗骨料等特点，早期由水泥水化引起的自收缩较大，开裂风险增高，若处理不当可能诱发收缩开裂，从而影响混凝土结构的安全性和耐久性。传统的UHPC水泥用量较大，可为800～1000kg/m³,从而导致总胶凝材料用量也较大，在1000～1200kg/m³,增加了UHPC材料成本。

混凝土内养护技术是通过在混凝土中掺加分散的预吸水材料，在混凝土凝结硬化后的一段时间内吸水材料释放水分，使硬化的水泥石得到养护，由于减少了因混凝土自干燥引起的内部自生应力，从而减小混凝土的收缩及早期开裂风险。常用的内养护材料有高吸水性树脂和多孔轻骨料，然而，高吸水性树脂释放水后产生的孔洞等缺陷往往是混凝土中的薄弱区域，会劣化混凝土力学性能；轻骨料材料则存在由于自身强度低而导致集料上浮，混凝土强度、弹性模量明显下降等问题。另外，其它减缩技术如使用膨胀剂会造成UHPC材料的体积稳定性变差同时降低强度，采用早期蒸气养护UHPC技术进行减缩会增加能源消耗和工程成本等。因此，有必要寻找一种更适用于超高性能混凝土的内养护材料，既能有效降低UHPC收缩，又不会劣化其力学性能。

经研究发现，在超高性能混凝土(UHPC)的配制中，采用具有多孔结构的高强骨料-烧结铝矾土骨料代替部分细集料，能有效降低其收缩变形，且提高了力学性能。再者，烧结铝矾土骨料的价格约为水泥材料的1/5，因此每节约100kg/m³水泥就可供500kg/m³的骨料。但是，国内外鲜有对采用烧结铝矾土骨料作为UHPC内养护介质的报道。

综上，在超高性能混凝土(UHPC)的配制过程中，既能有效降低混凝土收缩，又能提高混凝土的强度，还能降低水泥用量和材料成本，并有效解决传统UHPC收缩变形大的问题，减小了结构或构件的开裂风险，已经成为亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种低收缩、较低水泥用量的超高性能混凝土，其特征在于，所述混凝土包括基准水泥、硅灰、超细石英粉、镀铜平直钢纤维、聚羧酸减水剂、胶凝材料、烧结铝矾土骨料以及砂子，其中，

所述基准水泥最低限值为650kg/m³，硅灰的含量为130～200kg/m³，超细石英粉掺量150～200kg/m³，镀铜平直钢纤维的体积掺量为1.5％～2％，聚羧酸减水剂的掺量为胶凝材料质量的1％～1.2％，烧结铝矾土骨料用量为300～400kg/m³，砂子用量采用绝对体积法减去其它材料用量后获得。

优选的，所述基准水泥采用普通硅酸盐水泥替代时，根据其中粉煤灰掺量比例计算，采用的普通硅酸盐水泥用量为680～800kg/m³。

优选的，掺加其它矿物掺合料时，根据基准水泥最低限值，按比例设计其它活性矿物掺合料用量。