[发明专利]一种低温超高性能混凝土及其制备方法和应用

说明书

本发明属于超高性能混凝土技术领域，具体涉及一种低温超高性能混凝土及其制备方法和应用。本发明提供的低温超高性能混凝土包括混凝土基体原料和水；以质量份数计，所述混凝土基体原料包括胶凝材料100份、骨料100～120份、矿物掺合料20～30份、减水剂0.4～0.6份、消泡剂0.08～0.12份、早强剂0.1～0.3份、缓凝剂0.15～0.25份、防冻剂0.1～0.5份和钢纤维13～20份；所述水和混凝土基体原料的质量比为(0.08～0.115):1。本发明采用多种制备原料复合，协同提高低温超高性能混凝土的低温性能，使其具有良好的流动度、抗压强度、耐久性和施工质量。

技术领域

本发明属于超高性能混凝土技术领域，具体涉及一种低温超高性能混凝土及其制备方法和应用。

背景技术

随着水泥基材料的研究、应用、创新和发展，超高性能混凝土(UHPC)已成为工业化生产和商业化供应的工程材料，其产品类型和应用领域正在不断扩展，UHPC结构设计方法、施工技术以及标准规范也正处于发展、建立和完善过程。现在市场上常温UHPC的胶凝材料为普通硅酸盐水泥，其性能指标为：初始扩展度710mm，0.5h扩展度690mm，1h扩展度670mm；标准养护下1d强度90MPa、3天强度100MPa，28d强度150Mpa；抗折强度30MPa；抗拉强度9MPa；但由于普通硅酸盐水泥在低温环境下几乎不水化，环境温度低于5℃时常温UHPC的1d强度5MPa、3d强度16MPa、28d强度45MPa，导致其无法在低温环境下正常使用。而且，目前市场上还未对低温环境下UHPC的应用进行研究和探讨，为了填补低温UHPC的市场空缺，急需研发一种能够既满足冬季施工要求，又具有良好的结构性能和工作性能的低温超高性能混凝土。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温超高性能混凝土，本发明提供的低温超高性能混凝土在低温环境(最低温度为-5℃)下具有较高的流动性，固化后具有较高的强度和优良的耐久性，解决了低温环境(最低温度为-5℃)下超高性能混凝土施工困难的问题。

本发明提供了一种低温超高性能混凝土，包括混凝土基体原料和水；以质量份数计，所述混凝土基体原料包括胶凝材料100份、骨料100～120份、矿物掺合料20～30份、减水剂0.4～0.6份、消泡剂0.08～0.12份、早强剂0.1～0.3份、缓凝剂0.15～0.25份、防冻剂0.1～0.5份和钢纤维13～20份；所述水和混凝土基体原料的质量比为(0.08～0.115):1。

优选的，所述胶凝材料包括普通硅酸盐水泥、高贝利特硫铝酸盐水泥和高铝水泥，所述普通硅酸盐水泥、高贝利特硫铝酸盐水泥和高铝水泥的质量比为7:2:1。

优选的，所述骨料包括石英砂。

优选的，所述减水剂包括聚羧酸减水剂，所述消泡剂包括聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，

优选的，所述早强剂包括碳酸锂、硫酸钙和甲酸钙，所述碳酸锂、硫酸钙和甲酸钙的质量比为1:4:8，

优选的，所述缓凝剂包括葡萄糖酸钠和柠檬酸钠，所述葡萄糖酸钠和柠檬酸钠的质量比为1:1.5。

优选的，所述防冻剂包括硝酸钠和硫氰酸钠，所述硝酸钠和硫氰酸钠的质量比为10:1。

优选的，所述钢纤维抗拉强度≥2500MPa，长度为12～16mm，直径为0.18～0.22mm。

本发明还提供了上述技术方案所述低温超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：

将胶凝材料、骨料、矿物掺合料、减水剂、消泡剂、早强剂、缓凝剂和防冻剂混合，得到混凝土基体；

将所述混凝土基体与水混合后，得到浆料，在所述浆料中加入钢纤维，得到低温超高性能混凝土。

本发明还提供了上述技术方案所述低温超高性能混凝土或上述技术方案制备得到的低温超高性能混凝土在混凝土结构灌缝施工中的应用。