[发明专利]一种轻质膨胀型超高性能混凝土及其制备方法

说明书

本申请涉及混凝土技术领域，特别涉及一种轻质膨胀型超高性能混凝土及其制备方法。本申请提供的轻质膨胀型超高性能混凝土，按质量份计，包括以下原料：胶凝材料700～1300份，外加剂20～150份，集料500～1400份，纤维50～250份，水150～250份；其中，按质量份计，所述胶凝材料包括：普通硅酸盐水泥500～1000份、微硅粉50～300份、粉煤灰漂珠100～200份；所述外加剂包括：减水剂5～50份、膨胀剂10～100份、消泡剂5～20份，所述集料包括：石英砂0～1300份、预湿轻集料10～600份。本申请制得的超高性能混凝土具有良好的工作性能、力学性能和耐久性能，实现了轻量化和膨胀化。

技术领域

本申请涉及混凝土技术领域，特别涉及一种轻质膨胀型超高性能混凝土及其制备方法。

背景技术

超高性能混凝土，简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，具有超高的耐久性和超高的力学性能，UHPC的组成中含有高比例的胶凝材料和大掺量的钢纤维，因此其容重比普通混凝土高15％～20％，导致同尺寸条件下UHPC材料及结构具有更大的自重。同时，UHPC胶凝体系的水胶比极低，内部自干燥现象显著，早期收缩发展迅速，增加了结构收缩脱粘和开裂风险。

传统的混凝土减缩技术，如掺入减缩剂、膨胀剂、内养护剂均能一定程度降低UHPC的收缩变形，其中，掺入膨胀剂是实现混凝土膨胀最有效的方式。然而，UHPC内部极度缺水，膨胀剂的膨胀效应难以发挥。因此，在不降低UHPC密实度的前提下，为膨胀剂的反应供水以激发其膨胀潜能是解决这一矛盾的有效途径。目前，将内养护剂和膨胀剂联用是制备膨胀型UHPC的最佳设计策略。

然而，基于内养护剂与膨胀剂理化协同效应以制备轻质膨胀型UHPC水泥基复合材料存在诸多技术难点：1、在膨胀剂方面，UHPC胶凝体系对膨胀源和膨胀量的要求较为苛刻，膨胀源选择不当，膨胀作用难以实现或膨胀效应不稳定；膨胀量控制不当，无法产生膨胀或导致膨胀开裂；2、在预湿内养护剂方面，1)轻集料吸水率和夹带水量需精准控制，吸水率/夹带水量过高，UHPC密实度和强度会下降甚至导致泌水离析，吸水率/夹带水量过低，UHPC浆体的和易性变差；2)轻集料尺寸和掺量需合理调控，轻集料尺寸/掺量过小，则降低UHPC容重效果不显著，轻集料尺寸/掺量过大，则UHPC集料及界面过渡区薄弱环节增加，力学性能难以保障；3)轻集料本身孔道构造拓展了混凝土内外介质传输与扩散的通道，可能削弱UHPC抗渗性和抗有害离子侵蚀的能力。

因此，有必要提供一种能够克服上述技术难点的制备轻质膨胀型超高性能混凝土的方法。

发明内容

本申请实施例提供一种轻质膨胀型超高性能混凝土及其制备方法，以解决相关技术中基于内养护剂与膨胀剂理化协同效应制备轻质膨胀型UHPC水泥基复合材料存在的技术难点。

第一方面，本申请提供了一种轻质膨胀型超高性能混凝土，按质量份计，包括以下原料：胶凝材料700～1300份，外加剂20～150份，集料500～1400份，纤维50～250份，水150～250份；其中，按质量份计，所述胶凝材料包括：普通硅酸盐水泥500～1000份、微硅粉50～300份、粉煤灰漂珠100～200份；所述外加剂包括：减水剂5～50份、膨胀剂10～100份、消泡剂5～20份，所述集料包括：石英砂0～1300份、预湿轻集料10～600份。

一些实施例中，所述轻质膨胀型超高性能混凝土包括以下原料：普通硅酸盐水泥844份、微硅粉212份、粉煤灰漂珠130份、减水剂16份、膨胀剂52份、消泡剂7份、石英砂230份、预湿轻集料311份、纤维120份、水202份。

一些实施例中，所述轻质膨胀型超高性能混凝土包括以下原料：普通硅酸盐水泥852份、微硅粉208份、粉煤灰漂珠112份、减水剂17份、膨胀剂48份、消泡剂10份、石英砂188份、预湿轻集料457份、纤维120份、水198份。

一些实施例中，所述减水剂选用聚羧酸减水剂。