[发明专利]一种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，具体公开了一种高性能混凝土及其制备方法及其制备方法，包括以下重量份的组分：水泥390‑450份、碎石120‑160份、粉煤灰120‑150份、石英粉60‑120份、聚羧酸减水剂15‑30份、钢纤维20‑55份、吸水树脂6‑13份、稻壳灰30‑80份、碳纳米管8‑30份、水160‑280份；本申请制备的高强混凝土具有较强的抗渗性能，同时高强混凝土具有较高的抗压强度、密实性和抗开裂性，使得混凝土在低温下的各项性能得到优化和提高。

技术领域

本申请涉及混凝土技术领域，更具体而言涉及一种高性能混凝土及其制备方法。

背景技术

普通混凝土是由胶凝材料和骨料胶结合而成的复合材料的统称，常用于桥梁修建、房屋建设、道路施工等，一般水泥作为胶凝材料，砂石作为骨料，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按照一定的配比，经过搅拌、密实成型以及养护硬化得到成品。

随着我国建筑经济的发展，大量的建筑设施兴起，随着而来的需要使用混凝土，而大部分工程存在任务重，工期紧张等情况，许多工程需要在冬季继续施工建设。然而，传统的混凝土在低温环境下，混凝土内容易出现凝结冰，进而影响混凝土的密实性，降低混凝土的抗渗性。

因此，仍然需要一种密实性大、抗渗性高的高强度混凝土。

发明内容

为了改善混凝土的密实性低、抗渗性低的问题，本申请的第一个目的在于提供一种高性能混凝土。

本发明的第二个目的在于提供一种高性能混凝土的制备方法，其具有操作简单、高密实性、抗渗性能高的优点。

为实现上述的第一个目的，本发明提供了如下技术方案：

一种高性能混凝土，包括以下重量份的组分：水泥390-450份、碎石120-160份、粉煤灰120-150份、石英粉60-120份、聚羧酸减水剂15-30份、钢纤维20-55份、吸水树脂6-13份、稻壳灰30-80份、碳纳米管8-30份、水160-280份。

通过采用上述技术方案，水泥、碎石和水混合后产生胶凝作用，水泥包裹碎石使碎石相互粘结，从而形成具有连续空隙的透水结构。在混凝土中加入石英粉，可以提高混凝土的耐腐蚀性且早期强度高。粉煤灰的加入，提高混凝土的强度。因此，粉煤灰、石英粉和稻壳灰加入混凝土中增加混凝土的密实性、干缩性、抗裂性和抗渗性，进而能够调节混凝土的强度等级。同时碎石还起到减少收缩的作用，水泥浆收缩很大，碎石起到抑制收缩，稳定混凝土体积的作用。

钢纤维的加入有助于进一步提高混凝土的抗裂性能，减小混凝土开裂的机率，在低温环境下，钢纤维、稻壳灰和石英粉配合进一步提高混凝土的抗开裂性、抗渗性和密实性。吸水树脂具有很强的吸水性能，失水后在混凝土中形成孔隙，粉煤灰、石英粉和碳纳米管用于填充孔隙，提高混凝土的抗冻融性和混凝土自修复的功能，钢纤维有助于使混凝土体系中的各组分相互粘结，进而提高混凝土的密实性和抗渗性，有助于保持低温下混凝土的稳定性。

碳纳米管在混凝土中不但可以起到微集料效应，填充混凝土的孔隙，还能发挥纳米材料的火山灰活性，与水泥水化产物 Ca(OH) 2 反应，生成水化硅酸钙凝胶（C-S-H 凝胶），改善了混凝土的微观结构，配合钢纤维、稻壳灰提高混凝土的密实性、抗开裂性和抗渗性，使得混凝土在低温下的各项性能得到优化和提高。

优选的，所述碎石、粉煤灰和钢纤维的重量比为3-6:3-6.5:1。

通过采用上述技术方案，碎石在混凝土中起到骨架作用，减小混凝土的收缩作用，稳定混凝土的体系，粉煤灰在混凝土中能够起到活性的作用，使水泥和碎石之间的缝隙变得更小，起到填充作用，能够提高混凝土结构的密实性，钢纤维呈现三维乱向分布的结构，加入混凝土中能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，进而显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性，进一步提高了混凝土在低温下的各项性能，且碎石、粉煤灰和钢纤维的比值在特定的范围内，进一步有助于提高混凝土的各项性能。