[发明专利]一种工作时间可调的超高性能混凝土

说明书

本发明涉及高性能建筑材料技术领域，尤其是一种工作时间可调的超高性能混凝土，包括水泥100份、精选超细粉煤灰沉珠20‑30份、硅灰5‑10份、砂120‑150份、高性能聚羧酸减水剂1‑1.5份、钢纤维20‑30份、柠檬酸0.5‑2份、膦酰基丁烷三羧酸0.5‑2份以及一定量的水，其中所述水泥、精选超细粉煤灰沉珠以及硅灰构成超高性能混凝土中的胶凝材料。本发明的优点是：通过物理和化学相结合的方法，实现超高性能混凝土拌合物工作时间可调，有效解决超高性能混凝土拌合物工作时间短而产生施工质量缺陷的问题。

技术领域

本发明涉及高性能建筑材料技术领域，尤其是一种工作时间可调的超高性能混凝土，尤其是适用于喷射施工的超高性能混凝土。

背景技术

目前，普通混凝土因抗拉强度低、韧性差和开裂后裂缝发展不能有效控制等缺点，导致混凝土结构过早的劣化不能继续使用，也致使混凝土结构的耐久性和使用寿命大大降低。为了克服混凝土的这些缺点，超高性能混凝土（UHPC）被提出应用于混凝土中，超高性能混凝土是一种水泥基材料，通过利用颗粒紧密堆积理论、断裂力学和微观力学原理对材料体系进行系统的设计、优化和调整，并添加1-3体积率的纤维。超高性能混凝土可以明显的提高混凝土的抗拉能力和抗剪能力，因此具有良好的韧性，能有效控制混凝土的发展，现已逐步应用于实际工程中。

超高性能混凝土强度高、扩展性好，但通常由于水泥等胶凝材料用量比常规混凝土高很多，导致超高性能混凝土的可工作时间也明显缩短，因此对超高性能混凝土的连续施工提出了更高的要求。但由于现场施工因施工设备故障、材料运输、突发天气等原因，经常会出现短时间停止施工的情况，尤其是在夏季高温施工时，因超高性能混凝土拌合物工作性快速丧失而无法顺利完成施工，出现施工冷缝而影响施工质量。

超高性能混凝土中胶凝材料用量一般800kg/m³以上，水胶比在0.2以下，因此，超高性能混凝土拌合物总体水化热大，这又进一步加快了拌合物的水泥水化速度，使得拌合物的可工作时间一般都不超过1小时，在夏季高温施工时可工作时间往往小于0.5小时，对连续施工带来了挑战，大大增加了因工作时间缩短而产生施工质量缺陷的风险。

目前，通过使用缓凝剂可以在一定程度上延长超高性能混凝土的可工作时间，但若缓凝剂品种选择不当或超量使用时，不仅会导致混凝土长期不凝结，而且会严重降低混凝土早期强度和后期强度，尤其是在进行超高性能混凝土的喷射施工时，由于混凝土拌合物可工作时间短，混凝土堵管问题频发而导致施工终端，严重影响施工进度和施工质量。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种工作时间可调的超高性能混凝土，通过优化超高性能混凝土配合比，采用优选粉煤灰微珠为掺合料替代水泥，并结合柠檬酸和膦酰基丁烷三羧酸共同作用在水泥颗粒表面，可延长超高性能混凝土的可工作时间，并可配置工作时间在2-48h内调节的超高性能混凝土。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种工作时间可调的超高性能混凝土，其特征在于：该超高性能混凝土包括水泥100份、精选超细粉煤灰沉珠20-30份、硅灰5-10份、砂120-150份、高性能聚羧酸减水剂1-1.5份、钢纤维20-30份、柠檬酸0.5-2份、膦酰基丁烷三羧酸0.5-2份以及一定量的水，其中所述水泥、精选超细粉煤灰沉珠以及硅灰构成超高性能混凝土中的胶凝材料。

所述超高性能混凝土中的水和所述胶凝材料总量的质量比为0.15-0.19。

所述精选超细粉煤灰沉珠的细度为D50≤2μm，D97≤10μm。

通过调整所述柠檬酸与所述膦酰基丁烷三羧酸的掺入量控制所述超高性能混凝土的可工作时间。

所述柠檬酸和所述膦酰基丁烷三羧酸按所述胶凝材料的重量的0.4‰-1.5‰进行掺入。

本发明的优点是：