本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，它涉及一種高強(qiáng)高性能混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著城市化進(jìn)展不斷加速，在現(xiàn)代建筑中，超高層建筑工程等越來越普遍，超高層就是高度200米以上的建筑，這些超高層建筑所需的混凝土一方面需要所用的混凝土有較高的強(qiáng)度等級，另一方面需要混凝土有良好的工作性能。

申請公布號為cn201210520788.x的專利公開了一種高強(qiáng)高性能混凝土，由聚羧酸系列混合物、三聚磷酸鈉、萘系高效減水劑、砂、石子、水泥制備而成，該混凝土具有強(qiáng)度高、耐久性好等特點，但該專利對其高強(qiáng)高性能混凝土是否具有較高的韌性未做說明，發(fā)明中也未見實驗數(shù)據(jù)說明其高強(qiáng)高性能混凝土的韌性。而此類高抗壓強(qiáng)度混凝土容易存在韌性低的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)高性能混凝土，在混凝土中加入增強(qiáng)纖維、高性能摻合料，在保證混凝土高抗壓強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高混凝土的韌性。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種高強(qiáng)高性能混凝土，包括由以下重量份數(shù)表示的組分：

采用以上技術(shù)方案，水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在碎石和砂的表面并填充其空隙，水泥漿體容易在空氣中硬化，并且能夠把砂、碎石等材料黏結(jié)在一起。高性能摻和料用于改善混凝土的和易性，主要在于提高混凝土流動性、保水性和粘聚性。外加劑用于改善混凝土的流變性能并且能夠向混凝土中引入適量、穩(wěn)定而封閉的微小的氣泡，引入的氣泡在混凝土中起類似滾珠的作用，使混凝土的流動性大為改善，避免由于內(nèi)聚力過大而導(dǎo)致混凝土的摩擦阻力加大，減小高強(qiáng)度混凝土在向高層泵送過程中的摩擦力，還可以減少泌水和離析的現(xiàn)象，進(jìn)一步提升混凝土的和易性。增強(qiáng)纖維均勻分散在其他組分之間，增強(qiáng)纖維錯綜排布形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，可以與沙、碎石等其他組份緊密結(jié)合增強(qiáng)整個混凝土的韌性，增強(qiáng)纖維可以阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展和阻滯宏觀裂縫的發(fā)生和發(fā)展。在受彎初期，水泥基料與纖維共同承受外力，當(dāng)混凝土開裂后，橫跨裂縫的纖維成為外力的主要承受者。此外，外加劑的加入推進(jìn)了水化反應(yīng)的進(jìn)程，能有效改善增強(qiáng)纖維與混凝土基體結(jié)合界面層原本疏松的結(jié)構(gòu)與性狀，減小了界面層與砂漿基體的差異，強(qiáng)化了原始界面的力學(xué)性能，提高了纖維與砂漿基體間的粘結(jié)程度，增強(qiáng)了粘結(jié)效果，有效提高了該混凝土的韌性。

作為優(yōu)選，所述增強(qiáng)纖維包括短切鋼纖維、聚苯二甲酰苯二胺纖維和聚丙烯腈纖維。

進(jìn)一步，所述短切鋼纖維、聚苯二甲酰苯二胺纖維和聚丙烯腈纖維的重量比為12-18:0.4-1.2:0.3-0.9。

采用上述技術(shù)方案，將短切鋼纖維、聚苯二甲酰苯二胺纖維和聚丙烯腈纖維三種不同類型纖維的混雜，按照上述比例配合，使混凝土具有多相、多組分，在多尺度層次上復(fù)合的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)特征。不同尺度和不同性質(zhì)的纖維混合，可在水泥基中充分發(fā)揮各種纖維的尺度和性能效應(yīng)，并在不同的尺度和性能層次上相互補(bǔ)充、取長補(bǔ)短，相對于單一類型的限位而言可極大的提高混凝土的韌性。

作為優(yōu)選所述高性能摻合料包括粉煤灰、微珠粉和硅粉。

進(jìn)一步，所述粉煤灰、微珠粉和硅粉重量比為55-90:75-100:10-20。

采用上述技術(shù)方案，粉煤灰、微珠粉、硅粉按上述比例混合，與適合比例的超細(xì)礦粉相互作用，增加混凝土流動性、保水性和粘聚性，使得混凝土具備高強(qiáng)的同時還具備一定黏度，確保具有較好的流動性而不易離析。使得屈服應(yīng)力減小到適宜范圍，同時又具有足夠的塑性黏度，使骨料懸浮于水泥漿中，滿足高層泵送過程中混凝土能均勻分布在泵送管道內(nèi)部，形成層流，不因離析、分層及泌水導(dǎo)致泵送管道堵塞的需求。

優(yōu)選的，所述外加劑包括椰油醇硫酸鈉、氨基磺酸高效減水劑和黃單胞多糖。

進(jìn)一步，所述椰油醇硫酸鈉、氨基磺酸高效減水劑和黃單胞多糖的重量比為1-2:9-11:0.5-1.5。

采用上述技術(shù)方案，黃單胞多糖與水混合形成膠體，引入氣泡的同時增加混凝土的黏度，同時會產(chǎn)生緩凝效果，黃單胞多糖與引氣劑三萜皂苷配合可以提升引進(jìn)氣量且穩(wěn)定性較好，二者配合氨基磺酸高效減水劑，混凝土具有相對較高坍落拓展度,增強(qiáng)混凝土的流動性。此外，黃單胞多糖的加入推進(jìn)了水化反應(yīng)的進(jìn)程，能有效改善增強(qiáng)纖維與混凝土基體結(jié)合界面層原本疏松的結(jié)構(gòu)與性狀，減小了界面層與砂漿基體的差異，強(qiáng)化了原始界面的力學(xué)性能，提高了纖維與砂漿基體間的粘結(jié)程度，增強(qiáng)了粘結(jié)效果，有效提高了該混凝土的韌性。

優(yōu)選的，所述水泥為p·o52.5級水泥，所述超細(xì)礦粉為s105超細(xì)礦粉，所述碎石粒徑為5-16mm，所述砂為ⅱ區(qū)中砂。

選用強(qiáng)度等級較高的水泥，加水?dāng)嚢栌不蟮目箟簭?qiáng)度較高，采用s105超細(xì)礦粉可以改善混凝土的和易性，采用5-16mm的碎石和ⅱ區(qū)中砂增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的同時也提升了混凝土流動性。

優(yōu)選的，一種高強(qiáng)高性能混凝土，包括由以下重量份數(shù)表示的組分：

采用以上技術(shù)方案，由以上配比構(gòu)筑的高強(qiáng)高性能混凝土，具有很好的抗壓強(qiáng)度、抗彎折強(qiáng)度以及和易性，該配比作為高強(qiáng)高性能混凝土的優(yōu)選。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述所述高強(qiáng)高性能混凝土的制備方法。

步驟1：將水泥、超細(xì)礦粉、砂、碎石、高性能摻和料、增強(qiáng)纖維導(dǎo)入各自原材料倉進(jìn)行預(yù)均化；

步驟2：將砂、碎石和增強(qiáng)纖維按照重量比例連續(xù)配料，進(jìn)行攪拌，隨后加入所需配比的高性能摻合料、水泥；

步驟3：在步驟2攪拌過程中逐漸加入水和復(fù)合外加劑繼續(xù)攪拌至1-1.5min,得到工作性滿足要求的混凝土拌合物。

選用以上步驟，可以將增強(qiáng)纖維均勻的分散質(zhì)整個混凝土中

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、顯著增加強(qiáng)度和內(nèi)聚性，增加抵抗分層離析和防止泌水的能力，使混凝土在泵送過程中不容易發(fā)生水和骨料的分離，減少因離析、泌水造成混凝土不均勻而引起堵管的情況，從而有利于超高層泵送；

2、增強(qiáng)纖維可提高整個混凝土的抗彎折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。

3、高強(qiáng)高性能混凝土的制備方法操作簡單，物料混合均勻，使用方便。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明實施例中涉及的所有物質(zhì)均為市售。

實施例中涉及的具體原材料如表1所示。

表1各原材料的規(guī)格以及生產(chǎn)廠家

實施例一：

高強(qiáng)高性能混凝土的配合比為：

以下結(jié)合具體制備方法對高強(qiáng)高性能混凝土進(jìn)行描述。

1、將水泥、超細(xì)礦粉、粉煤灰、微珠粉、硅粉、砂、碎石、短切鋼纖維、聚苯二甲酰苯二胺纖維、聚丙烯腈纖維各個組分導(dǎo)入各自原料倉分別進(jìn)行預(yù)均化；

2、按照575kg砂、950kg碎石、15kg短切鋼纖維、0.8kg聚苯二甲酰苯二胺纖維和0.6kg聚丙烯腈纖維的重量比例連續(xù)配料倒入混凝土攪拌機(jī)，慢速攪拌，使短切鋼纖維、聚苯二甲酰苯二胺纖維和聚丙烯腈纖維盡可能的均勻分散，依次按照120kg超細(xì)礦粉、75kg粉煤灰、90kg微珠粉、15kg硅粉、505kg水泥和135kg水的重量比例連續(xù)配料加入，繼續(xù)攪拌；

3、在步驟3攪拌過程中逐漸加入1.5kg椰油醇硫酸鈉、10kg氨基磺酸高效減水劑和1kg黃單胞多糖繼續(xù)1-1.5min至所需工作性，得到混凝土拌合物。

按照gbt50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法》檢測配制好的混凝土的性能。

檢測結(jié)果，制備的混凝土坍落拓展度為650mm，28天抗壓強(qiáng)度為152.7mpa，28天抗彎折強(qiáng)度為30.4mpa。混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到c130混凝土要求，并且具備良好的流動性和韌性。

實施例二至實施例八與實施例一的區(qū)別僅在于各組分配比不同。實施例二至實施例八中各組分的質(zhì)量配比如表2所示。

表2實施例一至實施例八中各組分的質(zhì)量

實施例一至實施例八的高強(qiáng)高性能混凝土的各項性能指標(biāo)測試結(jié)果如表3所示。

表3實施例一至實施例八制得的高強(qiáng)高性能混凝土的各項性能比較

綜合以上測試結(jié)果，由實施例一至實施例八的配比制得的高強(qiáng)高性能混凝土28天之后的抗壓強(qiáng)度均比較高，均達(dá)到c130混凝土要求且28天后的抗折強(qiáng)度也比較高，依實施例一至實施例八的配比制得的高強(qiáng)高性能混凝土坍落拓展度在600-650mm之間，說明其具有良好的流動性。其中實施例一的配比制得的混凝土抗壓強(qiáng)度、抗彎折強(qiáng)度均最高且流動性好，因此，實施例一為優(yōu)選方案。

對比例：

各對比例中的質(zhì)量配比如表4所示。

表4對比例一至對比例八中各組分的質(zhì)量

對比例一至對比例六的高強(qiáng)高性能混凝土的各項性能指標(biāo)測試結(jié)果如表5所示。

表5對比例一至對比例八制得的高強(qiáng)高性能混凝土的各項性能比較

如表4所示，與實施例一相比，對比例一未添加短切鋼纖維；對比例二未添加聚苯二甲酰苯二胺纖維；對比例三未添加聚丙烯腈纖維；對比例四超細(xì)礦粉添加量減少；對比例五高性能摻合料(粉煤灰、微珠和硅粉)添加量減少；對比例六未添加椰油醇硫酸鈉和黃單胞多糖；對比例七未添加椰油醇硫酸鈉；對比例八未添加黃單胞多糖。

如表五所示，經(jīng)過測試結(jié)果比較，未添加短切鋼纖維、聚苯二甲酰苯二胺纖維、聚丙烯腈纖維都會導(dǎo)致混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗彎折強(qiáng)度減小，尤其對抗彎折強(qiáng)度也就是混凝土的韌性影響較大；超細(xì)礦粉和高性能摻合料添加量減小也會導(dǎo)致混凝土的坍落擴(kuò)展度減小也就說明混凝土的流動性減弱；未添加椰油醇硫酸鈉和黃單胞多糖或者未添加其中一種組分都會減弱混凝土的流動性，而且對混凝土的韌性也會有一定的影響。

本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。