高溫爆裂性能，即 干熱養(yǎng)護(hù)的方式明顯減少了混凝土內(nèi)部的游離水，降低了濕含量，進(jìn)而降低了高溫火災(zāi)作 用下UHPC內(nèi)部形成的蒸汽壓力，有效地防止了高溫爆裂現(xiàn)象的發(fā)生。
[0059]作為一種優(yōu)選，本發(fā)明中干熱養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)溫度為100~300°C，養(yǎng)護(hù)時(shí)長(恒溫期） 為1~4d，之后再密封保存至28d(養(yǎng)護(hù)齡期），即完成養(yǎng)護(hù)，形成成品混凝土。
[0060]在拆模后，可以直接對(duì)其進(jìn)行干熱養(yǎng)護(hù)，但是由于干熱養(yǎng)護(hù)的起始時(shí)間也是影響 UHPC力學(xué)性能的重要因素，過早的干熱養(yǎng)護(hù)會(huì)使得水化程度有所下降，給其水化效果和強(qiáng) 度帶來不利的影響。因此，優(yōu)選對(duì)其進(jìn)行泡水預(yù)養(yǎng)護(hù)，如可以為：
[0061 ]常溫泡水5~7d;或者在60~90°C的熱水中養(yǎng)護(hù)2~4d，經(jīng)養(yǎng)護(hù)后混凝土的抗壓強(qiáng) 度可達(dá)lOOMPa以上。
[0062] 較之于以往的從"泄壓"角度改善UHPC防高溫爆裂性能的方法，本發(fā)明開拓性地從 "減壓"的角度出發(fā)，采用干熱養(yǎng)護(hù)的方法使混凝土內(nèi)部的游離水較無干熱養(yǎng)護(hù)方式時(shí)明顯 減小，濕含量顯著降低，進(jìn)而大大提高了超高性能混凝土的防高溫爆裂性能。此外，該種干 熱養(yǎng)護(hù)方式簡單便捷，有利于工程應(yīng)用中的進(jìn)一步推廣，尤其是預(yù)制構(gòu)件。
[0063] 為了對(duì)比分析實(shí)施例的防高溫爆裂性能和常溫力學(xué)性能，對(duì)實(shí)施例及經(jīng)過常溫泡 水養(yǎng)護(hù)的超高性能混凝土進(jìn)行了高溫爆裂試驗(yàn)和常溫抗壓、劈裂抗拉試驗(yàn)。
[0064] 下面以 NWC28、200HA2-D、HW6-200HA2-D 和 HW2-200HA2-D 四種混凝土（組分及其配 比為：水泥540kg/m3，娃灰90kg/m3，粉煤灰180kg/m 3，礦渣粉90kg/m3，機(jī)制砂620kg/m3，玄武 巖粗骨料930kg/m 3)為例，通過比較分析，進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案所能帶來的效果。 其中：
[0065]作為基準(zhǔn)組的對(duì)比例為無干熱養(yǎng)護(hù)制備的超高性能混凝土 NWC28,具體的配比見 表1，其養(yǎng)護(hù)方式為常溫水養(yǎng)28d(養(yǎng)護(hù)齡期）。
[0066]實(shí)施例1為防高溫爆裂的超高性能混凝土 200HA2-D，具體的配比見表1，養(yǎng)護(hù)方式 為:拆模后直接200°C干熱養(yǎng)護(hù)2d+密封保存至28d。
[0067]實(shí)施例2為防高溫爆裂的超高性能混凝土 NW6-200HA2-D，具體的配比見表1，養(yǎng)護(hù) 方式為:拆模后常溫泡水6d+200°C干熱養(yǎng)護(hù)2d+密封保存至28d。
[0068] 實(shí)施例3為防高溫爆裂的超高性能混凝土 HW2-200HA2-D，具體的配比見表1，養(yǎng)護(hù) 方式為:拆模后90°C熱水養(yǎng)護(hù)2d+200°C干熱養(yǎng)護(hù)2d+密封保存至28d。
[0069] 表1對(duì)比例及各實(shí)施例的混凝土配比(kg/m3)及其相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工序
[0070]
[0071] 上述對(duì)比例及各實(shí)施例的每組試驗(yàn)例均為三個(gè)相同的試塊，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析時(shí)以取 其共性，
[0072] 試驗(yàn)條件為:試件尺寸均為lOOmmX lOOmmX 100mm，爆裂試驗(yàn)設(shè)定溫度為800°C，升 溫速率為l〇°C/min。
[0073] 試驗(yàn)結(jié)果為:經(jīng)800°C高溫爆裂試驗(yàn)后的形貌分別如圖l_a~1-d所示;爆裂試驗(yàn)過 程中的升溫曲線參照?qǐng)D2-a~2-d。
[0074] 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析如下：
[0075]可以看出，對(duì)比例經(jīng)800°C高溫爆裂試驗(yàn)后三個(gè)試塊均爆裂為細(xì)小的碎塊（圖Ια) ， 爆裂溫度范圍為 373.8~569.2 °C ， 持續(xù)時(shí)間達(dá) 32min(圖 2-a) ， 高溫爆裂現(xiàn)象非常嚴(yán)重。 [0076]與對(duì)比例相比，實(shí)施例1~3的高溫爆裂現(xiàn)象明顯減輕或者被抑制;具體地：
[0077] 實(shí)施例1中，對(duì)于直接200°C干熱養(yǎng)護(hù)2d+密封養(yǎng)護(hù)的試塊(200HA2-D)而言，只有一 個(gè)試塊(左一）的局部發(fā)生了爆裂，爆裂發(fā)生突然且短促，爆裂溫度范圍在578.6~584.9°C 之間，持續(xù)時(shí)間僅為4min左右；
[0078] 實(shí)施例2和3中，對(duì)于常溫泡水6d + 200°C干熱養(yǎng)護(hù)2d +密封養(yǎng)護(hù)的試塊（NW6-200HA2-D)，抑或90°C熱水養(yǎng)護(hù)2d+200°C干熱養(yǎng)護(hù)2d+密封養(yǎng)護(hù)的試塊(HW2-200HA2-D)而 言，三個(gè)試塊均未見爆裂現(xiàn)象發(fā)生?？梢钥闯?，使用本發(fā)明的養(yǎng)護(hù)方法可以顯著提高超高性 能混凝土的防高溫爆裂性能。而且進(jìn)一步根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比可知，當(dāng)養(yǎng)護(hù)方法采用干熱養(yǎng) 護(hù)前設(shè)有預(yù)養(yǎng)護(hù)階段的養(yǎng)護(hù)制度時(shí)，UHPC的防高溫爆裂效果最佳。
[0079] 對(duì)比例及各實(shí)施例的常溫狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度對(duì)比圖分別參照?qǐng)D3 和圖4,可以看出，使用本發(fā)明的養(yǎng)護(hù)方法所制備出的超高性能混凝土，其常溫狀態(tài)下的抗 壓和劈裂抗拉強(qiáng)度得以明顯提高。此外，干熱養(yǎng)護(hù)的起始時(shí)間是影響UHPC力學(xué)性能的重要 因素，過早的干熱養(yǎng)護(hù)會(huì)給其強(qiáng)度帶來不利的影響，因此本發(fā)明中設(shè)定一定時(shí)期的預(yù)養(yǎng)護(hù)， 而且進(jìn)一步根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比可知，采用"90°C熱水養(yǎng)護(hù)2d+200°C干熱養(yǎng)護(hù)2d+密封養(yǎng)護(hù)" 的組合養(yǎng)護(hù)方法時(shí)，UHPC的常溫抗壓和劈裂抗拉性能最佳。
[0080] 綜合以上結(jié)果可知，經(jīng)過干熱養(yǎng)護(hù)后的超高性能混凝土，其防高溫爆裂性能顯著 提高;而且伴隨地，干熱養(yǎng)護(hù)的方式極大地改善了粗骨料與砂漿的界面結(jié)合，減少了以往常 見的粗骨料與砂漿界面的缺陷，進(jìn)而消除了界面缺陷對(duì)UHPC性能造成的負(fù)面效應(yīng)，使得 UHPC的常溫力學(xué)性能得以大幅度提高。
[0081]以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，此處的附圖是用來提供對(duì)本 發(fā)明的進(jìn)一步理解。顯然，以上所述僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍 并不局限于此，任何對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是可輕易想到的、實(shí)質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的 變化或替換，也均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超高性能混凝土，其特征在于，由以下各組分按照相應(yīng)的重量配比均勻混合而 成： 膠凝材料，包括：水泥450~600kg/m3，硅灰70~120kg/m3，粉煤灰100~200kg/m 3，礦渣 粉 70 ~120kg/m3; 骨料，包括:細(xì)骨料550~650kg/m3，粗骨料800~1000kg/m3; 高效減水劑，減水率2 15 %，含量為膠凝材料的0.8~1.2wt % ; 保持膠凝材料、骨料與水形成的拌合物的水膠比為〇. 14~0.20。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述拌合物由以下各組分按照 相應(yīng)的重量配比均勻混合而成： 水泥500~5501^/1113，娃灰80~1001^/1113，粉煤灰150~2001^/111 3，礦漁粉80~1001^/1113; 細(xì)骨料580~640kg/m3，粗骨料900~950kg/m3。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述的水泥為強(qiáng)度等級(jí)52.5級(jí) 或52.5R級(jí)的硅酸鹽系列水泥。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述細(xì)骨料為機(jī)制砂或者天然 砂，所述細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為2.4~3.0。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述粗骨料為玄武巖、花崗巖、 石灰?guī)r或者輝綠巖，所述粗骨料由5~10_和10~16_兩種粒徑規(guī)格的原材均勻混合而成， 兩種粒徑規(guī)格的原材的重量比為3:5~3: 8。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，所述拌合物的抗壓強(qiáng)度2 100MPa〇7. -種超高性能混凝土的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： S10、拌合物的制備： 先加入細(xì)骨料和總用水量20wt %的水，攪拌1~2min，再加入水泥、硅灰、粉煤灰和礦渣 粉，攪拌4~5min，旨在使膠凝材料包裹在砂子表面，形成低水膠比的水泥漿薄殼;之后加入 粗骨料，攪拌3~4min，充分混合后，加入減水率2 15 %的高效減水劑及滿足設(shè)定拌合物水 膠比的剩余用水量，攪拌3~5min;即形成作為初成品的拌合物;測(cè)定拌合物的坍落度，使其 保持在200 ± 50mm范圍內(nèi)； S20、干熱養(yǎng)護(hù)： 初成品拆模后，在溫度為100~300 °C、恒溫時(shí)長為1~4d的養(yǎng)護(hù)制度下對(duì)其進(jìn)行干熱養(yǎng) 護(hù)，之后再密封保存至養(yǎng)護(hù)齡期，養(yǎng)護(hù)完成即形成成品混凝土。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于:在步驟S20中，在干熱養(yǎng)護(hù)之前，進(jìn)行 泡水預(yù)養(yǎng)護(hù)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述泡水預(yù)養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)制度為:常溫 泡水養(yǎng)護(hù)5~7d。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述泡水預(yù)養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)制度為:在60 ~90°C的熱水中養(yǎng)護(hù)2~4d。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超高性能混凝土及其制備方法，由以下各組分按照相應(yīng)的重量配比均勻混合而成：膠凝材料，包括：水泥450～600kg/m3，硅灰70～120kg/m3，粉煤灰100～200kg/m3，礦渣粉70～120kg/m3；骨料，包括：細(xì)骨料550～650kg/m3，粗骨料800～1000kg/m3；高效減水劑，減水率≥15％，含量為膠凝材料的0.8～1.2wt％；保持膠凝材料、骨料與水形成的拌合物的水膠比為0.14～0.20。本發(fā)明將粗骨料作為原材料之一，引入到超高性能混凝土當(dāng)中，并開拓性地通過干熱養(yǎng)護(hù)方式來提高混凝土的防高溫爆裂性能和常溫力學(xué)性能，技術(shù)途徑新穎，減少了成本，且養(yǎng)護(hù)方法簡單便捷，便于工程推廣。
【IPC分類】B28B11/24, C04B28/04
【公開號(hào)】CN105693166
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610070776
【發(fā)明人】朋改非, 尚亞杰, 牛旭婧, 曾慶鵬, 趙怡琳
【申請(qǐng)人】北京交通大學(xué)
【公開日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2016年2月2日