一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土及制备方法与流程

本发明属于建筑材料，具体涉及一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土及制备方法。

背景技术：

1、超高性能混凝土(ultra-high performance concrete，uhpc)，其设计是基于最大堆积密度理论，具有超高的力学性能和超高的耐久性，被誉为过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料。为了实现力学性能和耐久性能的大跨越，纤维(钢纤维或复合有机纤维)增韧技术是当前uhpc的必要环节，但纤维的使用会降低uhpc的工作性能。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土及制备方法，所制备的超高性能混凝土抗折强度高，工作性能好。

2、本发明采用以下技术方案：一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土，包括以下按重量份计的组分：水泥620-780份，硅灰50-130份，石灰石粉200-280份，复合增韧材料140-180份，河砂950-1050份，减水剂6.5-7.5份，水190-210份；其中：所述复合增韧材料，其组成如下：四方相二氧化锆35-45份，可再分散水性聚氨酯粉末70-90份，纳米二氧化硅35-45份。

3、进一步地，包括以下重量份的组分：水泥700份，硅灰100份，石灰石粉250份，四方相二氧化锆40份，可再分散水性聚氨酯粉末80份，纳米二氧化硅40份，河砂1000份，减水剂7.1份，水200份。

4、进一步地，可再分散水性聚氨酯粉末平均粒径为1-3μm，拉伸强度为20-30mpa。

5、进一步地，该纳米二氧化硅的平均粒径为30-60nm。

6、进一步地，减水剂为聚羧酸减水剂，减水剂固含量为50％。

7、进一步地，硅灰的比表面积大于15m2/g，烧失量不大于4％。

8、进一步地，石灰石粉的碳酸钙含量不小于99.0％，烧失量不小于40％。

9、进一步地，河砂的细度模数为2.5-2.7，且含泥量不大于0.5％。

10、本发明还公开了上述的一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土的制备方法，如下：

11、步骤s1、将所述水泥、硅灰、石灰石粉、河砂混合并搅拌均匀；

12、步骤s2、将总水量质量的50％与总减水剂质量的80％混合均匀；

13、步骤s3、将所述四方相二氧化锆、可再分散水性聚氨酯粉末及纳米二氧化硅混合均匀，并倒入所述步骤s1中的混合料中搅拌均匀；

14、并持续搅拌，在搅拌下喷洒所述步骤二中制得的混合液，得湿混料；

15、步骤s4、将剩余的水和减水剂混合均匀，倒入所述步骤s3制得的湿混料中，搅拌得超高性能混凝土。

16、本发明的有益效果是：1.超高性能混凝土柔韧性好，力学性能高，采用四方相二氧化锆、可再分散水性聚氨酯粉末和纳米二氧化硅组成复合增韧材料，其中四方相二氧化锆在承受外力载荷时，由应力诱发相变产生体积效应，而将本来导致构件断裂的能量吸收，起到相变增韧的效果；再分散水性聚氨酯粉末具有良好的柔韧性，其分子链通过物理连接形成三维交联网络，与四方相二氧化锆互穿缠结，协同增韧；纳米二氧化硅具有高的火山灰活性，调节水泥水化过程，促进c-s-h凝胶的生成，同时，还具有密实填充作用；所以该复合增韧材料掺入uhpc中，可同时发挥相变增韧、三维贯穿增韧、火山灰活性和密实填充作用，起到增韧、强化的双重效果。2.避免了采用纤维增韧技术中存在的纤维沉降、分布不均，致使结构存在局部薄弱环节的问题。

技术特征：

1.一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：水泥620-780份，硅灰50-130份，石灰石粉200-280份，复合增韧材料140-180份，河砂950-1050份，减水剂6.5-7.5份，水190-210份；其中：

2.如权利要求1所述的一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：水泥700份，硅灰100份，石灰石粉250份，四方相二氧化锆40份，可再分散水性聚氨酯粉末80份，纳米二氧化硅40份，河砂1000份，减水剂7.1份，水200份。

3.如权利要求1或2所述的一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土，其特征在于，所述可再分散水性聚氨酯粉末平均粒径为1-3μm，拉伸强度为20-30mpa。

4.如权利要求3所述的一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土，其特征在于，所述纳米二氧化硅的平均粒径为30-60nm。

5.如权利要求4所述的一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水剂固含量为50％。

6.如权利要求5所述的一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土，其特征在于，所述硅灰的比表面积大于15m2/g，烧失量不大于4％。

7.如权利要求6所述的一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土，其特征在于，所述石灰石粉的碳酸钙含量不小于99.0％，烧失量不小于40％。

8.如权利要求7所述的一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土，其特征在于，所述河砂的细度模数为2.5-2.7，且含泥量不大于0.5％。

9.如权利要求1-8中任一项所述的一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，如下：

技术总结本发明公开了一种无纤维复合增韧强化的超高性能混凝土及制备方法，包括以下按重量份计的组分：水泥620‑780份，硅灰50‑130份，石灰石粉200‑280份，复合增韧材料140‑180份，河砂950‑1050份，减水剂6.5‑7.5份，水190‑210份；其中：所述复合增韧材料，其组成如下：四方相二氧化锆35‑45份，可再分散水性聚氨酯粉末70‑90份，纳米二氧化硅35‑45份。该方法制备的超高性能混凝土抗折强度高，工作性能好。技术研发人员：贺雄飞,王华,焦露琳,陈海军,陈亚豪,林春刚,潘岳,李辉,宋妍,王玥,贺善宁,朱绘美,谭明旭,陆伟宁,牛富生受保护的技术使用者：中铁隧道局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27