[发明专利]一种高性能清水混凝土及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土，具体而言涉及一种高性能的清水混凝土组合物及其应用。

背景技术

清水混凝土系一次成型，直接以混凝土原浇筑表面或以透明保护剂做保护性处理后的混凝土表面作为外表面，要求表面平整光滑、色泽均匀、无碰损和污染，通过混凝土的本色和自身质感实现美观效果的混凝土结构。20 世纪 70 年代，在内浇外挂体系的施工中，清水混凝土主要应用在预制混凝土外墙板反打施工中，取得了进展。后来，由于人们将外装饰的目光都投诸于面砖和玻璃幕墙中，清水混凝土的应用和实践几乎处于停滞状态。直至 1997 年，北京市设立了“结构长城杯工程”奖，推广清水混凝土施工，使清水混凝土重获发展。近年来，少量高档建筑工程如海南三亚机场、首都机场、上海浦东国际机场航站楼、东方明珠的大型斜筒体等都采用了清水混凝土。

清水混凝土显示的是一种最本质的美感，体现了建筑材料的自然之美，是名副其实的绿色建筑，显示了最纯粹、最简单的建筑语言的特质，是混凝土材料中最高级的表达形式。随着绿色建筑的客观需求，人们环保意识的不断提高，返朴归真的自然思想的深入人心，我国清水混凝土工程的需求已不再局限于道路桥梁、厂房和机场，在工业与民用建筑中也得到了一定的应用。

清水混凝土是将结构与装饰功能合二为一，混凝土层面上不再做饰面，直接接受各种气候条件以及化学物质的侵蚀，所以材质必须要有良好的耐久性和稳定性，从而也就对混凝土的材料提出了更高的要求。

发明内容

本发明提供一种高性能清水混凝土，发明人通过对混凝土组成材料的选择、配比的优化研究出一种抗压能力强、稳定性高并且坍落度经时损失小的清水混凝土。

具体的本发明提供一种高性能清水混凝土，配方包含下列重量份数的原料，水泥300-500份，石英粉30-50份，粉煤灰50-150份，粗骨料1000-1100份，细骨料600-750份，减水剂5-15份，水130-180份。

在普通混凝土的水泥浆中，由于水泥水化后仍剩余许多水分及空气，于是产生许多孔隙，使混凝土的强度及耐久性降低。因此，要混凝土达到高性能，首先要选择合适的水泥。优选地，所述水泥的白度大于87，初凝时间大于45分钟，终凝时间小于10小时，确保混凝土的强度、流动性、保水性。

粗骨料为粒径大于 5mm 的骨料，普通混凝土常用的粗骨料有天然的卵石(有时称为砾或砾石)和人工的碎石(包括碎卵石)两类。混凝土中粗骨料的最大粒径选用，要受建筑物结构断面大小、钢筋净距和施工条件的限制。太大的最大骨料粒径，使骨料与水泥砂浆的粘结面积减小、造成混凝土的不连续性等缺点。本发明中粗骨料最大粒径不大于 25mm，针片状颗粒含量不大于 5%，含泥量不大于 1%。

细骨料通常按来源分为天然砂和人工砂。细骨料应选择质地均匀坚固、级配良好、吸水率低的中粗河砂或人工砂，一般其细度模数应大于 2.6，含泥量应小于 1.5%。

在混凝土中掺加粉煤灰，一方面，可以减少水泥用量，降低成本：另一方面，粉煤灰可以改善砂子的级配，填充一部分砂粒之间的微小空隙，间接地降低混凝土的水灰比，使密实度和抗渗性有一定提高；能提高混凝土的和易性，减少混凝土外表气泡，标准见《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB1596-91）。

发明人在研究时意外的发现，石英粉、粉煤灰配合使用，可以提高清水混凝土的抗压能力。其中，石英粉和粉煤灰的重量配比优选1:3，具体效果参见实施例1。

优选地，所述的高性能清水混凝土中，粉煤灰的孔隙率大于70%；所述的高性能清水混凝土中，石英粉的粒度范围为200-250目，二氧化硅含量大于95%。

优选地，所述的高性能清水混凝土中，还包含沸石40-60重量份。沸石具有提高强度的作用，更为重要的是沸石的格架状多孔结构，内部表面积大，吸附性强，可以使在混凝土中分散均匀，易于快速、充分发挥外加剂的作用，沸石空隙中原来填充的水分，对混凝土具有保水作用，不离析，不泌水，可减小坍落度损失，使混凝土具有良好的工作性能。

所述的高性能清水混凝土，其中所述的减水剂由木质素磺酸钠、三聚氰胺、三聚磷酸钠组成。优选地，其中木质素磺酸钠、三聚氰胺、三聚磷酸钠的配比为2:2:1，具体效果参见实施例2。

优选地，所述的高性能清水混凝土，还含有水溶性丙烯酸树脂和硅烷改性剂，能够对清水混凝土表面起到保护作用。优选地，包含水溶性丙烯酸树脂15-25重量份，包含硅烷改性剂10-15重量份；更优选地，其中水溶性丙烯酸树脂和硅烷改性剂的重量配比为3:2。