[发明专利]一种装配式构件高强混凝土及其制备方法和养护方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑领域，尤其是一种装配式构件高强混凝土及其制备方法。

背景技术

建筑行业是我国国民经济的支柱产业，对我国经济的发展有着举足轻重的作用；之前建筑行业中一般都采用现浇混凝土，但是随着能源紧缺、劳动力紧缺以及节能环保要求提高等问题的凸显，建筑行业遇到了很大的挑战。现浇混凝土的缺点也体现得越来越明显，由于现浇混凝土时现场施工，对施工场地的要求很高，现场施工需要多种机械设备，需要的劳动力大，并且施工现场产生的建筑垃圾多，不仅是建筑垃圾还有现浇混凝土的施工过程都对环境造成不良的影响，这与国家倡导的节约能源和材料、节省劳动力和保护环境的思想相悖。因此，随着国家对装配式住宅的政策导向和优惠政策陆续出台，预制混凝土的生产应用是必然的趋势，但是现有的预制混凝土与现浇混凝土相比，预制混凝土的强度和耐久性相比较差，因此研究出能够增加预制装配式构件强度和耐久性的高强混凝土是非常迫切和有必要的。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提出了一种装配式构件高强混凝土的制备方法，本发明解决了现有的用于制造装配式构件的混凝土强度低、耐久性和长期性能差的技术问题。

本发明的技术方案为：一种装配式构件高强混凝土，每立方米混凝土中各原材料用量如下：矿渣：480～640kg，粗集料：852～969kg，细集料：771～876kg，碱组分：94～126kg，水：93～121kg，钢纤维：0～117kg，活性矿物材料：0～56kg，减水剂：6.8～9.0kg；所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。

进一步地，一种装配式构件高强混凝土，每立方米混凝土中各原材料用量如下：矿渣：520～600kg，粗集料：881～939kg，细集料：797～856kg，碱组分：102～118kg，水：100～114kg，钢纤维：39～117kg，活性矿物材料：14～42kg，减水剂：7.4～8.4kg；

进一步地，所述矿渣的比表面积为456m²/kg，矿渣的密度为2.91～2.92g/cm³。

进一步地，所述粗集料为石灰岩、石英岩或者玄武岩的一种，所述粗集料的最大粒径D_max＝10mm，且粗集料为5～10mm连续级配。

进一步地，所述细集料为中砂，中砂的细度模数为2.37。

进一步地，所述碱组分为水玻璃，其中水玻璃模数M＝1.25，水玻璃中氧化钠当量Na₂O％为4.0％。

进一步地，所述钢纤维为镀铜微钢纤维、冷拉端勾钢纤维和剪切波浪型钢纤维的一种。

进一步地，所述活性矿物材料为硅灰，且硅灰的比表面积为20000m²/kg。

本发明还提出了上述一种装配式构件高强混凝土的制备方法，包括如下步骤：首先将粗集料、细集料、矿渣和活性矿物材料加入到搅拌机中，进行搅拌60s，再用水将碱组分进行溶解，再将溶解有碱组分的水溶液加入到搅拌机中，继续搅拌60s，最后用孔径为10mm的试验筛将钢纤维筛入搅拌机中，搅拌120s后，完成装配式构件高强混凝土的制备。

本发明还提出了上述一种装配式构件高强混凝土的养护方法，包括如下步骤：制备好的混凝土试件带模预养24h后拆模，然后在80℃温度条件下蒸汽养护8h，最后将试件置入标准养护室养护7d。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

①本发明中采用矿渣代替了水泥作为胶凝材料，由于矿渣具有较高的潜在活性，在碱性激发剂的作用下水化反应生成具有水硬性的凝胶，具有早强快硬和高强度、良好的抗渗性、低水化热、良好的抗冻性、高抗侵蚀性、优良的护筋性及优越的负温硬化性能等一系列优良性能。

②本发明中采用水玻璃为碱组分，主要是水玻璃具有双重性，水玻璃可以看作NaOH与强烈水化的胶体二氧化硅两者的碱金属硅酸盐混合物，水玻璃作为碱组分可以引入大量的活性(SiO₄)^4-离子，这些离子能够迅速参与水化反应，增加C-S-H凝胶的数量和聚合度，所以使得混凝土的强度明显提高。

③本发明中添加有钢纤维，在混凝土中加入钢纤维能够明显提高混凝土强度，尤其是抗折强度，这样使得钢纤维能够阻碍装配式构件内部微裂纹的繁衍、扩展，显著提高混凝土的韧性和延展性。

④本发明中添加有硅灰作为混凝土中的活性矿物材料，由于硅灰的火山效应及微集料效应，使得硅灰提高了矿渣的抗压强度和抗折强度。