[发明专利]一种超高性能轻质混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超高性能轻质混凝土及其制备方法，该混凝土的生产原料包括以下质量百分比的组分：50～60％的胶凝材料，1～10％的细骨料，10～20％的轻骨料，0.1～4％的外加剂，2～11.5％的纤维，10～15％的水，所述轻骨料为真密度为100～1500kg/m³的漂珠，粒径为1～1000μm。本发明所得的超高性能轻质混凝土实现低容重的同时，可具备高抗压强度及抗弯拉强度，并且无需高温蒸养，采用常温养护即可，使得施工操作方便，适用于制备轻量化的预制构件以及其他需要降低自重的结构部位。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，涉及一种超高性能轻质混凝土及其制备方法。

背景技术

目前的建筑工程中，广泛应用在公路、铁路桥梁中的钢桥具有恒载自重小、抗震性能优异、施工快捷及可满足可持续发展要求等诸多优点，其中正交异性钢桥面板因其自重轻(约为普通混凝土桥面板的1/4)，极限承载力大等优点已成为国内外大、中跨径钢桥的首选桥面形式，正交异性钢桥面作为钢桥，尤其是大跨径钢桥建设的关键技术之一，长期以来受到国内、外学术界与工程界的高度重视和关注，但很多钢桥面服役后不久，就表现出两大类病害：一类是钢桥面板疲劳开裂(主要原因有钢桥面板刚度不足、钢板及焊缝应力幅过大、超载等)；另一类是钢桥面铺装病害(主要原因是铺装层材料自身抗弯拉、抗疲劳性能不足)。

针对上述两类病害，目前国内基于混凝土材料比较有效的技术解决方案主要有两种：第一种方案是将超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete，简称UHPC)用于钢桥面形成轻型桥面组合结构，此方案有效提高了桥面刚度，钢桥面应力降低超过60％，抗疲劳寿命延长10倍以上，彻底解决钢结构易出现疲劳开裂和钢桥面铺装易损坏两个问题。目前这种超高性能轻型组合桥面结构的技术规程GDJTG/T A01-2015已经在广东省率先颁布，并已被成功应用于肇庆马房大桥、天津海河大桥、佛山佛陈大桥、北京通惠河桥等工程，总施工面积已超10000m²。但该技术存在几个缺点：一是UHPC面层需采用高温蒸汽养护，施工较为复杂；二是采用的钢纤维掺量高达3.5％，UHPC价格较为昂贵；三是UHPC容重为2400-2500kg/m3，再加上密集配筋，UHPC铺装层自重过大。另一种方案是采用高韧性抗裂轻质高强混凝土代替现有铺装层材料，这种方案有效降低了桥梁自重，提高了桥梁承载力。然而其最主要的缺点在于材料抗拉强度不足，由于局部荷载效应显著,钢桥面水泥混凝土铺装层中的组合拉应力较高，仍存在开裂风险。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种超高性能轻质混凝土。

本发明的另一个目的是提供一种上述超高性能轻质混凝土的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种超高性能轻质混凝土，其生产原料包括以下质量百分比的组分：

所述轻骨料为真密度为100～1000kg/m³的漂珠，粒径为1～1000μm；漂珠的粒径优选为10～300μm。

所述胶凝材料包括质量百分比为60～80％的水泥、10～30％的矿粉和5～15％的硅灰，

所述水泥采用强度等级为42.5及以上P·I、P·II、P·0代号的硅酸盐水泥；

所述矿粉可采用S105级矿粉；

所述硅灰中SiO₂的质量百分数大于等于94％，所述硅灰的平均粒径为0.10～0.15μm，比表面积为20000～25000m²/kg。

所述细骨料为粒径小于等于0.3mm的细砂。

所述纤维为直型钢纤维，纤维直径为15～300μm，纤维长度为6～20mm。