[发明专利]一种用于制备低收缩超高性能混凝土的专用复合胶凝材料

说明书

本发明涉及一种用于制备低收缩超高性能混凝土的专用复合胶凝材料，由如下重量份原料干混均匀得到：硅酸盐水泥熟料粉75～85份；膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料粉10～20份；硬石膏粉5～10份。膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料的配料参数为：碱度系数Cm值为1.4～1.6，fCaO为5～8％，fSO₃为7～10％；重量百分比的矿物组成：C₂S为40～50％，C₄A₃S为25～35％，C₁₂A₇为4～5％，CaSO₄为10～15％，fCaO为4～8％，C₄AF为1～2％。本发明专用复合胶凝材料，净浆3d自收缩值350‑380ppm，各龄期抗压强度提高了2‑4Mpa；既可降低UHPC收缩值，还可提高其强度和稳定性。

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，特别是涉及一种用于制备低收缩超高性能混凝土的专用复合胶凝材料。

背景技术

超高性能混凝土(简称UHPC)，是近年来混凝土材料领域最具创新性的技术。具有超高强度(120MPa以上)、高抗腐蚀及耐久性，可减小结构尺寸、减轻结构自重、节约空间、降低能耗、降低结构维修费和重建费等优点。目前，UHPC在建筑装饰与结构一体化、大跨度桥梁结构、装配式建筑构件的湿接缝连接、抗冲磨水利工程、海上采油平台工程，以及一些重大工程的维修加固和修补中得到了应用，体现了突出的性能优势。

UHPC因其胶凝材料用量大、水胶比低，通常还会掺入硅灰这种超细掺合料，使得其收缩，特别是早期收缩较大。UHPC的早期收缩开裂比一般混凝土更加严重，导致构件早期应力集中，从而在后期容易产生裂缝，还会导致一些轻薄构件下弯曲变形，影响UHPC产品的正常使用。UHPC收缩大的缺点极大地制约了UHPC的发展应用。因此，减小UHPC的收缩，特别是早期收缩，具有非常重要的意义。

在降低HUPC收缩的现有技术中，中国专利公开号CN109369118A，公开了一种采用高吸水树脂(SAP)外加剂，改善UHPC内部材料的吸水和保水功能，增强内养护条件有效抑制混凝土自收缩的低收缩UHPC制备方法，着重强调了高吸水树脂的添加方式和均匀分散的重要性。中国专利公开号CN109721306A，公开了一种在粉体材料中采用重钙粉作为掺合料，代替硅灰降低UHPC体系自收缩值的制备方法，同时采用玻璃微珠能够有效提升UHPC组合物的流动性，实现自流平。中国专利公开号CN110407529A，公开了一种采用硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂对胶凝材料收缩进行膨胀补偿的低收缩UHPC制备技术。

上述有关降低UHPC材料的技术手段，主要通过内养护化学外加剂(SAP)的添加、矿物类膨胀剂的使用、或者矿物掺合料品种的改变等方面来进行改进和优化，然而最主要的胶凝材料都使用硅酸盐水泥，没有任何变化。使得这些现有的技术手段各自都还存在一定问题，比如使用内养护化学外加剂(SAP)会显著降低UHPC的抗压强度，使用硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂会造成UHPC材料体积的稳定性变差，且也会降低强度。

发明内容

本发明针对现有降低UHPC收缩的制备技术及存在的问题，提供了一种用于制备低收缩超高性能混凝土的专用复合胶凝材料。专用复合胶凝材料即可降低UHPC收缩值，还可提高其强度和稳定性，UHPC材料要使用大量的水泥和胶凝材料，水泥和胶凝材料的收缩性能、凝结硬化特性以及强度发展规律，对UHPC的性能起决定作用。通过对水泥和胶凝材料性能的优化改进，制成一种具有收缩低和强度高性能特点的UHPC专用复合胶凝材料，显著降低其收缩性能和与矿物掺合料的适应性，使得既可直接降低UHPC的收缩性，还可以通过减小UHPC中硅灰等超细掺合料的用量间接降低收缩值，简化UHPC制备过程，促进UHPC制备成本的降低。

本发明是这样实现的，一种用于制备低收缩超高性能混凝土的专用复合胶凝材料，由如下重量份的原料干混均匀得到：硅酸盐水泥熟料粉75～85份；膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料粉10～20份；硬石膏粉5～10份。