[发明专利]一种高抗裂轻质高强自密实混凝土及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高抗裂轻质高强自密实混凝土及其制备方法，属于混凝土材料技术领域。本发明提供的高抗裂轻质高强自密实混凝土，除常规混凝土使用的水泥、水、轻砂、河砂、轻骨料、复合掺合料和功能型外加剂以外，添加了微珠、减缩剂和聚丙烯纤维，轻砂采用页岩陶砂，轻骨料采用赤泥陶粒，采用页岩陶砂与河砂重量比10:9的比例进行混合，复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成。本发明提供的混凝土容重相比同强度等级混凝土降低40％～50％，干燥收缩值仅为同强度等级混凝土的80％左右。

技术领域

本发明涉及混凝土材料技术领域，尤其涉及一种高抗裂轻质高强自密实混凝土及其制备方法。

背景技术

通常，容重为低于1500kg/m³、强度等级为C60-C80的混凝土称为轻质高强混凝土。

目前随着装配式建筑、大跨径结构等新型建筑结构和构件的兴起，预制结构的轻量化成为工业化建筑安装和快速施工等的必然要求而实现混凝土的自密实，有效避免了施工现场的不规则振捣导致的混凝土离析。随着建筑工业化的快速发展和世界对建筑节能的要求，轻质和自密实成为水泥基材料发展的必然趋势。

对于混凝土结构的轻型化，就普通混凝土而言，目前主要存在两个技术路线，一是高强、高韧性材料，如UHPC等，通过材料的高强高韧性提高结构的承载力，进而减小构件的截面尺寸，降低构件质量；二是制备具有一定强度等级(一般在结构混凝土的范畴内，即混凝土强度等级C20)、低容重(一般容重1800kg/m³)，即在结构承载力无明显降低的情况下，通过降低材料容重，减轻结构重量。

目前在装配式建筑的预制外墙板、楼板等，以及大跨径桥梁结构的桥面铺装材料均在探索使用轻质高强混凝土的必要性，其优势在于：

1.保证承载力不降低的情况下，有效减少构件重量40％以上，克服了结构由于自重过大而引起的挠度过大、沉降过大的问题；

2.解决了构件现场吊装、安装受制于机械吨位等问题，确保了结构安全，提高了运输安装效率，同时降低了工程造价；

3.材料本身的导热系数仅为普通混凝土的70％，节能保温效果非常显著，对于北方地区有75％以上节能要求的墙体，以及南方地区有很高隔热要求的墙体，都是非常适用的建筑材料；

4.高强高延性可以提高墙体与建构筑物的抗震性能，同时在确保承载力的条件下减少截面尺寸，进一步降低容重；

5.混凝土在制备的过程中可以大量采用铁尾矿渣、粉煤灰等固体废弃物(一般可30％-50％替代水泥熟料)，混凝土生产成本可降低10％，经济和社会效益显著。

目前常用的轻质混凝土主要是容重1800～1950kg/m³的轻骨料混凝土和容重300～550kg/m³的泡沫混凝土，但是就预制构件而言，轻骨料混凝土的容重虽然较普通混凝土降低30％，但对于预制构件的生产，特别是最新型的整体外墙板和整体式管廊，由于自身体积庞大，轻骨料混凝土的容重仍然偏大，目前传统的吊装和运输机械仍然不能满足要求；对于后者，由于自身的强度过低，工程建设中一般用于充填材料，而非结构材料。

现有技术至少存在以下不足：

1.轻骨料混凝土的容重仍然偏大，目前传统的吊装和运输机械仍然不能满足要求，无法用于预制构件的生产，特别是最新型的整体外墙板和整体式管廊。

2.容重低的泡沫混凝土由于自身的强度过低，工程建设中一般用于充填材料，而非结构材料。

发明内容