[发明专利]高纤维分散度和取向度的超高性能混凝土及其制备方法

说明书

高纤维分散度和取向度的超高性能混凝土及其制备方法，所述高纤维分散度和取向度的超高性能混凝土的原材料组成为：水泥、硅灰、细骨料、聚羧酸盐减水剂、纤维和水；所述水泥、硅灰和聚羧酸盐减水剂的质量份数比为75~95∶5~25∶3~5；所述纤维在超高性能混凝土中的体积掺量为1~5%；水的质量为水泥、硅灰和细骨料的质量之和的0.05~0.10倍；超高性能混凝土的原材料拌合后，坍落扩展度为260~280 mm。本发明还包括所述高纤维分散度和取向度的超高性能混凝土的制备方法。本发明的超高性能混凝土力学性能好，制备方法简单；所用原料易得且价格相对低廉。

技术领域

本发明涉及一种超高性能混凝土及其制备方法，具体涉及一种掺入纤维的超高性能混凝土及其制备方法。

背景技术

基础设施建设延伸至深远海、高盐碱、高温极寒等地域，对混凝土材料提出了“更快(施工进度)、更高(高度长度)、更强(强度韧性)、更久(耐久性)”的需求。超高性能混凝土(UHPC)是目前为止满足这些需求的最理想材料，在桥梁工程、抗爆结构、薄壁结构、建筑装饰、海洋工程、修复和加固工程等领域具有广泛的应用前景。

由于超高性能混凝土的水胶比极低，水泥和硅灰等较细颗粒掺量大，高效减水剂用量高且吸附量低间隙液粘度高，使得新拌超高性能混凝土粘度大，搅拌及泵送阻力大，且在浇筑成型过程中易成团并引入气泡，损害力学性能。为了保证超高性能混凝土优异的力学性能，首先要求新拌超高性能混凝土具有良好的稳定性和适宜的塑性粘度。目前，降粘型外加剂主要采用高分子聚合物粘度改善剂，如纤维素醚衍生物、阴离子聚丙烯酰胺等。通过控制新拌混凝土中的水分迁移，降低混凝土的离析，提高保水性，改善颗粒絮凝，提高屈服应力和塑性粘度。然而，减水剂和粘度改性剂同时使用对新拌水泥基材料流变参数具有正反抵消作用，且两者可能存在化学不兼容性问题。同时，这些材料受限于狭小空间，在复杂微环境下作用下，改变原材料组成和制备工艺参数将导致试验结果离散性大。

目前，关于高强与超高性能混凝土的降粘技术已有相关专利，如CN103145360A公开了一种超高性能混凝土粘度调节剂，从粉体颗粒粒径和胶凝材料级配角度考虑其对混凝土的降粘效果；CN103613348A公开了一种低粘度、易泵送的强度达120MPa的超高强混凝土，解决了混凝土泵送过程中的粘度大等问题；CN110451885A公开了一种基于材料粒度匹配的高强超高泵送混凝土降粘调控方法，显著提高混凝土的可泵送性和稳定性。然而，以上技术方案仅从混凝土的泵送性能、新拌性能的角度予以考虑，对超高性能混凝土中纤维分布情况无明显改善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种高纤维分散度和取向度的超高性能混凝土及其制备方法，所得超高性能混凝土的纤维分散度和取向度高，制备方法简单易实施。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：高纤维分散度和取向度的超高性能混凝土，原材料组成为：水泥、硅灰、细骨料、聚羧酸盐减水剂、纤维和水；所述水泥、硅灰和聚羧酸盐减水剂的质量份数比为75～95∶5～25∶3～5；所述纤维在超高性能混凝土中的体积掺量为1～5％；水的质量为水泥、硅灰和细骨料的质量之和的0.05～0.10倍；超高性能混凝土的原材料拌合后，坍落扩展度为260～280mm。

优选地，所述水泥、硅灰和聚羧酸盐减水剂的质量份数比为80～90∶10～20∶3～5。

优选地，所述纤维在超高性能混凝土中的体积掺量为2～3％。

优选地，水的质量为水泥、硅灰和细骨料的质量之和的0.06～0.08倍。

优选地，所述水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

优选地，所述硅灰的比表面积为10000m²/kg以上。

优选地，所述细骨料的质量为水泥和硅灰质量之和的0.9～1.1倍。