[发明专利]高工作性能的STC超高韧性混凝土及其生产方法

说明书

本发明公开了一种高工作性能的STC超高韧性混凝土的生产方法，生产原料配方包括如下质量份数比例的各组分：水泥700份，硅灰120～140份，矿物降粘剂200～250份，石英砂1035～1080份，钢纤维200～280份，减水剂8～11份，消泡剂1～1.5份，水160～190份；所述钢纤维由长度为12～14mm的平直光圆型镀铜微丝钢纤维，长度18～20mm的平直光圆型镀铜微丝钢纤维，长度12～14mm的平直扭转型钢纤维按照质量比11:5～8:1.5～4的比例组成。其优点是：本发明所得的超高韧性混凝土同时具备良好的工作性能与强度，当水胶比低于0.17时，坍落度扩展度仍然大于750mm，坍落扩展度2h损失小于20mm，抗压强度≥180MPa，抗弯拉强度≥30MPa，显著提高了拌合物浆体流动性和工作性能。

技术领域

本发明涉及一种混凝土生产技术，尤其是一种超高韧性混凝土技术领域。

背景技术

超高韧性混凝土(STC)是一种高抗压强度、高抗弯拉强度、高延性、高耐久性的纤维增强水泥基复合材料，克服了传统混凝土抗弯拉强度低、易于开裂、韧性差的缺点，满足了受力情况复杂、使用环境恶劣的建筑结构或构件对结构安全性、耐久性要求。

由于超高韧性混凝土的粉料用量较大，水胶比普遍控制在0.20以下，单位用水量极低，导致超高韧性混凝土的工作性能普遍较差。但很多应用场景除对超高韧性混凝土的力学性能外，对其工作性能也由极高要求，如钢筋密集区的浇筑、特殊预制构件的制备、裂缝修补等均需要超高韧性混凝土的拌合物浆体具备高流动性性能或较长的工作时间，普通的超高韧性混凝土，无法满足这些应用场景的需求。

发明内容

为使拌合物浆体具备高流动性性能或较长的工作时间，本发明提供了一种高工作性能的STC超高韧性混凝土及其生产方法。

本发明所采用的技术方案是：高工作性能的STC超高韧性混凝土的生产方法，其特征在于，生产原料配方包括如下质量份数比例的各组分：水泥700份，硅灰120～140份，矿物降粘剂200～250份，石英砂1035～1080份，钢纤维200～280份，减水剂8～11份，消泡剂1～1.5份，水160～190份；所述钢纤维由长度为12～14mm的平直光圆型镀铜微丝钢纤维，长度18～20mm的平直光圆型镀铜微丝钢纤维，长度12～14mm的平直扭转型钢纤维按照质量比11:5～8:1.5～4的比例组成。

作为本发明的进一步改进，所述石英砂由30～40目砂，40～70目砂，70～140目砂按照质量比11:6～8:1～3的比例组成。

作为本发明的进一步改进，所述减水剂由分散型聚羧酸减水粉剂和保坍型聚羧酸减水粉剂按照质量比13～17:1的比例组成；所述分散性聚羧酸减水剂的减水率≥40％，保坍型聚羧酸减水剂的减水率≥25％。

作为本发明的进一步改进，所述水泥为强度等级52.5以上的硅酸盐水泥或所述水泥为普通硅酸盐水泥，且中位颗粒粒径为14～18μm，比表面积为350～450m²/kg。采用52.5及以上强度等级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，保证了超高韧性混凝土的基本强度，同时平均粒径14～18μm，可与硅灰与矿物降粘剂形成紧密堆积，使超高韧性混凝土强度与工作性能优良。

作为本发明的进一步改进，所述硅灰为未加密硅灰，wadell球形度≥0.9，平均粒径≤0.5μm，无定形SiO₂含量≥97％，28d活性指数≥115％，需水量比≤110％。相较于加密硅灰，未加密硅灰需水量小，易于分散打开，避免在低水胶比下，由于硅灰需水量比高导致的超高韧性混凝土粉体加水后难以打开的问题。同时，所用硅灰颗粒粒径小于水泥与超细粉煤灰，可填充在水泥与超细粉煤灰颗粒间，发挥三次球填充作用。另无定形SiO₂是硅灰主要活性物质，控制该项指标≥97％，易于减少硅灰中惰性物质与其他杂质，有效控制了超高韧性混凝土的强度。