[发明专利]一种生态型抗冲击超高性能混凝土及其应用

说明书

本发明公开了一种生态型抗冲击超高性能混凝土及其应用，按重量计，每立方米生态型抗冲击超高性能混凝土包括如下组分：水泥700～800kg，硅灰140～150kg，石粉200kg，细集料850～950kg，聚羧酸高效减水剂30～40kg，钢纤维78～195kg，水200～220kg；细集料由体积比为1:3.5～5的陶砂和河砂组成，陶砂的粒径≥0.6mm。本发明利用陶砂的多孔结构在受到冲击力时会产生微变形、对冲击能量具有一定的吸收作用，将细集料中的一部分河砂替换成生态型多孔陶砂，制备成对冲击力具有缓冲作用的超高性能混凝土，该超高性能混凝土具有较高的抗冲击性能以及韧性。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，尤其涉及到一种生态型抗冲击超高性能混凝土及其应用。

背景技术

超高性能混凝土(Ultra-HighPerformance Concrete)具有超高强度、高韧性和较好的耐久性等优异的特点。目前，已有不少学者针对不同组分对混凝土抗冲击性能的影响进行了一定的研究，包括不同掺量的钢纤维、混掺纤维和不同粗骨料对混凝土抗冲击性能的影响，并得到了相关的研究结果。例如，有人研究了不同钢纤维对混凝土抗冲击性能的影响，结果表明长直纤维的作用效果优于端钩纤维，钢纤维优于有机纤维，同时粗骨料的种类也会对混凝土抗冲击性能产生正负影响。然而，超高性能混凝土内不含粗骨料，通过钢纤维提高抗冲击性能的方式需在混凝土内添加大量钢纤维，会提高成本以及超高性能混凝土的容重。

发明内容

本发明发现具有多孔结构物质在受到作用力时会有一定的变形，因而利用多孔的陶砂替代部分天然河砂，利用多孔结构变形能吸收冲击能量的性质提高超高性能混凝土的韧性以对冲击力的缓冲作用，据此，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种生态型抗冲击超高性能混凝土，按重量计，每立方米包括如下组分：水泥700～800kg，硅灰140～150kg，石粉200kg，细集料850～950kg，聚羧酸高效减水剂30～40kg，钢纤维78～195kg，水200～220kg；细集料由体积比为1:3.5～5的陶砂和河砂组成，陶砂的粒径≥0.6mm。

以上技术方案利用陶砂的多孔结构在受到冲击力时会产生微变形、对冲击能量具有一定的吸收作用，将细集料中的一部分河砂替换成生态型多孔陶砂，制备成对冲击力具有缓冲作用的超高性能混凝土，该超高性能混凝土具有较高的抗冲击性能以及韧性。陶砂在细集料和超高性能混凝土中必须具有一定的占比，才能吸收一定的冲击能量，达到提高超高性能混凝土抗冲击性能的目的。陶砂的粒径不宜过小，一方面是因为陶砂粒径越小、吸水率越高、筒压强度也越低；另一方面陶砂粒径越小，受到作用力时变形量越小，缓冲作用就小，无法实现提高超高性能混凝土抗冲击性能的目的。

优选地，细集料的粒径≤1.25mm，将细集料的粒径控制为≤1.25mm，有助于减少混凝土内部宏观缺陷，提高超高性能混凝土的密实度，进而提高超高性能混凝土的抗压强度；

优选地，粒径＜0.6mm的部分与粒径为0.6-1.25mm的部分体积比为3.5～5:1，重量比为4～6:1。对细集料级配进行限定，砂的级配良好不仅可以节约水泥，而且混凝土拌合物和易性较好，还可提高混凝土密实度和强度。

在上述技术方案的基础上，用陶砂取代等体积的河砂，粒径为0.6-1.25mm的细集料中，陶砂所占体积比为75％～100％。更进一步地，细集料由体积比为1:3.5～4的陶砂和河砂组成，既能提高抗冲击性能，又能降低超高性能混凝土容重。

优选地，陶砂是密度为700～800kg/m³、筒压强度不低于4.0MPa、吸水率小于10％的黏土陶砂、页岩陶砂或煤矸石陶砂。