專(zhuān)利名稱(chēng)：一種抗高溫爆裂的高性能混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程中的建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高性能混凝土。
背景技術(shù)：
火災(zāi)高溫不僅會(huì)造成隧道襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的劣化，同時(shí)，也會(huì)對(duì)隧道襯砌混凝土造成巨大的損傷，如爆裂、剝落等，從而直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的安全性能降低甚至失效，造成生命和財(cái)產(chǎn)的巨大損失。爆裂是火災(zāi)高溫對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的主要損害形式爆裂一股發(fā)生在起火后的 20min,同時(shí)，受升溫速率、混凝土自身特性的影響，爆裂發(fā)生的溫度大致在250°C _420°C之間。爆裂是一個(gè)普遍現(xiàn)象，不論是普通混凝土還是高強(qiáng)、高性能混凝土都可能發(fā)生，特別是越密實(shí)的混凝土越容易發(fā)生爆裂。大量的試驗(yàn)研究表明，影響混凝土爆裂的主要因素為1) 升溫速率，升溫速率越快，越容易發(fā)生爆裂；幻混凝土的密實(shí)性，混凝土越密實(shí)，越容易發(fā)生爆裂；幻混凝土的含濕度，混凝土含水量越高，越容易發(fā)生爆裂；4)外加荷載的大小，外加荷載是影響爆裂的一個(gè)重要因素。工程實(shí)踐初步表明在混凝土中摻加一定量的合成纖維來(lái)阻止或者減少混凝土高溫爆裂機(jī)率。20世紀(jì)80年代以來(lái)，高性能混凝土(HPC)研究廣泛開(kāi)展，并越來(lái)越多地用于工程實(shí)際。但是，對(duì)于必須具有一定抗火要求的結(jié)構(gòu)，高性能混凝土的運(yùn)用卻受到嚴(yán)重限制。HPC 是一種低滲透性、低孔隙率、含水量小的脆性材料。HPC的耐火性能與普通混凝土(NC)相似，但由于低的滲透性，往往會(huì)發(fā)生爆裂.導(dǎo)致混凝土表面保護(hù)層的爆裂性破壞，使鋼筋暴露于火中，而且，可能導(dǎo)致混凝土橫截面顯著減小而降低混凝土的承載能力，從而使耐火時(shí)間大大縮短。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)良的工作性能和耐久性能且在高溫或火災(zāi)下不發(fā)生爆裂的新型混凝土，解決普通、高強(qiáng)或高性能混凝土抗爆裂性能差的問(wèn)題，其優(yōu)良的工作性能為施工提供了便利，良好的耐久性能提高了結(jié)構(gòu)的服役性能，提高了結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備，為火災(zāi)時(shí)及火災(zāi)后的救護(hù)工作提供了一定的安全保障。本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種抗高溫爆裂的高性能混凝土， 含有水泥、石灰石粉、水、骨料、高效聚羧酸減水劑、聚丙烯纖維。普通硅酸鹽水泥42. 5或者52. 5，摻量為300-600kg/m3 ；石灰石粉摻量為水泥用量的30% -50% (100-200kg/m3)； 高效聚羧酸減水劑摻量為水泥用量的1. 0% -1. 4% ；聚丙烯纖維摻量Hkg/m3，砂率值為 40% -50%，水的用量為150-200kg/m3，石灰石粗骨料用量為700_1200kg/m3。所述的聚丙烯纖維直徑為18 μ m,長(zhǎng)度為12mm，抗拉強(qiáng)度為365MPa，彈性模量為 3300MPa,比表面積為225m2/kg，熔點(diǎn)為160°C，汽化溫度為590°C，熱傳導(dǎo)系數(shù)為0. 15w/ m-k0所述的高效聚羧酸減水劑的基本性能為(根據(jù)生產(chǎn)廠家提供資料，以固體含量計(jì)摻量CX0. 2% )減水率彡12%，泌水比彡90%，含氣量彡3. 0%，28d收縮比彡1；35%。
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因?yàn)榫郾├w維的熔點(diǎn)一股在150°C左右，當(dāng)混凝土遭受高達(dá)聚丙烯纖維的熔點(diǎn)的溫度時(shí)，混凝土還處在自由水逸出階段，聚丙烯纖維熔化后的液體體積遠(yuǎn)小于固態(tài)所占空間，形成眾多小孔隙，并由于纖維的分散使混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，孔隙的連通性加強(qiáng)，為混凝土內(nèi)部水分的分解蒸發(fā)提供了有利的通道，緩解了混凝土內(nèi)部蒸汽壓力，從而使混凝土的抗爆裂性能明顯增強(qiáng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠在配筋密集結(jié)構(gòu)中進(jìn)行施工，達(dá)到良好的密實(shí)效果，施工時(shí)可以不用進(jìn)行振搗，無(wú)噪音污染，節(jié)省勞動(dòng)力，加快施工進(jìn)度；硬化后的混凝土力學(xué)性能優(yōu)良，抗壓強(qiáng)度達(dá)到50MPa以上，高溫后的剩余抗壓強(qiáng)度也可達(dá)到25MPa以上，改善高性能混凝土的高溫后的力學(xué)性能；受高溫或者火災(zāi)作用后，混凝土表面無(wú)爆裂，提高了結(jié)構(gòu)的整體安全儲(chǔ)備，為火災(zāi)下及火災(zāi)后結(jié)構(gòu)的殘余性能及救災(zāi)工作提供了一定的安全保障；在混凝土的配合比設(shè)計(jì)中，可以充分利用工業(yè)廢料，降低了成本，節(jié)省了能源。本發(fā)明的高溫抗爆裂纖維高性能混凝土，可以廣泛用于具有防火要求的隧道與地下工程、建筑物或橋梁中，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式下列實(shí)施例可以用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不意味著限制本發(fā)明。實(shí)施例1 抗高溫爆裂的高性能混凝土 HPCPF1-C30混凝土 HPCPF1-C30的配合比如表1所示，材料聚丙烯纖維和石灰石粉的參數(shù)見(jiàn)表 4和表5。表1抗高溫爆裂的高性能混凝土 HPCPF1-C30的配合比
權(quán)利要求
1.一種高性能混凝土，其特征在于包含的組分及其含量為水泥300-600kg/ m3 ；石灰石粉100-200kg/m3 ；聚丙烯纖維l_2kg/m3 ；水150-200kg/m3 ；石灰石粗骨料 700-1200kg/m3 ；高效聚羧酸減水劑摻量為水泥用量的1. 0% -1. 4%;砂率值為40% -50%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能混凝土，其特征在于所述的水泥選自水泥42.5或者 52. 5 ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能混凝土，其特征在于所述的聚丙烯纖維直徑為 18 μ m，長(zhǎng)度為12mm，抗拉強(qiáng)度為365MPa，彈性模量為3300MPa，比表面積為225m2/kg，熔點(diǎn)為160°C，汽化溫度為590°C，熱傳導(dǎo)系數(shù)為0. 15w/m · k。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能混凝土，其特征在于所述的高效聚羧酸減水劑的基本性能為減水率彡12%，泌水比彡90%，含氣量彡3. 0%，28d收縮比彡135%。
全文摘要
一種抗高溫爆裂的高性能混凝土，包含的組分及其含量為水泥300-600kg/m3；石灰石粉100-200kg/m3；聚丙烯纖維1-2kg/m3；水150-200kg/m3；石灰石粗骨料700-1200kg/m3；高效聚羧酸減水劑摻量為水泥用量的1.0％-1.4％；砂率值為40％-50％。該混凝土在高溫或火災(zāi)下不發(fā)生爆裂，從而解決普通、高強(qiáng)或高性能混凝土抗爆裂性能差的問(wèn)題，其優(yōu)良的工作性能為施工提供了便利，良好的耐久性能提高了結(jié)構(gòu)的服役性能，提高了結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備，為火災(zāi)時(shí)及火災(zāi)后的救護(hù)工作提供了一定的安全保障，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C04B28/00GK102408204SQ201010292258
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者盧麗敏, 李穎, 柳獻(xiàn), 袁勇, 陶津 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)