一种C70高强度树脂混凝土及其制备方法、应用与流程

一种c70高强度树脂混凝土及其制备方法、应用
技术领域
1.本技术涉及高强混凝土技术领域，更具体地说，它涉及一种c70高强度树脂混凝土及其制备方法、应用。


背景技术：

2.高性能混凝土是近年来混凝土技术发展的重要方向，技术人员通过对混凝土的原料选择、配比设计来提升混凝土的物理力学性能、耐久度、工作性和结构性能。采用优质的材料配制、严格的生产工艺制作出便于浇捣、不离析、力学性能稳定、早期强度高、具有韧性的混凝土，特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。
3.申请公布号为cn109467352a的中国申请文件公开了一种c70高强度自密实混凝土配方及其制备方法，所述混凝土配方按重量计，配制每立方米混凝土包括以下重量原料：水泥390-400kg、微硅粉40-50kg、水150-160kg、砂805-815kg、青石910-920kg、矿粉130-135kg和复合减水剂18-19kg，具有强度高、流动性好等性能。
4.针对上述的c70高强度混凝土，发明人认为以较低的水灰比同时加入大量微硅粉、矿粉等活性矿物细掺合料后，大大增强了化学减缩，在水泥水化初期，会产生较高含量的凝胶孔的孔隙结构，从而导致自干燥并引起较为严重的自收缩，导致抗收缩开裂性能差。


技术实现要素：

5.为了改善混凝土自收缩而导致的抗抗裂性能差的情况，本技术提供一种c70高强度树脂混凝土及其制备方法、应用。
6.第一方面，本技术提供一种c70高强度树脂混凝土，采用如下的技术方案：一种c70高强度树脂混凝土，主要由如下重量份数的原料制成：水泥300-350份、轻质集料80-120份、粗集料400-500份、砂200-260份、微硅粉40-60份、石英粉50-70份、粉煤灰30-50份、树脂30-50份、纤维12-18份、可溶性淀粉3-5份、减水剂9-15份、水120-180份；所述轻质集料为膨润土、高岭土、巩义土、陶粒中的至少一种。
7.通过采用上述技术方案，原料中加入较多的轻质集料、微硅粉、石英粉、粉煤灰等活性物料，并采用较低的水胶比制得的胶凝材料，其中的高岭土、膨润土、巩义土和陶粒与活性物料大大提升了混凝土的力学性能。并且，树脂复配这些活性物料和多孔类轻质集料来提升吸附性能，对胶凝材料中的水分起到导引作用，降低胶凝材料内部产生的不均匀干燥和供水不足，提高胶凝材料内部的相对湿度，减少毛细管压力，大大减少内部自收缩而产生的微裂隙，提升了混凝土的抗开裂性能。
8.优选的，所述轻质集料由膨润土、高岭土、巩义土、陶粒按质量比(35-50):(12-20):(15-22):(6-9)组成。
9.通过采用上述技术方案，调整和优化轻质集料的组成配比，进一步提升轻质集料的吸附性，降低胶凝材料内部含水量不均匀情况的几率，减少了混凝土的内部自收缩量。
10.优选的，所述纤维为玄武岩纤维、聚丙烯纤维、钢纤维中的至少两种。
11.通过采用上述技术方案，在胶凝材料的水化反应过程中，纤维能够及时的将内部收缩产生的应力分散开，增强胶凝材料的界面结合力，进一步提升混凝土的抗开裂性能。
12.优选的，所述水泥与轻质集料的质量比为(3.2-3.75):1。
13.通过采用上述技术方案，优化和调整水泥和轻质集料的组成配比，改善胶凝材料的致密性，减少因自收缩在混凝土内部产生的裂隙数量和扩展度。
14.优选的，所述原料中还包括有(12-20)重量份数的抗收缩剂，所述抗收缩剂由有机酸钙盐、海藻酸钠按质量比(5-10):(1.2-3)组成。
15.优选的，所述有机酸钙盐为丁酸钙、甲酸钙、柠檬酸钙中的至少一种。
16.进一步优选的，所述有机酸钙盐由丁酸钙、柠檬酸钙按质量比(15-22):(6-9)组成通过采用上述技术方案，有机酸钙盐与海藻酸钠在胶凝材料的界面结合处发生交联作用，起到很好的包埋、包覆效果，一方面锁住胶凝材料的内部水分，保证胶凝材料水化反应和固化干燥过程中的相对湿度；另一方面还可以解离出钙离子，残余到混凝土的水化反应中，减少cft晶相的产生，不易在水化初期生产较多的凝胶孔隙结构，大大降低了混凝土内部出现收缩、开裂的几率。
17.第二方面，本技术提供一种c70高强度树脂混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种c70高强度树脂混凝土的制备方法，包括如下步骤：s1：将配方量的轻质集料、粗集料、砂、微硅粉、石英粉、粉煤灰、纤维混合均匀制得混合料；s2：将水泥、树脂、可溶性淀粉、减水剂、水加入混合料中混合均匀制得胶凝材料；s3：对胶凝材料进行养护后即得。
18.通过采用上述技术方案，先将轻质集料、粗集料、砂、其他活性材料混合均匀，然后再加入水泥、树脂等外加剂，使得物料充分混合均匀，提高胶凝材料的分散均匀性，保证产品质量稳定。
19.优选的，所述养护是将胶凝材料在相对湿度为80
±
5％的条件下进行养护。
20.通过采用上述技术方案，在较高的相对湿度环境下进行养护，减少胶凝材料水化反应过程中内外部的湿度差，降低混凝土内部的自收缩量。
21.优选的，所述养护的温度条件是混凝土与外界环境的温度差小于25℃。
22.通过采用上述技术方案，根据胶凝材料水化反应过程中的反应热来调整内外温差的大小，约束和限制混凝土内部的收缩应变力，进一步减少混凝土内部的化学收缩、自收缩和毛细干燥收缩，提升混凝土的抗开裂性能。并且，选用合适的温度差进行固化，进一步减少混凝土内部产生的拉、压、收缩应力，增强混凝土的抗开裂性能。
23.第三方面，本技术提供一种c70高强度树脂混凝土的应用，采用如下的技术方案：一种c70高强度树脂混凝土的应用，将上述的c70高强度树脂混凝土应用于道路桥梁、超大建筑、大跨建筑、水利建筑的施工。
24.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、由于本技术采用轻质集料、微硅粉、石英粉、粉煤灰等活性掺合料复配使用，提升胶凝材料的吸附性和界面保水性，减少了水化反应和固化过程中产生的自收缩，抗开裂性能较好。
25.2、本技术中优选采用抗收缩剂参与水化反应，协助轻质集料提升胶凝材料的界面保水性，大大提升了混凝土的抗开裂性能。
26.3、采用本技术的制备方法制得的c70高强度树脂混凝土具有较高的强度和抗开裂性能，可以被用于道路桥梁、超大建筑、大跨建筑、水利建筑的施工使用。
具体实施方式
27.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
28.本技术实施例及对比例的原料除特殊说明以外均为普通市售。
29.本技术实施例的混凝土养护工艺可以根据施工类型进行调整，在进行户外建筑施工时，可以采用普通混凝土的养护方法，养护是将胶凝材料在相对湿度为80
±
5％的条件下进行养护，养护的温度条件是混凝土与外界环境的温度差小于25℃。
30.优选的，本技术实施例的混凝土养护工艺采用湿热养护工艺。湿热养护的温度条件采用梯度温度控制，依次包括高温区、降温区和低温区，高温区的温度区间为55-65℃，降温区的温度区间为65-35℃，低温区的温度区间为35-30℃。进一步优选的，降温区的温度降低梯度为5-10℃/h。实施例
31.实施例1本实施例的c70高强度树脂混凝土，由如下重量的原料制成：水泥300kg、轻质集料80kg、粗集料400kg、砂200kg、微硅粉40kg、石英粉50kg、粉煤灰30kg、树脂30kg、纤维12kg、可溶性淀粉3kg、减水剂9kg、水120kg。
32.其中，轻质集料为膨润土、高岭土按质量比2:1组成。水泥为普通硅酸盐水泥，标号42.5。粗集料为16-20mm连续级配。微硅粉的比表面积为2000cm2/g。石英粉的比表面积为1600cm2/g粉煤灰为一级粉煤灰。树脂为环氧树脂618。纤维为聚丙烯纤维，平均长度20mm。减水剂为聚羧酸高效减水剂。
33.本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法，包括如下的步骤：s1：将配方量的轻质集料、粗集料、砂、微硅粉、石英粉、粉煤灰、纤维加入搅拌机内，以200rpm的搅拌速度混合均匀制得混合料；s2：将水泥、树脂、可溶性淀粉、减水剂、水加入混合料中以350rpm的搅拌速度混合均匀制得胶凝材料；s3：对胶凝材料装模后，在温度50
±
3℃,相对湿度60
±
5％的条件下进行湿热养护，养护24h后即得。
34.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用，可以用于高标准道路、桥梁建设，水坝、防汛堤、沿海防浪堤等水利设施建设，以及超高层建筑、塔制建筑、超大建筑和大跨度建筑的施工建造，具有强度高、抗开裂的性能。
35.实施例2本实施例的c70高强度树脂混凝土，由如下重量的原料制成：水泥350kg、轻质集料120kg、粗集料500kg、砂260kg、微硅粉60kg、石英粉70kg、粉煤灰50kg、树脂50kg、纤维18kg、可溶性淀粉5kg、减水剂15kg、水180kg。
36.其中，轻质集料为膨润土、陶粒按质量比2:1组成。水泥为普通硅酸盐水泥，标号
42.5。粗集料为16-20mm连续级配。微硅粉的比表面积为2000cm2/g。石英粉的比表面积为1600cm2/g粉煤灰为一级粉煤灰。树脂为环氧树脂618。纤维为聚丙烯纤维，平均长度20mm。减水剂为聚羧酸高效减水剂。
37.本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法，包括如下的步骤：s1：将配方量的轻质集料、粗集料、砂、微硅粉、石英粉、粉煤灰、纤维加入搅拌机内，以150rpm的搅拌速度混合均匀制得混合料；s2：将水泥、树脂、可溶性淀粉、减水剂、水加入混合料中以250rpm的搅拌速度混合均匀制得胶凝材料；s3：对胶凝材料装模后，在温度50
±
3℃,相对湿度60
±
5％的条件下进行湿热养护，养护24h后即得。
38.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用，可以用于高标准道路、桥梁建设，水坝、防汛堤、沿海防浪堤等水利设施建设，以及超高层建筑、塔制建筑、超大建筑和大跨度建筑的施工建造，具有强度高、抗开裂的性能。
39.实施例3本实施例的c70高强度树脂混凝土，由如下重量的原料制成：水泥320kg、轻质集料100kg、粗集料460kg、砂230kg、微硅粉50kg、石英粉65kg、粉煤灰45kg、树脂35kg、纤维15kg、可溶性淀粉4.5kg、减水剂12kg、水150kg。
40.其中，轻质集料为高岭土、陶粒按质量比2:1组成。水泥为普通硅酸盐水泥，标号42.5。粗集料为16-20mm连续级配。微硅粉的比表面积为2000cm2/g。石英粉的比表面积为1600cm2/g粉煤灰为一级粉煤灰。树脂为环氧树脂618。纤维为聚丙烯纤维，平均长度20mm。减水剂为聚羧酸高效减水剂。
41.本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法，包括如下的步骤：s1：将配方量的轻质集料、粗集料、砂、微硅粉、石英粉、粉煤灰、纤维加入搅拌机内，以180rpm的搅拌速度混合均匀制得混合料；s2：将水泥、树脂、可溶性淀粉、减水剂、水加入混合料中以300rpm的搅拌速度混合均匀制得胶凝材料；s3：对胶凝材料装模后，在温度50
±
3℃,相对湿度60
±
5％的条件下进行湿热养护，养护24h后即得。
42.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用，可以用于高标准道路、桥梁建设，水坝、防汛堤、沿海防浪堤等水利设施建设，以及超高层建筑、塔制建筑、超大建筑和大跨度建筑的施工建造，具有强度高、抗开裂的性能。
43.实施例4本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例3的不同之处在于：原料中由膨润土、高岭土、巩义土、陶粒按质量比35:12:15:6组成，其余的与实施例3中相同。
44.本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例3相同。
45.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例3相同。
46.实施例5本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例3的不同之处在于：原料中由膨润土、高岭土、巩义土、陶粒按质量比46:17:20:7.5组成，其余的与实施例3中相同。
47.本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例3相同。
48.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例3相同。
49.实施例6本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例3的不同之处在于：原料中由膨润土、高岭土、巩义土、陶粒按质量比50:20:22:9组成，其余的与实施例3中相同。
50.本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例3相同。
51.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例3相同。
52.实施例7本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例5的不同之处在于：原料中纤维为玄武岩纤维、钢纤维按质量比1.5:1组成，其余的与实施例5中相同。
53.本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例5相同。
54.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例5相同。
55.实施例8本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例5的不同之处在于：原料中纤维为玄武岩纤维、聚丙烯纤维按质量比1.5:1组成，其余的与实施例5中相同。
56.本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例5相同。
57.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例5相同。
58.实施例9本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例8的不同之处在于：本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法中，步骤s3中，相对湿度为80
±
5％，其余的与实施例8相同。
59.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例8相同。
60.实施例10本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例9的不同之处在于：本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法中，步骤s3中，采用梯度温度控制，依次包括高温区、降温区和低温区；先在高温区养护1h，然后在降温区养护4h，最后在低温区养护19h，其余的与实施例9相同。
61.其中，控制高温区的温度为55℃，降温区的温度区间为55-35℃，低温区的温度区间为35℃。降温区的温度降低梯度为5℃/h。
62.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例9相同。
63.实施例11本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例9的不同之处在于：本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法中，步骤s3中，采用梯度温度控制，依次包括高温区、降温区和低温区；先在高温区养护1h，然后在降温区养护3h，最后在低温区养护16h，其余的与实施例9相同。
64.其中，控制高温区的温度为65℃，降温区的温度区间为65-35℃，低温区的温度区间为35℃。降温区的温度降低梯度为10℃/h。
65.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例9相同。
66.实施例12本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例9的不同之处在于：本实施例的c70高
强度树脂混凝土的制备方法中，步骤s3中，采用梯度温度控制，依次包括高温区、降温区和低温区；先在高温区养护1h，然后在降温区养护5h，最后在低温区养护16h，其余的与实施例9相同。
67.其中，控制高温区的温度为65℃，降温区的温度区间为65-35℃，低温区的温度区间为35℃。降温区的温度降低梯度为6℃/h。
68.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例9相同。
69.实施例13本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例12的不同之处在于：原料中还包括有12kg的抗收缩剂，抗收缩剂由有机酸钙盐、海藻酸钠按质量比5:1.2组成，其余的与实施例12中相同。
70.其中，有机酸钙盐为丁酸钙。
71.本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例12的不同之处在于，步骤s2中，是将水泥、树脂、可溶性淀粉、减水剂、抗收缩剂、水加入混合料中以300rpm的搅拌速度混合均匀制得胶凝材料，其余的与实施例12相同。
72.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例12相同。
73.实施例14本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例12的不同之处在于：原料中还包括有12kg的抗收缩剂，抗收缩剂由有机酸钙盐、海藻酸钠按质量比10:3组成，其余的与实施例12中相同。
74.其中，有机酸钙盐为丁酸钙。
75.本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例12的不同之处在于，步骤s2中，是将水泥、树脂、可溶性淀粉、减水剂、抗收缩剂、水加入混合料中以300rpm的搅拌速度混合均匀制得胶凝材料，其余的与实施例12相同。
76.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例12相同。
77.实施例15本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例12的不同之处在于：原料中还包括有12kg的抗收缩剂，抗收缩剂由有机酸钙盐、海藻酸钠按质量比10:3组成，其余的与实施例12中相同。
78.其中，有机酸钙盐由丁酸钙、甲酸钙按质量比3:1组成。
79.本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例12的不同之处在于，步骤s2中，是将水泥、树脂、可溶性淀粉、减水剂、抗收缩剂、水加入混合料中以300rpm的搅拌速度混合均匀制得胶凝材料，其余的与实施例12相同。
80.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例12相同。
81.实施例16本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例15的不同之处在于：有机酸钙盐由丁酸钙、柠檬酸钙按质量比15:6组成，其余的与实施例15相同。
82.本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例15相同。
83.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例15相同。
84.实施例17
本实施例的c70高强度树脂混凝土与实施例15的不同之处在于：有机酸钙盐由丁酸钙、柠檬酸钙按质量比22:9组成，其余的与实施例15相同。
85.本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例15相同。
86.本实施例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例15相同。
87.对比例对比例1本对比例的c70高强度树脂混凝土，由如下重量的原料制成：水泥300kg、粗集料480kg、砂200kg、微硅粉40kg、石英粉50kg、粉煤灰30kg、树脂30kg、纤维12kg、可溶性淀粉3kg、减水剂9kg、水120kg。
88.本对比例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例1相同。
89.本对比例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例1相同。
90.对比例2本对比例的c70高强度树脂混凝土与实施例3的不同之处在于：原料中由膨润土、高岭土、巩义土、陶粒按质量比15:32:7:5.5组成，其余的与实施例3中相同。
91.本对比例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例3相同。
92.本对比例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例3相同。
93.对比例3本对比例的c70高强度树脂混凝土与实施例9的不同之处在于：本实施例的c70高强度树脂混凝土的制备方法中，步骤s3中，采用梯度温度控制，依次包括高温区、降温区和低温区；先在高温区养护1h，然后在降温区养护8h，最后在低温区养护15h，其余的与实施例9相同。
94.其中，控制高温区的温度为65℃，降温区的温度区间为65-35℃，低温区的温度区间为35℃。降温区的温度降低梯度为3.75℃/h。
95.本对比例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例9相同。
96.对比例4本对比例的c70高强度树脂混凝土与实施例12的不同之处在于：原料中还包括有12kg的有机酸钙盐，其余的与实施例12中相同。
97.其中，有机酸钙盐为丁酸钙。
98.本对比例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例12的不同之处在于，步骤s2中，是将水泥、树脂、可溶性淀粉、减水剂、丁酸钙、水加入混合料中以300rpm的搅拌速度混合均匀制得胶凝材料，其余的与实施例12相同。
99.本对比例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例12相同。
100.对比例5本对比例的c70高强度树脂混凝土与实施例12的不同之处在于：原料中还包括有12kg的海藻酸钠，其余的与实施例12中相同。
101.本对比例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例12的不同之处在于，步骤s2中，是将水泥、树脂、可溶性淀粉、减水剂、海藻酸钠、水加入混合料中以300rpm的搅拌速度混合均匀制得胶凝材料，其余的与实施例12相同。
102.本对比例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例12相同。
103.对比例6本对比例的c70高强度树脂混凝土与实施例12的不同之处在于：原料中还包括有12kg的抗收缩剂，抗收缩剂由氯化钙、海藻酸钠按质量比5:1.2组成，其余的与实施例12中相同。
104.本对比例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例12的不同之处在于，步骤s2中，是将水泥、树脂、可溶性淀粉、减水剂、抗收缩剂、水加入混合料中以300rpm的搅拌速度混合均匀制得胶凝材料，其余的与实施例12相同。
105.本对比例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例12相同。
106.对比例7本对比例的c70高强度树脂混凝土与实施例12的不同之处在于：原料中还包括有12kg的抗收缩剂，抗收缩剂由有机酸钙盐、海藻酸钠按质量比15:2组成，其余的与实施例12中相同。
107.其中，有机酸钙盐为丁酸钙。
108.本对比例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例12的不同之处在于，步骤s2中，是将水泥、树脂、可溶性淀粉、减水剂、抗收缩剂、水加入混合料中以300rpm的搅拌速度混合均匀制得胶凝材料，其余的与实施例12相同。
109.本对比例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例12相同。
110.对比例8本对比例的c70高强度树脂混凝土与实施例15的不同之处在于：有机酸钙盐由丁酸钙、柠檬酸钙按质量比6:15组成，其余的与实施例15相同。
111.本对比例的c70高强度树脂混凝土的制备方法与实施例15相同。
112.本对比例的c70高强度树脂混凝土的应用于实施例15相同。
113.性能检测试验检测方法实施例1-17以及对比例1-8的c70高强度树脂混凝土的试件尺寸为100
×
100
×
515mm的棱柱体，湿热养护后脱模并移入标准养护室(20
±
2℃，60
±
5％)，分别养护7d和28d，然后按国家标准gb/t50081-2002、gbj82-85测试脱模后标准养护至7d的性能和脱模后标准养护至28d的性能，测试结果如表1所示。
114.表1实施例1-17以及对比例1-8的c70高强度树脂混凝土性能测试数据
本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。