1.本发明涉及土木工程中的建筑材料技术领域，尤其涉及一种具有低收缩性的高性能混凝土。


背景技术：

2.超高性能混凝土与普通混凝土相比，虽然在力学性能和耐久性上取得了非常大的进步，但其仍具有混凝土自身的固有缺陷。混凝土在浇筑和养护过程中的收缩开裂在超高性能混凝土中依然存在，特别是超高性能混凝土具有水泥用量大、水胶比低等特点，随之而来的水化放热量高、自收缩大，其早期的收缩开裂比一般混凝土更加严重，极大制约了超高性能混凝土的发展应用。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种具有低收缩性的高性能混凝土。
4.本发明解决以上技术问题的技术方案是：提供一种具有低收缩性的高性能混凝土，按质量份数计包括：
5.水泥熟粉料150-260份；
6.改性偏高岭土100-150份；
7.硬石膏粉30-50份；
8.碎石300-500份；
9.煤灰粉150-220份；
10.砂600-750份；
11.混合纤维75-100份；
12.聚羧酸减水剂13-22份；
13.不饱和聚酯树脂100-180份、
14.外加剂20-33份；
15.水150-320份。
16.本发明的进一步限定技术方案：
17.优选的，所述水泥熟料粉由硅酸盐水泥熟料粉和膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料粉按质量比3-4：1混合，其中硅酸盐水泥熟料粉由普通硅酸盐水泥熟料磨细至比表面积为385～410m2/kg而得到，膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料粉为膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料磨细至比表面积为460-520m2/kg得到。
18.优选的，所述碎石由两种不同粒径的小碎石和大碎石按照质量比6：4比例混合而成，其中小碎石为5-20mm连续粒级的花岗岩，大碎石b为20-33.5mm单粒粒级的花岗岩。
19.优选的，所述粉煤灰为ii级粉煤灰或i级粉煤灰其中一种或其两种混合物。
20.优选的，所述砂由机制砂和河砂按重量比5:5均匀混合而成，其中河砂含泥量≤
2.0％，泥块含量≤0.5％，细度模数在2.3-2.9，机制砂的母岩强度≥100mpa，2-5.15mm连续级配，表观密度2550-2880kg/m3，石粉含量4％-7％，含泥量＜0.5％，压碎值20％-25％，mb值＜1.40。
21.优选的，所述混合纤维包括镀铜平直钢纤维15-26份、pva纤维10-13份、玄武岩纤维13-22份、聚丙烯纤维23-29份。
22.优选的，所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂、双酚a型不饱和聚酯树脂或乙烯基酯型不饱和聚酯树脂中一种或几种混合物。
23.优选的，所述外加剂为低收缩剂、缓凝剂或抗裂防水剂中至少一种。
24.优选的，所述低收缩剂为聚醋酸乙烯酯、饱和聚酯、聚己内酯、聚氨酯、嵌段型的聚醋酸-苯乙烯以及改性低交联聚苯乙烯一种或几种混合物。
25.本发明的有益效果是：本发明通过硅酸盐水泥熟料粉和膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料粉按一定比例混合，膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥对硅酸盐水泥的收缩进行有效补偿，使得与传统硅酸盐水泥相比具有更低的水化体积收缩，从根本上降低了混凝土的收缩性，同时膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥和硬石膏粉配合使用，促进了凝结硬化过程、提高了强度和长期强度增长率；
26.改性偏高岭土的加入，改善了水下混凝土的工作性能和提高了偏高岭土的活性反应率，更有利于降低混凝土的体积收缩和提高混凝土的耐久性；粉煤灰具有滚珠效应、微集料效应和火山灰效应，其中粉煤灰的滚珠效应使其在混凝土拌合物内具有滚珠轴承作用，改善混凝土的工作性，粉煤灰的微集料效应是其微小颗粒填充到水泥颗粒之间的缝隙，改善了混凝土的微观结构，增加了混凝土的密实性，两种效应交互作用使水泥颗粒均匀分布，减少用水量，使混凝土不离析，改善混凝土的工作性能，减小混凝土的收缩以及提高混凝土抗裂性能，同时煤灰粉抗压强度足够大，能够起到良好的支撑效果；
27.碎石由两种不同粒径，且均为花岗岩的小碎石和大碎石按照一定比例混合而成，花岗岩石粉具有微集料填充作用、微晶核作用以及吸水作用，其中花岗岩石粉微集料填充作用提高了混凝土拌合物的均匀性和密实性，优化和填充了硬化后混凝土的孔隙结构，使混凝土内部毛细孔细化，孔隙率减小，改善了孔结构，花岗岩石粉微晶核作用可以使水泥水化加速，避免水化反应生成物的集中出现，使混凝土内部孔隙率有效降低，提高抗压和抗拉强度。花岗岩石粉吸水作用可以使混凝土水灰比降低，混凝土的粘聚性和保水性增强，减少混凝土内部游离水在反应界面上的聚集，利于水泥浆体和骨料间界面的改善；
28.基于不同纤维在微观力学上的不同作用机制，本发明混合纤维在混凝土中形成互穿网络结构，可以迅速而轻易地与混凝土材料混合，分布均匀，同时聚合物纤维比面积大，能在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系，可以把混凝土的收缩能量分散到高抗拉强度的纤维上，有效控制了混凝土开裂过程中的裂缝的宽度，提高了混凝土的初裂应力和抗拉强度，其中pva纤维与镀铜平直钢纤维可以互为补充，提高混凝土的强度和韧性，当混凝土内部结构中出现微裂缝后，裂缝相对的两面基体退出承受荷载，改由横贯裂缝的镀铜平直钢纤维和pva纤维共同承担荷载，聚丙烯纤维提高混凝土的抗冲击性、防水隔热性；钢纤维能有效提高混凝土韧性、劈裂抗拉强度、抗折强度、抗弯强度；玄武岩是一种高性能的火山岩组份，这种特殊的硅酸盐，使玄武岩纤维具有优良的耐化学性，是用于增强水泥混凝土的优良材料，可以提高混凝土的高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性等；不饱和树脂有更高
的断裂伸长率，提高了材料本身的韧性，与低收缩剂配合使用大大降低了材料的固化收缩率，减少了树脂混凝土的开裂风险。
具体实施方式
29.实施例1
30.本实施例提供一种具有低收缩性的高性能混凝土，按质量份数计包括：水泥熟粉料210份；改性偏高岭土100份；硬石膏粉30份；碎石400份；煤灰粉150份；砂600份；混合纤维75份；聚羧酸减水剂13份；不饱和聚酯树脂100份、外加剂20份；水200份；
31.其中水泥熟料粉由硅酸盐水泥熟料粉和膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料粉按质量比3:1混合，其中硅酸盐水泥熟料粉由普通硅酸盐水泥熟料磨细至比表面积为385m2/kg而得到，膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料粉为膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料磨细至比表面积为500m2/kg得到；
32.碎石由两种不同粒径的小碎石和大碎石按照质量比6：4比例混合而成，其中小碎石为15mm连续粒级的花岗岩，大碎石b为25mm单粒粒级的花岗岩；
33.粉煤灰为ii级粉煤灰；
34.砂由机制砂和河砂按重量比5:5均匀混合而成，其中河砂含泥量≤2.0％，泥块含量≤0.5％，细度模数在2.6，机制砂的母岩强度≥100mpa，3mm连续级配，表观密度2550kg/m3，石粉含量4.5％，含泥量＜0.5％，压碎值22％，mb值＜1.40；
35.混合纤维包括镀铜平直钢纤维20份、pva纤维13份、玄武岩纤维22份、聚丙烯纤维23份；
36.不饱和聚酯树脂为双酚a型不饱和聚酯树脂和乙烯基酯型不饱和聚酯树脂按质量比1:1的混合物；
37.外加剂为低收缩剂、该低收缩剂为聚醋酸乙烯酯和饱和聚酯混合物。
38.实施例2
39.本实施例提供一种具有低收缩性的高性能混凝土，按质量份数计包括：水泥熟粉料150份；改性偏高岭土150份；硬石膏粉40份；碎石300份；煤灰粉180份；砂680份；混合纤维90份；聚羧酸减水剂17份；不饱和聚酯树脂180份、外加剂26份；水260份；
40.其中水泥熟料粉由硅酸盐水泥熟料粉和膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料粉按质量比3:1混合，其中硅酸盐水泥熟料粉由普通硅酸盐水泥熟料磨细至比表面积为400m2/kg而得到，膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料粉，为膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料磨细至比表面积为470m2/kg得到；
41.碎石由两种不同粒径的小碎石和大碎石按照质量比6：4比例混合而成，其中小碎石为5mm连续粒级的花岗岩，大碎石b为20mm单粒粒级的花岗岩；
42.粉煤灰为ii级粉煤灰和i级粉煤灰按质量比1:1混合而成；
43.砂由机制砂和河砂按重量比5:5均匀混合而成，其中河砂含泥量≤1.8％，泥块含量≤0.45％，细度模数在2.3，机制砂的母岩强度≥100mpa，3.5mm连续级配，表观密度2650-kg/m3，石粉含量4.6％，含泥量＜0.45％，压碎值23％，mb值＜1.40；
44.混合纤维包括镀铜平直钢纤维15份、pva纤维13份、玄武岩纤维13份、聚丙烯纤维29份；
45.不饱和聚酯树脂为双酚a型不饱和聚酯树脂和乙烯基酯型不饱和聚酯树脂按质量比1:1的混合物；
46.外加剂为低收缩剂以及缓凝剂，其中低收缩剂为聚醋酸乙烯酯和饱和聚酯混合物。
47.实施例3
48.本实施例提供一种具有低收缩性的高性能混凝土，按质量份数计包括：水泥熟粉料260份；改性偏高岭土150份；硬石膏粉50份；碎石500份；煤灰粉220份；砂750份；混合纤维100份；聚羧酸减水剂22份；不饱和聚酯树脂180份、外加剂33份；水320份；
49.其中水泥熟料粉由硅酸盐水泥熟料粉和膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料粉按质量比4：1混合，其中硅酸盐水泥熟料粉由普通硅酸盐水泥熟料磨细至比表面积为410m2/kg而得到，膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料粉为膨胀性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料磨细至比表面积为520m2/kg得到；
50.碎石由两种不同粒径的小碎石和大碎石按照质量比6：4比例混合而成，其中小碎石为20mm连续粒级的花岗岩，大碎石b为33.5mm单粒粒级的花岗岩；
51.粉煤灰为ii级粉煤灰和i级粉煤灰按质量比1:1混合而成；
52.砂由机制砂和河砂按重量比5:5均匀混合而成，其中河砂含泥量≤1.7％，泥块含量≤0.41％，细度模数在2.6，机制砂的母岩强度≥100mpa，5mm连续级配，表观密度2880kg/m3，石粉含量7％，含泥量＜0.5％，压碎值25％，mb值＜1.40；
53.混合纤维包括镀铜平直钢纤维26份、pva纤维13份、玄武岩纤维22份、聚丙烯纤维23份。
54.不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂、双酚a型不饱和聚酯树脂和乙烯基酯型不饱和聚酯树脂按质量比2:5:3比例的混合物。
55.外加剂为低收缩剂、缓凝剂以及抗裂防水剂，其中低收缩剂为聚醋酸乙烯酯和饱和聚酯混合物。
56.对本实施例1-3进行力学性能测试以及收缩应变测试，
57.(1)收缩应变：按照实施例1-3上述组分分别制作成直径为100mm、高度为300mm的圆柱形试块，在恒温恒湿环境中进行测试，温度为20
±
5℃，相对湿度为60
±
5％，在混凝土硬化后用石蜡将表面密封，放于测试支架，利用千分标测试静置4h后的初始长度l0，然后分别测试7d、14d和28d时的长度lt，根据公式计算收缩应变：n＝(l0-lt)/l0
×
106，所得数据见表1；
58.(2)抗压强度：按照实施例1-3上述组分分别制作成边长为100mm的标准立方体试块，标准条件下养护28d，抗压强度和抗折强度根据标准gb17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》进行测试，所得数据见表2。
59.表1
[0060][0061]
表2
[0062] 抗压强度(mpa)抗折强度(mpa)实施例1145.634.5实施例2147.934.8实施例3148.335.1
[0063]
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。