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【发明授权】白色UHPC及其制备方法_华润水泥技术研发有限公司_201811173165.3 

申请/专利权人:华润水泥技术研发有限公司

申请日:2018-10-09

公开(公告)日:2021-04-27

公开(公告)号:CN109437727B

主分类号:C04B28/04(20060101)

分类号:C04B28/04(20060101);C04B111/80(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2021.04.27#授权;2019.04.02#实质审查的生效;2019.03.08#公开

摘要:本发明涉及一种白色UHPC,包括有粉体材料、石英砂、高性能减水剂和水;所述粉体材料的重量份数为50‑55份,由白水泥、超细重钙粉和白色玻璃微珠组成;所述白水泥、超细重钙粉和白色玻璃微珠的重量比为35‑40:9‑12:5‑6。所述石英砂的重量份数为38‑50份;所述高性能减水剂的重量占所述粉体材料重量的0.7‑0.9%;所述水的重量占所述粉体材料重量的15‑18%。上述白色UHPC强度高、白度好,自收缩和干燥收缩较低,浆料流动性好。

主权项:1.一种白色UHPC,其特征在于,包括有粉体材料、石英砂、高性能减水剂和水;所述粉体材料的重量份数为50-55份,由白水泥、超细重钙粉和白色玻璃微珠组成;所述白水泥、超细重钙粉和白色玻璃微珠的重量比为35-40:9-12:5-6;所述石英砂的重量份数为38-50份;所述高性能减水剂的重量占所述粉体材料重量的0.7-0.9%;所述水的重量占所述粉体材料重量的15-18%;所述白水泥为52.5级白水泥,D50为10μm-17μm;所述超细重钙粉的目数为1800-2200目,D50为4μm-7μm;所述白色玻璃微珠的目数为300-350目,D50为40μm-50μm;所述石英砂由8-12份0.4mm-0.8mm的石英砂、20-25份0.3mm-0.4mm的石英砂和12-14份0.075mm-0.3mm的石英砂组成。

全文数据:白色UHPC及其制备方法技术领域本发明涉及建筑领域,特别是涉及白色UHPC及其制备方法。背景技术超高性能混凝土UHPC是一种高强度、高耐久性、低孔隙率的超高强水泥基材料,其抗压强度通常可以达到120MPa以上。目前,UHPC已广泛应用于建筑物、道路与人行桥及其他结构中。UHPC所用材料与普通材料不同,其主要组成材料包括水泥、细砂、磨细石英砂粉、硅灰等矿物掺合料、减水剂和纤维。上述原料制备的UHPC存在如下问题:1材料颜色偏灰黑,装饰性不强;2目前制备白色UHPC的方法为:向普通UHPC中添加钛白粉等材料来增白,但是该方法成本较高,且白度不足。3UHPC的凝胶材料用量较大,水胶比通常低于0.2,浆体粘性大,操作困难;4流动性保持时间短,施工操作不便;5自收缩、干燥收缩较大,试件容易变形;发明内容基于此,本发明提供一种白色UHPC,具有普通UHPC的超高耐久性和超高强度的同时,白度≥87;具备自流平性能,且具有合适的操作时间;自收缩、干燥收缩与普通水泥浆料相近,成型构件后不会变形。具体技术方案为:一种白色UHPC,包括有粉体材料、石英砂、高性能减水剂和水;所述粉体材料的重量份数为50-55份,由白水泥、超细重钙粉和白色玻璃微珠组成;所述白水泥、超细重钙粉和白色玻璃微珠的重量比为35-40:9-12:5-6;所述石英砂的重量份数为38-50份;所述高性能减水剂的重量占所述粉体材料重量的0.7-0.9%;所述水的重量占所述粉体材料重量的15-18%。在其中一个实施例中,所述白水泥、超细重钙粉和白色玻璃微珠的重量比为6-7:1.5-2:1。在其中一个实施例中,白水泥为52.5级白水泥,D50为10μm-17μm。在其中一个实施例中,所述超细重钙粉的目数为1800-2200目,D50为4μm-7μm。在其中一个实施例中,所述白色玻璃微珠的目数为300-350目,D50为40μm-50μm。在其中一个实施例中,所述石英砂由8-12份0.4mm-0.8mm的石英砂、20-25份0.3mm-0.4mm的石英砂和12-14份0.075mm-0.3mm的石英砂组成。在其中一个实施例中,所述0.4mm-0.8mm的石英砂、0.3mm-0.4mm的石英砂和0.075mm-0.3mm的石英砂的重量比为2:5:3。在其中一个实施例中,所述高性能减水剂的减水率>25%。在其中一个实施例中,所述白色UHPC由以下重量百分比的原料制备而得:本发明还提供上述白色UHPC的制备方法。具体技术方案为:一种白色UHPC的制备方法,包括以下步骤:将所述粉体材料、石英砂、高性能减水剂混合,搅拌0.5-2min,然后加水,继续搅拌2~3min,得浆体;将所述浆体到入模具,轻微震动,成型养护,脱模即得。在其中一个实施例中,所述成型养护的时间为24h。与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:上述白色UHPC,以白水泥、超细重钙粉和白色玻璃微珠为原料,组成不同粒径搭配的粉体材料,再向上述粉体材料中加入石英砂和高性能减水剂,得到的白色UHPC具有普通UHPC的超高耐久性和超高强度的同时,还具有较高的白度,并且制备过程中,浆体粘度低,流动性高,具有合适的操作时间,自收缩和干燥收缩低,成型后不易变形。其中,超细重钙粉为惰性材料,白度较高,添加到52.5级白水泥中,可以降低白水泥中水化产物的反应活化能,提高白水泥的强度和白度,同时,白色玻璃微珠与重钙粉配合,可以改善水泥浆体的流动性,降低浆料粘性,并进一步降低自收缩和干燥收缩。并且,高性能减水剂能够降低用水量,并使浆体在低水胶比下具有一定的操作时间。进一步地,粉体材料中的白水泥、超细重钙粉和白色玻璃微珠均为粉体,具有三种不同的颗粒粒径粒径大小:白色玻璃微珠白水泥超细重钙粉,能够与三种不同粒径的石英砂搭配,形成连续的粒径分布,参考富勒曲线,使UHPC体系达到最大密实度,形成最紧密堆积,有利于强度的提高。通过本发明所述各原料的相互配合,使本发明所述白色UHPC的白度≥87,具有良好的装饰效果的同时,还具有普通UHPC的超高耐久性和超高强度,其抗压强度可达110MPa以上,抗折强度可达20MPa以上。具体实施方式为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。以下结合具体实施例对本发明的白色UHPC及其制备方法作进一步详细的说明。本发明所有原料均可来源于市售。白水泥,52.5级,江西银杉公司生产。高性能减水剂540P,西卡公司生产。超细重钙粉,购自广州宏图矿业科技有限公司。白色玻璃微珠,购自固安县恒远工贸有限公司。石英砂,购自广州市番禺区石基高纯石英砂厂。实施例1本实施例提供一种白色UHPC,由以下原料制备而成:白水泥35份、超细重钙粉10份、白色玻璃微珠5份、石英砂40.6份、高性能减水剂0.4份和水9份。其中,白水泥的中位粒径D50=12.5μm;超细重钙粉的目数为2000目,D50=5μm;白色玻璃微珠的目数为320目,D50=46.5μm。石英砂由重量比为2:5:3的0.4mm-0.8mm的石英砂、0.3mm-0.4mm的石英砂和0.075mm-0.3mm的石英砂混合而成。减水剂的减水率>25%。制备方法为:就上述各原料放入胶砂搅拌机中混合搅拌2min,再加入水,继续搅拌2min,得浆体。将浆体到入模具,轻微震动,完成成型。标准养护约24h后,即可脱模。标准试验过程在标准温度20±2℃湿度大于50%的环境下进行。胶砂搅拌机参照GB17671-1999要求的搅拌机。实施例2本实施例提供一种白色UHPC,由以下原料制备而成:白水泥38份、超细重钙粉9份、白色玻璃微珠6份、石英砂37.006份、高性能减水剂0.424份和水9.54份。其中,白水泥的D50=12.5μm;超细重钙粉的目数为2000目,D50=5μm;白色玻璃微珠的目数为320目,D50=46.5μm。石英砂由重量比为2:5:3的0.4mm-0.8mm的石英砂、0.3mm-0.4mm的石英砂和0.075mm-0.3mm的石英砂混合而成。减水剂的减水率>25%。本实施例的制备方法与实施例1相同。实施例3本实施例提供一种白色UHPC,由以下原料制备而成:白水泥40份、超细重钙粉10份、白色玻璃微珠5份、石英砂34.66份、高性能减水剂0.44份和水9.9份。其中,白水泥的D50=12.5μm;超细重钙粉的目数为2000目,D50=5μm;白色玻璃微珠的目数为320目,D50=46.5μm。石英砂由重量比为2:5:3的0.4mm-0.8mm的石英砂、0.3mm-0.4mm的石英砂和0.075mm-0.3mm的石英砂混合而成。减水剂的减水率>25%。本实施例的制备方法与实施例1相同。实施例4本实施例提供一种白色UHPC,由以下原料制备而成:白水泥35份、超细重钙粉10份、白色玻璃微珠5份、石英砂40.6份、高性能减水剂0.4份和水9份。其中,白水泥的D50=12.5μm;超细重钙粉的目数为2000目,D50=5μm;白色玻璃微珠的目数为320目,D50=46.5μm。石英砂由重量比为5:5的0.4mm-0.8mm的石英砂和0.075mm-0.3mm的石英砂组成。减水剂的减水率>25%。本实施例的制备方法与实施例1相同。对比例1本对比例提供一种白色UHPC,与实施例1基本相同,区别在于,将超细重钙粉替换为石英粉,石英粉的目数为2000目,D50=5μm。对比例2本对比例提供一种白色UHPC,与实施例1基本相同,区别在于,将白色玻璃微珠替换为粉煤灰,粉煤灰的目数为320目,D50=46.5μm。对比例3本对比例提供一种白色UHPC,与实施例1基本相同,区别在于,所述白色UHPC由以下原料制备而成:白水泥35份、超细重钙粉5份、白色玻璃微珠10份、石英砂40.6份、高性能减水剂0.4份和水9份。性能测试对实施例1-4和对比例1-3的白色UHPC进行性能测试,测试方法如下:白度测试方法:GBT2015-2005白色硅酸盐水泥。流动性测试方法:JCT1083-2008水泥与减水剂相容性试验方法。自收缩率测试方法:ASTMC1698-09StandardTestMethodforAutogenousStrainofCementPasteandMortar。干燥收缩测试方法:JGJT70-2009建筑砂浆基本性能试验方法标准。抗压强度测试方法:GBT17671-1999水泥胶砂强度检验方法ISO法。抗折强度测试方法:GBT17671-1999水泥胶砂强度检验方法ISO法。测试结果如表1所示。表1由表1可知,实施例1-4的白色UHPC均具有较高白度,流动性好,自收缩和干燥收缩低,成型后不易变形。其中,实施例1的胶凝材料白水泥+超细重钙粉+玻璃微珠的比例适宜,UHPC的强度较高,流动性好,自收缩和干燥收缩较低。实施例4改变石英砂的粒径分布,抗压强度和抗折强度略有下降。对比例1使用石英粉,UHPC的整体性能略差于实施例1,体现为流动性较差,强度略低,而且石英粉价格较高,不利于生产成本的降低。对比例2中,粉煤灰具有一定活性,与超细重钙粉配合,可以提高水泥的强度,但是,对水泥加工过程中的流动性改善作用不及玻璃微珠。并且,粉煤灰为灰黑色,会导致整个UHPC体系的颜色为灰色,白度不足。对比例3中,改变了玻璃微珠和超细重钙粉的含量,水泥整体密实性下降,强度下降明显。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求:1.一种白色UHPC,其特征在于,包括有粉体材料、石英砂、高性能减水剂和水;所述粉体材料的重量份数为50-55份,由白水泥、超细重钙粉和白色玻璃微珠组成;所述白水泥、超细重钙粉和白色玻璃微珠的重量比为35-40:9-12:5-6;所述石英砂的重量份数为38-50份;所述高性能减水剂的重量占所述粉体材料重量的0.7-0.9%;所述水的重量占所述粉体材料重量的15-18%。2.根据权利要求1所述的白色UHPC,其特征在于,所述白水泥、超细重钙粉和白色玻璃微珠的重量比为6-7:1.5-2:1。3.根据权利要求1所述的白色UHPC,其特征在于,所述白水泥为52.5级白水泥,D50为10μm-17μm。4.根据权利要求1所述的白色UHPC,其特征在于,所述超细重钙粉的目数为1800-2200目,D50为4μm-7μm。5.根据权利要求1所述的白色UHPC,其特征在于,所述白色玻璃微珠的目数为300-350目,D50为40μm-50μm。6.根据权利要求1-5任一项所述的白色UHPC,其特征在于,所述石英砂由8-12份0.4mm-0.8mm的石英砂、20-25份0.3mm-0.4mm的石英砂和12-14份0.075mm-0.3mm的石英砂组成。7.根据权利要求6所述的白色UHPC,其特征在于,所述0.4mm-0.8mm的石英砂、0.3mm-0.4mm的石英砂和0.075mm-0.3mm的石英砂的重量比为2:5:3。8.根据权利要求1-5任一项所述的白色UHPC,其特征在于,所述高性能减水剂的减水率>25%。9.根据权利要求1-5任一项所述的白色UHPC,其特征在于,由以下重量百分比的原料制备而得:10.一种权利要求1-9任一项所述的白色UHPC的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将所述粉体材料、石英砂、高性能减水剂混合,搅拌0.5-2min,然后加水,继续搅拌2~3min,得浆体;将所述浆体到入模具,轻微震动,成型养护,脱模即得。

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