#骨料 7.3% 2桃料 30.7% 水 19.5% 减水剂 1.7%
[0130] 轻质高强水泥基复合材料的各材料用量，质量比如下：
[0131] 水泥 .1 娃灰 0.125 矿粉 0.120 1# 骨料 0.197 2# 骨料 0.172 水 0.19S 增稠剂 0.000249 减水剂 0.0183
[0132] 按计算所得配比配制的轻质高强水泥基复合材料拌和后，流动性性能如下：
[013引巧落度GB/T50080 : 165mm；
[0134] 材料硬化后性能如下：
[0135] 抗压强度，标准养护28d: 58.6MPa；
[0136]容重： 1629. 4kg/m3。
[0137] 实施例4
[0138] 轻质高强水泥基复合材料，包含胶凝材料、骨料、水、和减水剂，所述水泥为强度等 级为42. 5的P?II水泥，所述矿物渗合料为娃灰和粉煤灰，胶凝材料各组分配比分数按实 施例1的计算方式，得Xc= 0. 182、X,f= 0. 089、Xf。= 0. 729 ;骨料采用细度模数为2. 7的 天然河砂和粒径为5~IOmm表观密度为550kg/m3轻质粉煤灰陶粒，骨料各组分的配比分数 按照实施例2的计算方式，得Xd= 0. 235、X,2= 0. 765 ;骨料与胶凝材料的体积比取0. 655 ; 水胶比为0. 167 ;外加剂使用聚簇酸减水剂溶液，渗量为胶凝材料质量的1. 5% ;
[0139] 轻质高强水泥基复合材料的主要材料用量，体积百分比如下：
[0140] 旅鑑 8.6% 娃巧 4.2% 粉煤灰 34.5% 1#骨料 7.3% 2# 骨料 23,7% 水 19.5〇/〇 减水剂 1.8%
[0141] 轻质高强水泥基复合材料的各材料用量，质量比如下：
[0142] 水泥 1 硬灰 0.%8 粉煤灰 2.929 1#骨料 0.7M 2# 骨料 0.481 水 0.720 减水剂 0.0664
[0143] 按计算所得配比配制的轻质高强水泥基复合材料拌和后，流动性性能如下：
[0144] 巧落度GB/T50080 : 175mm；
[0145] 材料硬化后性能如下：
[0146] 抗压强度，标准养护28d: 31. 2MPa；
[0147] 容重： 1575. 9kg/m3。
【主权项】
1.轻质高强水泥基复合材料，包含胶凝材料、骨料、外加剂和水，其特征是：所述胶凝 材料为水泥和矿物掺合料，所述水泥为强度等级为42. 5及以上的P·Ι、Ρ·II或P· 0代号 水泥，所述矿物掺合料为硅灰、粉煤灰或矿粉的两种或三种材料组合；所述骨料包括表观密 度小于1800kg/m3的轻质骨料或者表观密度为1800~2800kg/m3普通骨料和轻质骨料的组 合；所述外加剂剂为减水剂、消泡剂、增稠剂、早强剂、缓凝剂或减缩剂的一种或者几种的组 合； 其中，水泥用量占轻质高强水泥基复合材料体积的5~40%，所述矿物掺合料占轻质 尚强水泥基复合材料体积的5~40% ;所述骨料占轻质尚强水泥基复合材料体积的30~ 80% ； 所述胶凝材料各组分的配比分数通过理想堆积曲线和胶凝材料各组分的粒径累计分 布曲线进行数值分析计算； 1) 所述理想堆积曲线公式为： Psd=A+(100-A) · (d/D_r/2e; 其中，Psd为颗粒通过筛孔的百分比，A为经验常数，d为筛孔直径，D_为颗粒的最大粒 径； 经验常数A的取值根据轻质高强水泥基复合材料的设计坍落度或设计扩展度要求通 过公式确定： 当Η彡 220mm时，A= 5 ·H/H。， 当Η> 220mm时，A= 5 · (L-H) /H0， L为扩展度设计值，Η为坍落度设计值，Η。为坍落度桶的高度300mm; 2) 胶凝材料各组分的粒径累计分布曲线： 对胶凝材料中所需的组分水泥、硅灰、粉煤灰和矿粉经测试的得到各自累计分布曲线 (d)、fsf (d)、ffa (d)和fbs (d); 3) 数值分析计算如下： 设水泥占胶凝材料总量的体积分数为X。、硅灰占胶凝材料总量的体积分数为Xsf、粉 煤灰占胶凝材料总量的体积分数为XfJP矿粉占胶凝材料总量的体积分数为Xbs，且满足 Xce[〇· 111，〇· 889]、（Xsf+Xfa+Xbs)G[〇· 111，〇· 889]、Xc+Xsf+Xfa+Xbs= 1 ; 设定混合后胶凝材料的粒径累计分布曲线为： P=Xcfc (d) +Xsffsf (d) +Xfaffa (d) +Xbsfbs (d), 对各组分的体积分数X。、Xsf、XfJPXbsW0. 001~0. 01为步长，在各自的取值范围内 穷举计算P，比较曲线P和Psd，计算相同纵坐标所对应的横坐标粒径d的标准差，取标准差 最小的X。、Xsf、1和XJI作为胶凝材料的各组分配比分数； 水的用量与胶凝材料的质量比W/B为0. 1~0. 5,其中W表示水的用量，B表示胶凝材 料质量； 按计算所得配比配制的轻质高强水泥基复合材料拌和后，流动性性能如下： 坍落度GB/T50080 : ^ 10mm； 或扩展度GB/T50080 : ^ 450mm； 扩展度的值只有在高流动度即坍落度> 220mm时才测试，此时混凝土流动性以扩展度 为准； 材料硬化后性能如下： 抗压强度，标准养护28d: ^ 20MPa； 容重： 彡 1650kg/m3。2. 根据权利要求1所述的轻质高强水泥基复合材料，其特征在于，所述纵坐标依最大 值100%等分选取，至少取5个值。3. 根据权利要求1所述的轻质高强水泥基复合材料，其特征在于，所述的W/B为0. 12 至 0. 28。4. 根据权利要求1所述的轻质高强水泥基复合材料，其特征在于，所述水泥符合国标 《通用硅酸盐水泥》GB175 ;所述硅灰符合《砂浆和混凝土用硅灰》GB/T27690 ;所述粉煤灰符 合《用于水泥和混凝土的粉煤灰》GB/T1596 ;所述矿粉符合《用于水泥和混凝土中的粒化高 炉矿渣粉》GB/T18046 ;水符合《混凝土用水标准》JGJ63。5. 根据权利要求1所述的轻质高强水泥基复合材料，其特征在于，所述轻质高强水泥 基复合材料中的轻质骨料为玻化微珠、膨胀珍珠岩、膨胀矿渣、膨胀黏土、浮石、蛭石、轻质 陶粒、聚苯颗粒的一种或几种组合，所述普通骨料为天然砂、人工砂的一种或几种组合；所 述骨料与所述胶凝材料的体积比为〇. 5~4. 0 ; 对于使用两种或两种以上骨料时，骨料的比例通过理想堆积曲线和各种骨料的累计分 布曲线进行数值分析计算； 1) 所述堆积曲线公式为： PsdA=B+(100-B) · (dA/DAniaxr/2e; 其中，PsdA为骨料颗粒通过筛孔的百分比，B为骨料经验常数，dA为骨料筛孔直径，Da_ 为骨料颗粒的最大粒径； 经验常数B的取值根据轻质高强水泥基复合材料的坍落度或扩展度要求通过公式确 定： 当Η彡 220mm时，B= 5 ·H/H。， 当Η> 220mm时，B= 5 · (L-H) /H0， L为扩展度设计值，Η为坍落度设计值，Η。为坍落度桶的高度300mm; 2) 各种骨料的颗粒累计分布曲线： 对各种骨料筛分测试得到各自的累计分布曲线fAn(d); fAn(d)为n# 骨料，η= 1 ~10 ; 3) 数值分析计算如下： 设n#骨料占骨料总量的体积分数为ΧΑη，且满足ΣΧΑη= 1 ; 设定混合后骨料的粒径累计分布曲线为： ΡΑ=ΣXAnfAn(d); 对各组分的体积分数XAnW0. 001~0. 05为步长，在各自的取值范围内穷举计算PA，比 较曲线PjPPsdA，计算相同纵坐标所对应的横坐标粒径4的标准差，取标准差最小的XAJ1 作为骨料的各组分配比分数。6. 根据权利要求5所述的轻质高强水泥基复合材料，其特征在于，所述纵坐标依最大 值100%等分选取，至少取5个值。7. 根据权利要求1所述的轻质高强水泥基复合材料，其特征在于，所述减水剂选用减 水率25 %以上的减水剂，掺量为所述胶凝材料质量的0. 5 %~5 %，消泡剂掺量为胶凝材 料的0. 08 %~2 %，增稠剂掺量为胶凝材料的0. 005 %~0. 5 %，缓凝剂掺量为水泥材料 0. 005 %~1. 5 %，减缩剂掺量为胶凝材料的0. 1 %~5 %。8. 根据权利要求1所述的轻质高强水泥基复合材料，其特征在于，所述减水剂的减水 率为30 %以上，掺量为所述胶凝材料质量的0. 5 %~3 %。9. 根据权利要求1所述的轻质高强水泥基复合材料，其特征在于，所述轻质高强水泥 基复合材料中还添加纤维，所述纤维为钢纤维或非金属纤维，非金属纤维为聚乙烯醇纤维、 聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、纤维素纤维、碳纤维、玻璃纤 维或玄武岩纤维，占所述轻质高强水泥基复合材料体积的0.05%~5%;所述纤维的直径为 15~1000μm，纤维长度为1~100mm。
【专利摘要】本发明涉及一种轻质高强水泥基复合材料，通过对多元胶凝材料的颗粒级配和骨料的颗粒级配进行优化，并通过减水剂、增稠剂等化学外加剂的使用，使材料能够在取得显著低于普通混凝土容重的同时获得20MPa以上的抗压强度。所述的材料的技术优势包括：在≤1650kg/m3容重情况下达到28d标养抗压强度≥20MPa；通过优化胶凝材料颗粒级配和骨料的颗粒级配达到低水胶比下满足施工流动性的要求；硬化后材料表面致密，具有优异的抗渗、抗碳化、抗氯离子侵蚀等耐久性能。
【IPC分类】C04B18/08, C04B18/14, C04B28/02
【公开号】CN105272004
【申请号】CN201510713594
【发明人】刘国平, 施慧聪, 赵正, 王俊颜, 姚欣, 刘健
【申请人】上海罗洋新材料科技有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月28日