本发明属于建筑领域，具体来说，是一种超高性能混凝土及预制pc的制备方法。
背景技术：
：传统普通混凝土预制件因混凝土本身性能问题，常常出现表面孔洞、麻面、棱角缺陷、色泽不均匀、耐久性差、自重大及占用空间多等缺点，并且表面修补过程需投入大量的人力和时间，生产效率低，使装配式建筑的优越性不能充分发挥出来。超高性能混凝土（ultra~highpeiformanceconcrete，简称uhpc）是一种具有高强度、高韧性、低孔隙率、高耐久性、可塑性强的纤维增强水泥基材料，能弥补普通混凝土的缺陷，具有极大的发展前景和应用价值；但国内超高性能混凝土技术研究起步较晚，到目前也没有特别整体系统的研究，对于超高性能混凝土的强度标准国内外也还没有统一的规定但国际上普遍认为超高性能混凝土的抗压强度需达到150mpa以上。就目前而言，超高性能混凝土配合比所用原材料成本较高，养护工艺较复杂，不利于推广应用，如公开号cn105418010a公开的一种超高性能预制构件及其制备方法，采用蒸汽养护的方式对预制构件进行养护，工艺较为复杂，成本较高，并且钢纤维用量较多，搅拌时容易出现团聚现象，不能均匀分散，影响混凝土的特性。此外，公开号cn104003682a公开了一种超高性能混凝土制备方法，采用了普通硅酸盐水泥、快硬水泥和磨细水泥组成的混合胶凝材料，强度等级均为52.5，磨细水泥工艺复杂，同时掺加的钢纤维量较大，配合比成本也较高，不利于超高性能混凝土的推广。技术实现要素：本发明目的是旨在提供一种工艺简单经济，容易实现的超高性能混凝土的制备方法为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：一种超高性能混凝土的制备方法，包括如下步骤：步骤1：制备固体混合物a；以重量份计，将硅酸盐水泥40~50份、硫铝酸盐快硬水泥20~30份、硅灰5~10份、粉煤灰15~20份、矿粉15~20份、石英砂30~50份、石英粉30~50份和乳胶粉0.2~2.5份加入到搅拌器中搅拌混合均匀，得到固体混合物a；步骤2：制备溶液b；以重量份计，将三乙醇胺0.5~0.8份、三异丙醇胺0.3~0.5份、聚羧酸减水剂1.0~1.2份和消泡剂0.1~0.3份加入到20-30份溶剂水中至完全溶解得到溶液b；步骤3：制备固体混合物a和溶液b的拌合物c；将2/3的溶液b与步骤1中得到的固体混合物a加入到搅拌器中搅拌至呈团聚状，之后加入剩余的溶液b搅拌1min~2min得到拌合物c；步骤4：制备超高性能混凝土d；在搅拌的同时将钢纤维8~25份和聚乙烯醇纤维1~2.5份逐渐均匀加入到拌合物c中，加入完成后，持续搅拌1min~3min得到超高性能混凝土d；所述硅酸盐水泥和硫铝酸盐快硬水泥均为42.5级；所述钢纤维为直径在0.1mm~0.25mm之间，长度在10~20mm之间的镀铜钢纤维；所述聚乙烯醇纤维的直径在0.1mm~0.25mm之间、长度在6mm~12mm之间，杨氏模量为35gpa。本发明的又一目的在于提供一种施工工艺简单、价格低廉、可操作性强、推广应用价值高且具有超高性能的预制pc的制备方法。为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：一种预制pc的制备方法，包括如下步骤：步骤1：制备模具；制备预制pc的模具，并在模具的内壁上涂刷一层水性脱模剂；步骤2：制备预制pc主体；将超高性能混凝土d浇入步骤1得到的模具中，再将模具放在振荡频率为50hz的振荡台上振荡1.5min，之后静置24小时形成预制pc主体，最后拆除模具；步骤3：养护预制pc主体；将预制pc主体移至标准养护室养护28天，养护过程中每天对预制件表面均匀洒水1次；步骤4：打磨预制pc主体养护结束后，将预制pc主体移出养护室，待表面晾干，在常温下对预制pc主体的表面用细砂纸做轻微的打磨清洁除去浮沉，再涂刷防水防污的表面保护剂得到预制pc成品。本发明由于上述设计所具有的优点是：（1）采用比值范围在5/2~4/3之间的普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐快硬水泥，在尽可能保证强度和不出现收缩开裂的同时，缩短凝结时间，以缩短预制pc产品制备时间；（2）同时掺加粉煤灰、矿粉两种掺合料，减少水泥和硅灰用量，降低成本，同时保证了混凝土工作性；（3）用镀铜钢纤维，提高了钢纤维的耐久性，使用寿命更长，扩大了超高性能混凝土的应用范围。本申请按照一定比例同时掺加聚乙烯醇纤维和钢纤维，起到了很好的协同增强效应，掺加钢纤维可显著提高抗压和抗折强度，但自重大。聚乙烯醇纤维重量轻，韧性耐久性好，可提高混凝土韧性，掺加聚乙烯醇纤维减少了部分钢纤维用量，减少自重，使混凝土的弯曲强度和弯曲韧性明显提高。其中纤维的尺寸通常需要根据砂石骨料的粒径来选择，使得纤维在整个水泥石体系里，充分发挥增强增韧的作用，长度太短，增韧效果差，太长，增加成本，且裸露在表面的纤维还会造成施工困难和影响美观度，对后期表面处理造成难度；（4）采用常规养护方式，摒弃了超高性能混凝土普遍采用的蒸汽养护或高压养护方式，节约能源，工艺简单且经济；（5）预制pc成品表面只采用细砂纸做轻微的打磨除尘处理，再涂刷防水防污表面处理剂，不需做表面瑕疵修补，无需人为返工，生产效率更高。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。本发明提供的一种超高性能混凝土的制备方法，在制备时所采用的原料为：c3a含量不大于8%的42.5级硅酸盐水泥、42.5级的硫铝酸盐快硬性水泥、密度在1600-1700kg/m3之间且比表面积大于20000m2/kg的硅灰、f类i级的粉煤灰、比表面积不大于4000cm2/g的s95矿粉、平均粒径在0.35~0.5mm之间的石英中砂、密度为2.65g/cm3的石英粉、直径在0.1mm~0.25mm且长度在10~20mm之间的镀铜钢纤维、直径在0.1~0.25mm之间且长度在6~12mm之间的杨氏模量为35gpa的聚乙烯醇纤维、减水率在30%以上的聚羧酸型高效减水剂、由德国巴斯夫生产的三乙醇胺、由美国陶式生产的三异丙醇胺、固含量不小于98%且堆积密度在300-500g/l之间的乳胶粉、ph值在6.0~8.0之间的非离子型的消泡剂。实施例一：包括以下四个步骤步骤1：制备固体混合物（a）；将硅酸盐水泥40kg、硫铝酸盐快硬水泥30kg、硅灰10kg、粉煤灰20kg、矿粉18kg、石英砂45kg、石英粉40kg、和乳胶粉2kg加入到搅拌器中搅拌混合均匀，得到固体混合物（a），搅拌时间控制在0.5~2min以内。步骤2：制备溶液（b）；聚羧酸减水剂1.0kg、三异丙醇胺0.4、三乙醇胺0.6、乳胶粉2.0kg、消泡剂0.1kg、份加入到20kg的溶剂水中至完全溶解得到溶液（b）；步骤3：制备固体混合物（a）和溶液（b）的拌合物（c）；将2/3的溶液（b）与步骤1中得到的固体混合物（a）加入到搅拌器中并在1~2min以内搅拌至呈团聚状，之后加入剩余的溶液（b）搅拌1min~2min得到拌合物（c）。步骤4：制备超高性能混凝土（d）；在搅拌的同时将钢纤维15kg和聚乙烯醇纤维1.5kg逐渐均匀加入到拌合物（c）中，加入完成后，持续搅拌1min~3min得到超高性能混凝土（d）。实施例二：包括以下四个步骤步骤1：制备固体混合物（a）；将硅酸盐水泥50kg、硫铝酸盐快硬水泥20kg、硅灰8kg，粉煤灰18kg、矿粉18kg、石英砂50kg、石英粉30kg、和乳胶粉1.5kg加入到搅拌器中搅拌混合均匀，得到固体混合物（a），搅拌时间控制在0.5~2min以内。步骤2：制备溶液（b）；聚羧酸减水剂1.1kg、三异丙醇胺0.3kg、三乙醇胺0.7kg、乳胶粉1.5kg、消泡剂0.2kg、份加入到25kg的溶剂水中至完全溶解得到溶液（b）；步骤3：制备固体混合物（a）和溶液（b）的拌合物（c）；将2/3的溶液（b）与步骤1中得到的固体混合物（a）加入到搅拌器中并在1~2min以内搅拌至呈团聚状，之后加入剩余的溶液（b）搅拌1min~2min得到拌合物（c）。步骤4：制备超高性能混凝土（d）；在搅拌的同时将钢纤维20kg和聚乙烯醇纤维2kg逐渐均匀分散加入到拌合物（c）中，加入完成后，持续搅拌1min~3min得到超高性能混凝土（d）。实施例三：包括以下四个步骤步骤1：制备固体混合物（a）；将硅酸盐水泥60kg、硫铝酸盐快硬水泥25kg、硅灰5kg、粉煤灰16kg、矿粉16kg、石英砂45kg、石英粉30kg、和乳胶粉1kg加入到搅拌器中并在1~2min以内搅拌混合均匀，得到固体混合物（a），搅拌时间控制在0.5~2min以内。步骤2：制备溶液（b）；聚羧酸减水剂1.2kg、三异丙醇胺0.5kg、三乙醇胺0.8kg、乳胶粉1kg、消泡剂0.3kg、份加入到30kg的溶剂水中至完全溶解得到溶液（b）；步骤3：制备固体混合物（a）和溶液（b）的拌合物（c）；将2/3的溶液（b）与步骤1中得到的固体混合物（a）加入到搅拌器中搅拌至呈团聚状，之后加入剩余的溶液（b）搅拌1min~2min得到拌合物（c）。步骤4：制备超高性能混凝土（d）；在搅拌的同时将钢纤维20kg和聚乙烯醇纤维2kg逐渐均匀分散加入到拌合物（c）中，加入完成后，持续搅拌1min~3min得到超高性能混凝土（d）。上述三个实施例中，在保证混合均匀的前提之下，尽可能用较短的时间完成搅拌工作，搅拌的总时间不小于5min，并根据钢纤维和聚乙烯醇纤维的掺量控制在15min以内，掺量越多，搅拌的时间越长。在得到超高性能混凝土（d）之后需要对其性能进行验证。将上述三个实施例得到超高性能混凝土（d）分别用100*100*100mm规格的试模成型，振捣，在温度20±2℃，相对湿度95%以上的标准养护室养护，再分别检测养护7天和养护28天之后的超高性能混凝土（d）的抗压强度及抗折强度，采用实施例一至三所提供的原材料配比制备的超高性能混凝土（d）编号分别为001、002和003，检测结果如表1所示：编号7d抗压强度/mpa7d抗折强度/mpa28d抗压强度/mpa28d抗折强度/mpa001160281803400215430186350031803821045表1超高性能混凝土强度数据参照gb/t50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，对001、002、003分别进行耐久性检测，检测的项目包括抗硫酸盐侵蚀性能和抗氯离子渗透性能，其中抗氯离子渗透性能采用电通量法检测，检测结构如表2所述：编号抗硫酸盐等级抗氯离子渗透（电通量qs/c）001ks60qs<500002ks60qs<500003ks60qs<500表2超高性能混凝土耐久性检测结果由表1和表2可见，按照实例一至三制备的超高性能混凝土（d）的抗压强度、抗折强度、抗硫酸侵蚀和抗氯离子渗透性能良好，在养护28天之后的抗压强度≥180mpa，超过了国际上关于超高性能混凝土抗压强度的标准、抗折强度≥34mpa，抗硫酸侵蚀和抗氯离子渗透性能均达到标准规定的最优等级。本发明提供的一种使用超高性能混凝土制备预制pc的方法：步骤1：制备模具；制备深度为10mm的pc预制板的模具，并在模具的内壁上涂刷一层水性脱模剂，之后做好模具周围的密封，密封采用塑料胶条，简单经济。步骤2：制备预制pc主体；将超高性能混凝土（d）浇入步骤1得到的模具中，再将模具固定在振荡频率为50hz的振荡台上振荡1.5min，之后静置24小时形成预制pc主体，再拆除模具。步骤3：养护预制pc主体；将预制pc主体移至标准养护室养护28天，控制养护温度在20±2℃，相对湿度95%以上，养护过程中每天对预制件表面均匀洒水1次；步骤4：打磨预制pc主体养护结束后，将预制pc主体移出养护室，待表面晾干，在常温25℃下对预制pc主体的表面用细砂纸做轻微的打磨清洁除去浮沉，再涂刷防水防污的表面保护剂，完成预制pc的制备。用超高性能混凝土d制备完成的预制pc厚度为10mm，结构超薄，利用超高性能混凝土强度d的高强度，还可在预制pc上制作各种镂空结构，以在使用时满足装饰的需要。以上对本发明提供的一种超高性能混凝土及预制pc的制备方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围。当前第1页12