CN120349132A - 一种抗压强度为500~800MPa的超级高强混凝土材料及制备方法 - Google Patents

一种抗压强度为500~800MPa的超级高强混凝土材料及制备方法

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CN120349132A CN202510366561.1A CN202510366561A CN120349132A CN 120349132 A CN120349132 A CN 120349132A CN 202510366561 A CN202510366561 A CN 202510366561A CN 120349132 A CN120349132 A CN 120349132A
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Abstract

本发明提供了一种抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料及其制备方法，包括超高强专用胶凝材料700‑1600份、石英粉200‑350份、细骨料550‑1000份、水50‑300份、纳米粉末材料0.7‑32份、高强高弹模纤维8‑166份以及专用超高表面活性外加剂3.5‑48份。本发明首次采用超紧密堆积设计理论和临界水膜厚度理论对混凝土配合比进行设计，并通过优化混凝土原材料组分及配合比，采用温压技术制备出抗压强度为500‑800MPa的超级高强混凝土材料。与现有技术相比，本发明具有超级高的力学性能、韧性及抗渗性能，可实现现有混凝土强度的极限突破。

Description

一种抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料及制备 方法
技术领域
本发明涉及特殊混凝土制备成型技术领域，具体涉及一种抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料及制备方法。
背景技术
作为现代土木结构工程中使用的最大宗建筑材料，混凝土因其优异的力学性能、耐久性能、经济性能及易施工性能等，被广泛应用于建筑、道路、桥梁、隧道、水坝等工程中。混凝土优异的力学性能是决定其成为结构支撑材料的关键，也是能保证混凝土工程能长期安全服役的先决条件，因此，如何提高混凝土的强度成为其发明以来众多研究人员长期关注的问题，诸多学者对混凝土的原材料与配合比进行持续优化设计，以期能极大提升其力学性能。为此，具有代表性的超高性能混凝土材料应运而生，其采用紧密堆积理论，通过对粉末材料的颗粒级配进行自然堆积设计，并确保其拌合物具备优异的流动性且在完全水化硬化后形成具有超高强度的基体结构。目前，采用现有常规方法制备出的超高性能混凝土抗压强度可达120MPa～500MPa，而对于更高强度(≥500MPa)的混凝土制备与研究则鲜见报道。
在各种前瞻性国家重大工程的指引下，现代混凝土需适应轻量化、高层化、大跨化、重载化等结构形式的发展。同时，混凝土的服役也从大气、水工、海工等普通环境条件转向超低温、高温、超高压、严重腐蚀等极端环境条件。然而，目前对传统混凝土的性能调控与研究已经达到了瓶颈期，使得其在一些面向未来的超级工程中的关键应用与极限服役存在着极大局限性。
因此，在面临结构复杂的承载需求与环境的极端挑战下，目前亟待解决的技术问题是：如何提高混凝土材料的抗压强度，使其成为抗压强度500～800MPa的超级高强混凝土材料。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料及制备方法。
本发明提供了一种超级高强混凝土材料，具有这样的特征，以重量份计，包括：超高强专用胶凝材料700～1600份、石英粉200～350份、细骨料550～1000份、水50～300份、纳米粉末材料0.7～32份、高强高弹模纤维8～166份以及专用超高表面活性外加剂3.5～48份，其中，纳米粉末材料为超高强专用胶凝材料的0.1～2wt％，高强高弹模纤维的体积掺量为0.5～5％，专用超高表面活性外加剂为超高强专用胶凝材料总量的0.5～3wt％，水胶比为0.05～0.12，其中，水胶比是指水与超高强专用胶凝材料的质量的比例。
在本发明提供的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料中，还可以具有这样的特征：其中，超高强专用胶凝材料包括水泥500～900份、硅灰100～400份以及矿粉100～300份复合而成，水泥为P·O 525水泥、P·O 625水泥和P·O 725水泥中的一种或几种，水泥的比表面积为350～550m2/kg，粒径为1～30μm，硅灰的比表面积为2×104～2.5×104m2/kg，粒径为0.1～0.5μm；矿粉的比表面积为450～1000m2/kg，粒径为50～100μm；石英粉的比表面积为1.5×104～2.5×104m2/kg，粒径为0.5～10μm。
在本发明提供的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料中，还可以具有这样的特征：其中，纳米粉末材料为纳米SiO2、纳米CaCO3和纳米碳纤维中的一种或几种，纳米粉末材料的比表面积为7×105～1×106m2/kg，粒径为0.001～0.1μm，细骨料为花岗岩、玄武岩、石英砂和金属钢骨料中的一种或几种，细骨料的粒径为75～1000μm，骨料的抗压强度大于200MPa。
在本发明提供的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料中，还可以具有这样的特征：其中，高强高弹模纤维为有机纤维、无机高分子纤维和金属纤维中的一种或者几种，有机纤维包括碳纤维、芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维，无机高分子纤维包括玻璃纤维，金属纤维包括钢纤维，高强高弹模纤维的直径为0.05～0.5mm、长度1～10mm、形状为直线型、平面网状和三维立体状中一种或几种，抗拉强度为2850～4000MPa，弹性模量为100～300GPa，专用超高表面活性外加剂为表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂和复配表面活性剂的一种或者几种，专用超高表面活性外加剂具有30～45％的减水率。
本发明还提供了一种抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的制备方法，具有这样的特征：制备方法为常温浇筑成型法或高温压制成型法。
在本发明提供的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，常温浇筑成型法具体包括如下步骤：S1，基于超紧密堆积设计理论和临界水膜厚度理论设计出超级高强混凝土材料的配合比，并根据原材料设计参数准备相应规格的混凝土原材料；S2，将步骤S1中的原材料充分干拌混合并加入水，搅拌至流动性状态，得到混凝土拌合物；S3，将混凝土拌合物装至模具中，覆盖保鲜膜并静止20～30h后拆模，得到超级高强混凝土材料；S4，将超级高强混凝土材料采用标准养护、蒸汽养护或热水养护中的一种或几种组合养护方式进行3d、7d或28d的养护。
在本发明提供的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤S1中的混凝土原材料以重量份计，为超高强专用胶凝材料700～1600份、石英粉200～350份、细骨料550～1000份、纳米粉末材料0.7～32份、高强高弹模纤维8～166份以及专用超高表面活性外加剂3.5～48份。
在本发明提供的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，高温压制成型法具体包括如下步骤：(1)基于超紧密堆积设计理论和临界水膜厚度理论设计出超级高强混凝土材料的配合比，并根据原材料设计参数准备相应规格的混凝土原材料；(2)将步骤(1)中的原材料充分干拌混合并加入水，搅拌至均匀湿润状态，得到湿粉末材料；(3)称取一定量的湿粉末材料，多次填充至加压模具中，并对该模具进行超声分散作用；(4)将加压模具放至万能材料试验机上，设定好温度参数和力学加压参数，得到填充好的混凝土模具；(5)对填充好的混凝土模具进行高温加压，试验结束后取出模具并拆卸得到超级高强混凝土材料；(6)将超级高强混凝土材料采用标准养护、蒸汽养护或热水养护中的一种或几种组合养护方式进行3d、7d或28d的养护。
在本发明提供的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤(1)中的混凝土原材料以重量份计，为超高强专用胶凝材料700～1600份、石英粉200～350份、细骨料550～1000份、纳米粉末材料0.7～32份、高强高弹模纤维8～166份以及专用超高表面活性外加剂3.5～48份。
在本发明提供的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤(4)中的温度参数包括：目标温度为～20～600℃，升降温时间为0.5～3h、恒温时间为0.5～12h、循环次数为0～10次；步骤(4)中的力学加压参数包括：目标压力100～20000kN，目标强度为10～1000MPa，加/卸压速率为力控制0.5～5MPa/s或位移控制0.5～5mm/min，恒压时间为0.5～12h。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的一种抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料及其制备方法，本发明首次采用超紧密堆积理论和临界水膜厚度理论来设计混凝土的配合比，通过考虑干湿粉末堆积参数、水泥浆体温压密实参数、硬化水泥浆体水化密实特征与参数，从纳米尺度、微观尺度、宏观尺度对水泥水化产物的堆积结构参数进行分层级设计，最后通过常温浇筑成型法和高温压制成型法制备超级高强混凝土。在压制成型过程中，湿粉末材料在加压作用下实现了颗粒间的超紧密堆积，此时的水泥浆体完全由挤压密实且表面被浸润的颗粒组成，其内部无孔隙率。随着温压作用下的水泥水化反应，越来越多的水化产物形成，并持续挤压密实填充混凝土内部结构空间，最终产生了超高(≥500MPa)的强度。
本发明的超级高强混凝土材料以重量份计，包括：超高强专用胶凝材料700～1600份、石英粉200～350份、细骨料550～1000份、水50～300份、纳米粉末材料0.7～32份、高强高弹模纤维8～166份以及专用超高表面活性外加剂3.5～48份，其中，纳米粉末材料为超高强专用胶凝材料的0.1～2wt％，高强高弹模纤维的体积掺量为0.5～5％，专用超高表面活性外加剂为超高强专用胶凝材料总量的0.5～3wt％，水胶比为0.05～0.12，本发明采用这种特殊设计的配合比，最终使得混凝土材料的抗压强度能够达到500～800MPa。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例对本发明抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料及制备方法作具体阐述。
实施例1
本实施例中，抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料采用常温浇筑成型法制备，制备方法具体包括如下步骤：
S1，按照表1中的质量份数称取原材料，其中水泥为P·O525水泥，纳米SiO2的粒径为0.01μm，细骨料为粒径75～300μm连续级配的花岗岩：钢纤维为直径为0.1mm、长度为3mm、抗拉强度为3900MPa的平直型镀铜钢纤维；专用超高表面活性外加剂为超高减水率聚羧酸型减水剂。
表1实施例1的混凝土原材料配合比
S2，将步骤S1中的材料充分干拌混合并加入水150份，搅拌至流动性状态，得到混凝土拌合物。
S3，将混凝土拌合物装至模具中，覆盖保鲜膜并静止24h后拆模，得到超级高强混凝土材料。
S4，将超级高强混凝土材料采用蒸汽养护进行3d、7d、28d的养护，养护结束后取出测试混凝土的力学性能。
本实施例基于超紧密堆积设计理论和临界水膜厚度理论设计出抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的配合比，并根据原材料设计参数准备相应规格的混凝土原材料，本实施例中的超级高强混凝土材料28d的性能测试表明：该混凝土的抗压强度为579.9MPa，抗拉强度为56.5MPa，弹性模量为61.3GPa，孔隙率为0.04％，抗渗等级≥P12。
本实施例中，超级高强混凝土材料的原料配比按照超紧密堆积结构设计方法进行设计，具体包括如下步骤：
一，计算初始材料粉体在干燥状态下紧密堆积的掺配比例，从而确定水泥、硅灰、矿粉、石英粉、细骨料、纳米粉末的体积比。
根据初始材料的粒径分布采用修正安德森模型计算各粉体材料在干燥状态下紧密堆积的掺配比例，初始材料为水泥、硅灰、矿粉、石英粉、细骨料、纳米粉末，其中凝胶材料为水泥、硅灰和矿粉。
P·O 525水泥粒径为1～25μm，比表面积为378m2/kg，密度为3140kg/m3；硅灰的粒径为0.2～0.7μm，比表面积为25400m2/kg，密度为2450kg/m3；矿粉的粒径为70～90μm，比表面积为790m2/kg，密度为337kg/m3；石英粉的粒径为2～8μm，比表面积为21800m2/kg，密度为2730kg/m3；纳米粉末材料为纳米SiO2，粒径为0.005～0.05μm，比表面积为850000～1100000m2/kg，密度为121kg/m3；细骨料为金属钢骨料，粒径为100～900μm，比表面积为89m2/kg，密度为7790kg/m3；钢纤维为直径0.08～0.4mm和长度2～12mm的超高强钢纤维，密度为7860kg/m3；粉体组分拌合过程中添加2％的专用超高表面活性外加剂，减水效率为40～45％。
根据初始材料的粒径分布采用修正安德森模型计算各粉体材料在干燥状态下紧密堆积的掺配比例：
式中，P(D)为固体中小于粒径D的分数；Dmax为固体中的最大粒径；Dmin为最小粒径；q是分布模量。根据上式采用最小二乘法调整固体颗粒的质量比，使得固体颗粒混合物达到目标曲线的最佳拟合位置，从而确定水泥、硅灰、矿粉、石英粉、细骨料、纳米粉末的体积比。
二，基于水泥、硅灰、矿粉、石英粉、细骨料、纳米粉末的体积比，通过湿堆积密度建立混凝土成型压力与水膜厚度的量化关系。
采用超声分散确保其与水拌合过程中的均匀性，建立水膜厚度与成型压力、水胶比之间的量化关系：
式中，τ为湿堆积密度；M为混合物重量；V为压力作用下体积大小；ρw、ρc、ρf、ρm、ρq、ρa、ρn分别为水、水泥、硅灰、矿粉、石英粉、细骨料、纳米粉末的密度；Yw、Yc、Yf、Ym、Yq、Ya、Yn分别为水、水泥、硅灰、矿粉、石英粉、细骨料、纳米粉末与总混合物的体积比。
式中，λ为拌合后混凝土的孔隙率；A为胶凝材料组份的比表面积，Ac、Af、Am分别为水泥、硅灰、矿粉的比表面积；Rc、Rf、Rm分别为水泥、硅灰、矿粉与胶凝材料的体积比，d为水膜厚度。
根据Heckel方程描述压力作用下拌合物湿堆积密度的关系：
τ(P)＝ae-kP+b
与所得拟合公式联立得到超紧密堆积系数与水胶比-压力间的关系式。与上述所得拟合公式联立得到水膜厚度与成型压力-水胶比的关系式，水胶比指水与凝胶材料的比值。
d(P,w)＝ae-kP+bw+c
式中，P为成型压力，w为水胶比，a、b、c则分别是粉体在压力作用下运动致密常数，该参数通过MATLAB拟合部分不同水胶比和成型压力作用下的孔隙率结果计算得到。
三，确定混凝土初期养护条件及相应条件下的水泥颗粒的外部水化产物层厚度。
确立混凝土初期养护条件下水泥颗粒外部水化产物层厚度：初步养护条件为30～90℃的温度，40～95％的湿度。根据文献资料，外层水化产物厚度的增加主要发生在放热曲线的诱导期末至加速期中段，随后水化过程主要涉及内部水化产物层的变化。因此，在外部水化产物层增长停止时，标志着水泥颗粒水化后的最大粒径尺寸，本发明以2天后外层产物生长完成。通过测定标准养护条件下不同水胶比下的水泥在2天时的水化程度建立其与外部水化产物层的函数关系：
DoH'＝DoH(w)*T*RH
式中，DoH为不同水胶比下水泥颗粒在标准养护条件下2天的水化程度，通过MATLAB拟合该函数关系。DoH'为考虑温度和湿度后的水化程度，T为温度影响系数，t为温度，RH为湿度影响系数，h为湿度。从测定标准养护条件下不同水胶比下的水泥在2天时的水化程度建立其与外部水化产物层的函数关系：
V2d＝Vunreact+Vproduct
式中，V2d为养护两天后水泥的体积，主要由已水化产物体积Vproduct和未水化产物体积Vunreact组成和，并且认为当1cm3水泥颗粒水合时，产生约2.2cm3的水化产物。因此可以计算初始水泥颗粒体积Vinitial与Vunreact、Vproduct的关系。
Vunreact＝(1-DoH)*Vinitial
Vproduct＝2.2*DoH*Vinitial
V2d＝(1+1.2DoH)*Vinitial
进而通过体积计算得到外部产物的半径Router与初始半径Rinitial的关系。
四，基于所述水膜厚度与所述外部水化产物层厚度相匹配的超紧密堆积设计，重新确定水泥、硅灰、矿粉、石英粉、细骨料、纳米粉末的体积比。
基于水膜厚度与外层水化产物厚度相匹配的超紧密堆积设计，将水膜厚度d与水泥颗粒的外部水化产物层厚度Router一致时定义为临界水膜厚度dcritical并匹配该参数。
d＝dcritical＝Router
将修正后的水泥颗粒粒径重新带入紧密堆积方程中，采用最小二乘法对固体颗粒的质量比进行重新设计，进而确定水泥、硅灰、矿粉、石英粉、细骨料、纳米粉末的体积比。
实施例2
本实施例中，抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料采用高温压制成型法制备，制备方法具体包括如下步骤：
(1)按照表2中的质量份数称取原材料，其中，水泥为P·O625水泥，纳米粉末材料为粒径0.07μm纳米碳纤维，细骨料为粒径75～450μm连续级配的金属钢骨料；高强高弹模纤维由碳纤维和三维网状钢纤维混合而成；专用超高表面活性外加剂为超高减水率聚羧酸型减水剂。
表2实施例1的混凝土原材料配合比
(2)将步骤(1)中的材料充分干拌混合并加入水150份，搅拌至均匀湿润状态，得到湿粉末材料。
(3)将湿粉末材料，多次填充至加压模具中，并对该模具进行超声分散作用。
(4)将加压模具放至万能材料试验机上，设定好温度参数：目标温度为470℃、升降温时间为0.5h、恒温时间为6h、循环次数为1次，以及力学加压参数：目标压力20000kN、目标强度为600MPa、加/卸压速率为力控制3MPa/s、恒压时间为5h，得到填充好的混凝土模具。
(5)对填充好的混凝土模具进行高温加压，试验结束后取出模具并拆卸得到超级高强混凝土材料。
(6)将制备好的混凝土材料采用标准养护进行3d、7d、28d的养护，养护结束后取出测试混凝土的力学性能。
本实施例基于超紧密堆积设计理论和临界水膜厚度理论设计出抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的配合比，并根据原材料设计参数准备相应规格的混凝土原材料，本实施例中的超级高强混凝土材料28d的性能测试表明：该混凝土的抗压强度为752.3MPa，抗拉强度为70.1MPa，弹性模量为50.3GPa，孔隙率为0.01％，抗渗等级≥P12。
实施例的作用与效果
现有技术通常基于超紧密堆积理论计算粉料材料的最紧密堆积配比，进行混凝土材料配比设计，在部分极端环境条件下存在强度不足的缺陷，相比现有技术，本发明的实施例并不局限于超紧密堆积设计理论，而是根据混凝土硬化全过程物理化学反应以及多尺度结构特征，提出了利用超紧密堆积理论和临界水膜厚度理论来实现混凝土的超级高强化，同时通过调控温度参数和力学加压参数，可对混凝土的强度持续高强化提升，突破现有混凝土的强度极限。
本发明在制备过程中引入超声分散作用来替代传统的机械振捣作用，不仅可加速少量水分在固相粉末材料表面的快速吸附与均匀分散，还能使所有固相粉末材料快速形成均匀、稳定、致密的均质态，最终使混凝土的微结构更加均质化、致密化、高强化。
本发明使用了不同类型与尺寸规格的纤维材料，其能确保超级高强混凝土在加压至500MPa之前具备优良的韧性，解决了其提前发生爆炸破坏的可能性。
本发明制备的超级高强混凝土可达到如下技术标准：
1)力学性能：28d抗压强度≥500MPa，抗压强度≥50MPa，弹性模量≥50GPa。
2)孔隙率≤0.1％。
3)抗渗性：抗渗等级≥P12(抗渗等级按照规范《混凝土质量控制标准》(GB50164～2011)测定)。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料，其特征在于，以重量份计，包括：
超高强专用胶凝材料700～1600份、石英粉200～350份、细骨料550～1000份、水50～300份、纳米粉末材料0.7～32份、高强高弹模纤维8～166份以及专用超高表面活性外加剂3.5～48份，
其中，所述纳米粉末材料为超高强专用胶凝材料的0.1～2wt％，所述高强高弹模纤维的体积掺量为0.5～5％，所述专用超高表面活性外加剂为超高强专用胶凝材料总量的0.5～3wt％，所述水胶比为0.05～0.12。
2.根据权利要求1所述的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料，其特征在于：
其中，所述超高强专用胶凝材料包括水泥500～900份、硅灰100～400份以及矿粉100～300份复合而成，所述水泥为P·O 525水泥、P·O 625水泥和P·O 725水泥中的一种或几种，所述水泥的比表面积为350～550m2/kg，粒径为1～30μm，所述硅灰的比表面积为2×104～2.5×104m2/kg，粒径为0.1～0.5μm；所述矿粉的比表面积为450～1000m2/kg，粒径为50～100μm；所述石英粉的比表面积为1.5×104～2.5×104m2/kg，粒径为0.5～10μm。
3.根据权利要求1所述的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料，其特征在于：
其中，所述纳米粉末材料为纳米SiO2、纳米CaCO3和纳米碳纤维中的一种或几种，所述纳米粉末材料的比表面积为7×105～1×106m2/kg，粒径为0.001～0.1μm，所述细骨料为花岗岩、玄武岩、石英砂和金属钢骨料中的一种或几种，所述细骨料的粒径为75～1000μm，骨料的抗压强度大于200MPa。
4.根据权利要求1所述的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料，其特征在于：
其中，所述高强高弹模纤维为有机纤维、无机高分子纤维和金属纤维中的一种或者几种，所述有机纤维包括碳纤维、芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维，所述无机高分子纤维包括玻璃纤维，所述金属纤维包括钢纤维，所述高强高弹模纤维的直径为0.05～0.5mm、长度1～10mm、形状为直线型、平面网状和三维立体状中一种或几种，抗拉强度为2850～4000MPa，弹性模量为100～300GPa，所述专用超高表面活性外加剂为表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂和复配表面活性剂的一种或者几种，所述专用超高表面活性外加剂具有30～45％的减水率。
5.一种如权利要求1～4中任一项所述的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的制备方法，其特征在于：
所述制备方法为常温浇筑成型法或高温压制成型法。
6.根据权利要求5所述的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的制备方法，其特征在于，所述常温浇筑成型法具体包括如下步骤：
S1，基于超紧密堆积设计理论和临界水膜厚度理论设计出超级高强混凝土材料的配合比，并根据原材料设计参数准备相应规格的混凝土原材料；
S2，将步骤S1中的所述原材料充分干拌混合并加入水，搅拌至流动性状态，得到混凝土拌合物；
S3，将所述混凝土拌合物装至模具中，覆盖保鲜膜并静止20～30h后拆模，得到超级高强混凝土材料；
S4，将所述超级高强混凝土材料采用标准养护、蒸汽养护或热水养护中的一种或几种组合养护方式进行3d、7d或28d的养护。
7.根据权利要求6所述的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤S1中的所述混凝土原材料以重量份计，为超高强专用胶凝材料700～1600份、石英粉200～350份、细骨料550～1000份、纳米粉末材料0.7～32份、高强高弹模纤维8～166份以及专用超高表面活性外加剂3.5～48份。
8.根据权利要求5所述的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的制备方法，其特征在于，所述高温压制成型法具体包括如下步骤：
(1)基于超紧密堆积设计理论和临界水膜厚度理论设计出超级高强混凝土材料的配合比，并根据原材料设计参数准备相应规格的混凝土原材料；
(2)将步骤(1)中的所述混凝土原材料充分干拌混合并加入水，搅拌至均匀湿润状态，得到湿粉末材料；
(3)称取一定量的所述湿粉末材料，多次填充至加压模具中，并对该模具进行超声分散作用；
(4)将所述加压模具放至万能材料试验机上，设定好温度参数和力学加压参数，得到填充好的混凝土模具；
(5)对所述填充好的混凝土模具进行高温加压，试验结束后取出模具并拆卸得到超级高强混凝土材料；
(6)将所述超级高强混凝土材料采用标准养护、蒸汽养护或热水养护中的一种或几种组合养护方式进行3d、7d或28d的养护。
9.根据权利要求8所述的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤(1)中的混凝土原材料以重量份计，为超高强专用胶凝材料700～1600份、石英粉200～350份、细骨料550～1000份、纳米粉末材料0.7～32份、高强高弹模纤维8～166份以及专用超高表面活性外加剂3.5～48份。
10.根据权利要求8所述的抗压强度为500～800MPa的超级高强混凝土材料的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤(4)中的温度参数包括：目标温度为20～600℃，升降温时间为0.5～3h、恒温时间为0.5～12h、循环次数为0～10次；所述步骤(4)中的力学加压参数包括：目标压力100～20000kN，目标强度为10～1000MPa，加/卸压速率为力控制0.5～5MPa/s或位移控制0.5～5mm/min，恒压时间为0.5～12h。
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