一种生态型超高性能混凝土制造技术

本发明专利技术提供一种生态型高强混凝土，包括复合胶凝材料、骨料、纤维、掺入外加剂的水溶液以及助剂混合后经过充分搅拌、振动后制备形成，其特征在于，按照重量份分别包括以下组分：复合胶凝材料包括：以水泥600‑900份和硅灰100‑300份为基准复合胶凝材料，加入100～400份具有胶凝活性的废弃物；骨料包括：以20‑40目砂300‑500份、40‑70目砂100‑300份、325目砂50‑100份为基准骨料，并加入300～600份废弃物骨料；纤维包括：以30‑60份钢纤维为基准纤维，并加入10‑30份废弃物纤维；掺入外加剂的水溶液包括：以12‑40份的高效减水剂母液和100‑150份洁净水为基准溶液，加入50‑120份工厂废水。本方案中将各种工业副产物、废弃物，建筑垃圾、生活垃圾应用于优选后的UHPC配方中，在略微降低、甚至不降低强度的基础上大大降低成本。

An Ecological Super High Performance Concrete

The invention provides an ecological high-strength concrete, including composite cementitious materials, aggregates, fibers, aqueous solutions mixed with admixtures and additives, which are prepared after full mixing and vibration. The characteristics of the concrete include the following components according to weight: composite cementitious materials include: composite cementitious materials based on 600 900 portions of cement and 100 300 portions of silica fume, and composite cementitious materials based on 100 300 portions of silica fume. 100-400 wastes with cementitious activity are added; aggregates include: base aggregates of 20 40 mesh sand 300 500, 40 70 mesh sand 100 300, 325 mesh sand 50 100, and waste aggregates of 300-600; fibers include: base fibers of 30 60 steel fibers and 10 30 waste fibers; aqueous solutions of admixtures include: 12 40 high efficiency. The mother liquor of water reducer and 100 150 clean water were used as reference solution, and 50 120 waste water were added. In this scheme, various industrial by-products, wastes, construction waste and domestic waste are applied to the optimized UHPC formulation, which greatly reduces the cost on the basis of slightly reducing or even not reducing the strength.

【技术实现步骤摘要】
一种生态型超高性能混凝土
本专利技术涉及建筑
，具体涉及一种生态型超高性能混凝土。
技术介绍
建筑行业是我国的支柱性产业，在我国的社会及经济发展中有不可替代的作用，但我国建筑行业的资源消耗在多项指标中都排名第一，建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的20％～40％，这导致大量施工建设所带来的污染与资源消耗成为大家日益关注的问题。同时，随着社会的发展，各类工业副产物、废弃物大量产生，人们的生活垃圾也日益增多，这些废弃物和垃圾处理不当将会对社会和环境带来极大负担，人们正积极寻求建筑行业与各类垃圾之间协同解决的办法。超高性能混凝土(UHPC)作为一种建筑材料，具有强度高、耐久性好、能适应各种严酷环境等优良特点，在机场、军工业、核工业、桥梁公路、海洋工程等领域早已备受青睐。近年来随着人们的大力开发，UHPC逐渐应用到了人们的日常生活中。相对于普通混凝土来说，UHPC在同类型工程中的应用可以大量节省原料，但制备UHPC的各类原料如砂石、水泥的生产或开采同样会破坏环境，国家正大力监管相关行业带来的环保问题，导致许多原料已经供不应求。传统UHPC配合比中采用较高的胶砂比，胶凝材料中大掺量的水泥和硅灰都是价格昂贵的原料，生产成本来说相对较高，不利于推广应用。目前，将各类废弃物应用于普通混凝土中配置低强度混凝土已取得部分应用，有些地方正展开相关示范性生产。实际上，由于UHPC中水胶比极低，浆体内部空隙小，混凝土内通常含有大量未水化的水泥熟料、硅灰以及其他可替代性颗粒，这些价格昂贵的颗粒在UHPC中仅作为一种填充材料，增加了不必要的成本，同时浪费了资源。因此，现在亟需研发一种可以有效利用固体废弃物为原料制作生态型UHPC的配方，在略微降低、甚至不降低强度的基础上减少生产成本，降低建筑物的能耗，实现废弃物的消纳，为社会环保做出贡献。
技术实现思路
：本专利技术目的是提供了一种生态型高强混凝土，要解决现有技术中存在的相应技术问题。为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种生态型高强混凝土，包括复合胶凝材料、骨料、纤维、掺入外加剂的水溶液以及助剂混合后经过充分搅拌、振动后制备形成，按照重量份分别包括以下组分：所述复合胶凝材料包括：以水泥600-900份和硅灰100-300份为基准复合胶凝材料，并加入100～400份具有胶凝活性的废弃物；所述骨料包括：以20-40目砂300-500份和40-70目砂100-300份，325目砂50-100份为基准骨料，并加入300～600份废弃物骨料；所述纤维包括：以30-60份钢纤维为基准纤维，并加入10-30份废弃物纤维；所述掺入外加剂的水溶液包括：以12-40份的高效减水剂母液和100-150份的洁净水为基准溶液，并加入50-120份工厂废水；所述助剂为包括：0.1-1份的消泡剂和0-1份的黏度改性剂。在优选的实施方式中，所述的复合胶凝材料中，水泥选自等级标号425及以上的硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥；所述硅灰为SiO2含量为95％以上的硅灰。在优选的实施方式中，所述的复合胶凝材料中，所述具有胶凝活性的废弃物的含水率≤1％，粒径≥800目，为矿渣、粉煤灰、赤泥、钢铁冶炼锅底灰、水泥混凝土淤泥、咖啡渣和稻壳灰中的一种或多种的任意组合物。在优选的实施方式中，所述的骨料中，所述20-40目砂、40-70目砂和325目砂为河砂或石英砂。在优选的实施方式中，所述的骨料中，所述废弃物骨料的粒径≥10目，与基准骨料的各级配偏差≤20％，为混凝土再生骨料、废瓷砖、水泥混凝土工厂废渣、贝壳渣中的一种或多种的任意组合物。在优选的实施方式中，所述的纤维中，所述钢纤维长度4-15mm，当量直径0.1-0.6mm。在优选的实施方式中，所述的纤维中，所述废弃物纤维长度≤20mm，当量直径≤1mm，弹性模量≥2GPa，抗拉强度≥200MP，为废铁丝、旧合成纤维、布纤维、废弃打包带、植物秸秆纤维中的一种或多种的任意组合物。在优选的实施方式中，所述的掺入外加剂的水溶液中，所述高效减水剂母液为萘系或聚羧酸盐类高效减水剂。在优选的实施方式中，所述的掺入外加剂的水溶液PH≥7，固含量≤10％，所述工厂废水为水泥、混凝土、石膏、矿渣或粉煤灰在生产时排放的废水。在优选的实施方式中，将所述复合胶凝材料、骨料、纤维、掺入外加剂的水溶液以及助剂混合后经搅拌6-15min，在混凝土振动台插捣振动1-5min后成型。本专利技术的技术方案具有以下有益效果：1、本方案确定了基准原料的类型和技术参数，保证基准配方可以容纳低品质原料，同时具有一定的容差性；2、合理设计了配方中各组分的基准原料和废弃物的用量，保证配方能制备UHPC的同时尽可能消纳废弃物；3、确定了各废弃物的类型以及使用参数，保证了废弃物应用于UHPC中的可行性，减少了配制过程中的技术难度和隐患；4、合理使用消泡剂和粘度改性剂作为助剂，一方面提升了配方的稳定性，降低了配制过程的技术难度，另一方面改善了混凝土密实度以及和易性，提高了该UHPC的性能；5、通过设计足够的搅拌和振动插捣时间，确保该UHPC中各原料和废弃物充分混匀，提升其匀质性和密实性，提高了该UHPC的性能。因此，本方案通过将UHPC的配合比优选，利用常规性原料提供基体强度后，使配合比可以容纳低品质原料，同时具有一定的容差性。所以将各种工业副产物、废弃物，建筑垃圾、生活垃圾应用于优选后的UHPC配方中，在略微降低、甚至不降低强度的基础上大大降低了UHPC的生产成本，同时还处理消纳了各种固体废弃物和工厂生产废水，具有显著的环境效益及经济效益，实现了环境保护与经济发展共生。附图说明图1为实施例中生态型高强混凝土试件的制备流程示意图。具体实施方式以下提供本专利技术的优选实施例，以助于进一步理解本专利技术。本领域技术人员应了解到,本专利技术实施例的说明仅是示例性的，并不是为了限制本专利技术的方案。实施例1：各原料按照重量份包括以下组分：选取等级标号为525的硅酸盐水泥700份、硅灰150份、矿渣100份、咖啡渣50份、赤泥50份为复合胶凝材料，且矿渣、咖啡渣和赤泥的含水率≤0.5％，粒径≥800目；选取20-40目石英砂450份、40-70目石英砂180份、325目石英砂85份、废瓷砖250份、水泥混凝土工厂废渣200份为骨料，且废瓷砖和水泥混凝土工厂废渣的粒径≥10目，混合后与基准骨料的各级配偏差≤18％；选取长度6mm，当量直径0.15mm钢纤维50份、废铁丝10份、布纤维5份、废弃打包带5份作为混凝土用纤维，且废铁丝、布纤维和废弃打包带的长度≤15mm，当量直径≤1mm，弹性模量≥2.3GPa，抗拉强度≥250MP；选取25份聚羧酸高效减水剂母液、120份的洁净水，70份水泥和混凝土生产时排放的废水，且PH≥11，固含量≤8％，无明显其他杂质；选取消泡剂0.6份和粘度改性剂0.2份。采用上述原料制备UHPC试件的具体步骤包括：S1、原料混合：将上述各原料混合；S2、搅拌：将所有原料充分搅拌10min；S3、振动：将步骤S2中搅拌后的所有原料混合物在混凝土振动台插捣振动2min；S4、成型：将步骤S3中振动后的原料混合物置于模具中成型。将成型后的UHPC试件在标准条件下(温度20-25℃，湿度80-90％)养护28d后进行检测，参见下表1的检测数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生态型高强混凝土，包括复合胶凝材料、骨料、纤维、掺入外加剂的水溶液以及助剂，其特征在于，按照重量份包括以下组分：所述复合胶凝材料包括：以水泥600‑900份和硅灰100‑300份为基准复合胶凝材料，加入100～400份具有胶凝活性的废弃物；所述骨料包括：以20‑40目砂300‑500份、40‑70目砂100‑300份和325目砂50‑100份为基准骨料，加入300～600份废弃物骨料；所述纤维包括：以30‑60份钢纤维为基准纤维，并加入10‑30份废弃物纤维；所述掺入外加剂的水溶液包括：以12‑40份的高效减水剂母液和100‑150份的洁净水为基准溶液，加入50‑120份工厂废水；所述助剂为包括：0.1‑1份的消泡剂和0‑1份的黏度改性剂。

【技术特征摘要】
1.一种生态型高强混凝土，包括复合胶凝材料、骨料、纤维、掺入外加剂的水溶液以及助剂，其特征在于，按照重量份包括以下组分：所述复合胶凝材料包括：以水泥600-900份和硅灰100-300份为基准复合胶凝材料，加入100～400份具有胶凝活性的废弃物；所述骨料包括：以20-40目砂300-500份、40-70目砂100-300份和325目砂50-100份为基准骨料，加入300～600份废弃物骨料；所述纤维包括：以30-60份钢纤维为基准纤维，并加入10-30份废弃物纤维；所述掺入外加剂的水溶液包括：以12-40份的高效减水剂母液和100-150份的洁净水为基准溶液，加入50-120份工厂废水；所述助剂为包括：0.1-1份的消泡剂和0-1份的黏度改性剂。2.根据权利要求1所述的生态型高强混凝土，其特征在于，所述的复合胶凝材料中，水泥选自等级标号425及以上的硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥；所述硅灰为SiO2含量为95％以上的硅灰。3.根据权利要求2所述的生态型高强混凝土，其特征在于，所述的复合胶凝材料中，所述具有胶凝活性的废弃物的含水率≤1％，粒径≥800目，为矿渣、粉煤灰、赤泥、钢铁冶炼锅底灰、水泥混凝土淤泥、咖啡渣和稻壳灰中的一种或多种的任意组合物。4.根据权利要求1或2所述的生态型高强混凝土，其特征在于，所述的骨料中，所述20-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：周全，王杰，
申请(专利权)人：湖南大学，中民筑友建设科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43