一种早期防开裂超高性能混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种早期防开裂超高性能混凝土及其制备方法，首先将生物质材料冲洗、烘干，将烘干的生物质材料置于马弗炉中煅烧，然后粉磨，得到生物质焚烧灰；之后按照超高性能混凝土基准配合比，将其中部分硅灰替换为生物质焚烧灰，进行拌合搅拌，得到待浇筑的早期防开裂超高性能混凝土浆料；将上述搅拌好的新鲜混凝土浆倒入模具中，置于标准养护室中进行初步养护后脱模，得到试块，将脱模后的试块用保鲜膜密封并置于恒定温度和湿度环境下养护至28d，即得到早期防开裂超高性能混凝土试块。本发明专利技术不仅能够减轻生物质焚烧灰等农业固体废弃物对环境造成的污染，同时能替代部分水泥，节约成本，降低能耗，具有很好的经济效益与社会效益。会效益。

【技术实现步骤摘要】
52.5级,密度为3.2g/cm3，勃氏比表面积为0.45m2/g。
[0014]作为一种优选技术方案，所述硅灰中SiO2的含量为94.5％，平均粒径为0.1
‑
0.15μm。
[0015]作为一种优选技术方案，所述生物质焚烧灰是将生物质材料煅烧、粉磨获得，其平均粒径为5
‑
20μm，吸水率大于等于12％，SiO2含量高于80％。
[0016]作为一种优选技术方案，所述生物质焚烧灰的生物质材料选自稻壳、麦秸秆、花生壳、玉米芯、竹叶及象草中的任意一种或者几种。
[0017]作为一种优选技术方案，所述早期防开裂超高性能混凝土的水胶比为0.15
‑
0.18。
[0018]作为一种优选技术方案，所述减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂中的一种。
[0019]本专利技术还保护一种早期防开裂超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0020]步骤(1)制备生物质焚烧灰
[0021]将生物质材料冲洗、烘干，将烘干的生物质材料置于马弗炉中煅烧，然后粉磨，得到平均粒径为5
‑
20μm的生物质焚烧灰；
[0022]步骤(2)称量混合
[0023]按重量份计，准备如下组分：硅酸盐水泥30％
‑
40％；硅灰7％
‑
9％；石英粉5
‑
10％；石英砂40％
‑
50％；聚羧酸减水剂0.4
‑
0.6％；水6％
‑
8％，生物质焚烧灰的掺量为替代硅灰质量的25％
‑
100％；将水泥、硅灰、生物质焚烧灰、石英粉、石英砂加入搅拌机中初步搅拌混合均匀，然后加入水和减水剂，机械搅拌混合均匀，得到待浇筑的混凝土浆料；
[0024]步骤(3)成型与养护
[0025]将上述搅拌好的新鲜混凝土浆倒入模具中，置于标准养护室中进行初步养护后脱模，得到试块，将脱模后的试块用保鲜膜密封并置于恒定温度和湿度环境下养护至28d，即得到早期防开裂超高性能混凝土试块。
[0026]作为一种优选技术方案，步骤(1)中，生物质材料烘干温度为70
‑
90℃，烘干时间为18
‑
30h，最优烘干条件为80℃温度下烘干24h。
[0027]作为一种优选技术方案，步骤(2)中，初步搅拌混合均为的搅拌时间为3
‑
5min；加入水和减水剂后，机械搅拌混合均匀的搅拌时间为5
‑
10min。
[0028]作为一种优选技术方案，步骤(3)中，初步养护时间为24h；
[0029]恒定温度为18
‑
25℃，恒定湿度为相对湿度55
‑
65％；最优恒温恒湿环境为温度为20
±
1℃，相对湿度60％的环境下养护至28d。
[0030]本专利技术早期防开裂超高性能混凝土的早期防开裂原理如下：
[0031]生物质焚烧灰是具有多孔、高比表面积的特性，能够在水化早期吸收一部分游离自由水，并在水泥水化过程中逐渐释放，从而减缓混凝土内部相对湿度的降低及抑制自收缩的发展，是性能优良且经济实用的内养护材料；适当煅烧后生物质焚烧灰含有较高含量的无定形SiO2(80％
‑
90％)，能够部分取代硅灰制备超高性能混凝土，从而改善混凝土的力学性能及孔结构；同时，生物质焚烧灰易于均匀分布于混凝土中，不会造成类似于超吸水树脂吸水膨胀及释水收缩而引起内部孔洞的问题。因此，采用生物质焚烧灰替代硅灰制备超高性能混凝土不仅能降低环境污染，节约成本，同时也能抑制超高混凝土由于早期自收缩而引起的开裂问题。
[0032]与相应技术相比，本专利技术有益效果如下：
[0033](1)本专利技术是以生物质焚烧灰替代基准配合比中25％
‑
100％硅灰制备超高性能混凝土，主要利用生物质焚烧灰的吸水/释水特性、火山灰效应及易于分散效果来提高超高混凝土的力学性能，减缓内部相对湿度的降低及抑制自收缩的发展。
[0034](2)本专利技术不仅能够减轻生物质焚烧灰等农业固体废弃物对环境造成的污染，同时能替代部分水泥，节约成本，降低能耗，具有很好的经济效益与社会效益。
具体实施方式
[0035]下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步说明，但本专利技术不局限于以下实施例。实施例中所用的原材料除另有说明外，均为建筑行业通用材料，并可通过商业渠道购得。实施例中所用的水泥、硅灰、石英粉、石英砂、减水剂均购于湖北省武汉市。生物质焚烧灰为实验室制备。超高性能混凝土的制备方法均采用以下步骤：
[0036]步骤(1)制备生物质焚烧灰
[0037]将生物质材料冲洗、烘干，将烘干的生物质材料置于马弗炉中煅烧，然后粉磨，得到平均粒径为5
‑
20μm的生物质焚烧灰；
[0038]步骤(2)称量混合
[0039]按重量份计，准备如下组分：硅酸盐水泥30％
‑
40％；硅灰7％
‑
9％；石英粉5
‑
10％；石英砂40％
‑
50％；聚羧酸减水剂0.4
‑
0.6％；水6％
‑
8％，生物质焚烧灰的掺量为替代硅灰质量的25％
‑
100％；将水泥、硅灰、生物质焚烧灰、石英粉、石英砂加入搅拌机中初步搅拌混合均匀，然后加入水和减水剂，机械搅拌混合均匀，得到待浇筑的混凝土浆料；
[0040]步骤(3)成型与养护
[0041]将上述搅拌好的新鲜混凝土浆倒入模具中，置于标准养护室中进行初步养护后脱模，得到试块，将脱模后的试块用保鲜膜密封并置于恒定温度和湿度环境下养护至28d，即得到早期防开裂超高性能混凝土试块，即可测试抗压强度。将上述搅拌好的新鲜混凝土倒入相应模具中，测试其7d内部相对湿度及自收缩。
[0042]实施例1
[0043]一种早期防开裂超高性能混凝土包括以下组分：硅酸盐水泥32％、硅灰6％、生物质焚烧灰2％、石英粉8％；石英砂45.5％；聚羧酸减水剂0.5％；水6％。其中生物质焚烧灰为稻壳灰，生物质焚烧灰的掺量为硅灰质量的25％，早期防开裂超高性能混凝土的水胶比为0.15。
[0044]实施例2
[0045]一种早期防开裂超高性能混凝土包括以下组分：硅酸盐水泥32％、硅灰4％、生物质焚烧灰4％、石英粉8％；石英砂45.5％；聚羧酸减水剂0.5％；水6％。其中生物质焚烧灰为稻壳、麦秸杆焚烧灰的混合物，二者比例为1:2，生物质焚烧灰的掺量为硅灰质量的50％，早期防开裂超高性能混凝土的水胶比为0.15。
[0046]实施例3
[0047]一种早期防开裂超高性能混凝土包括以下组分：硅酸盐水泥32％、硅灰4％、生物质焚烧灰4％、石英粉8％；石英砂45.5％；聚羧酸减水剂0.5％；水6％。其中生物质焚烧灰为稻壳、花生壳及玉米芯焚烧灰的混合物，三者比例为2:1:本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种早期防开裂超高性能混凝土，其特征在于：将超高性能混凝土基准配合比中硅灰的25％
‑
100％替换为生物质焚烧灰，超高性能混凝土基准配合比按照质量份如下：水泥：30％
‑
40％硅灰：7％
‑
9％石英粉：5％
‑
10％石英砂：40％
‑
50％减水剂：0.4％
‑
0.6％；剩余为水：6％
‑
8％。2.根据权利要求1所述早期防开裂超高性能混凝土，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥，硅酸盐水泥的强度等级为P
·
O 52.5级,密度为3.2g/cm3，勃氏比表面积为0.45m2/g。3.根据权利要求1所述早期防开裂超高性能混凝土，其特征在于：所述硅灰中SiO2的含量为94.5％，平均粒径为0.1
‑
0.15μm。4.根据权利要求1所述早期防开裂超高性能混凝土，其特征在于：所述生物质焚烧灰是将生物质材料煅烧、粉磨获得，其平均粒径为5
‑
20μm，吸水率大于等于12％，SiO2含量高于80％。5.根据权利要求1所述早期防开裂超高性能混凝土，其特征在于：所述生物质焚烧灰的生物质材料选自稻壳、麦秸秆、花生壳、玉米芯、竹叶及象草中的任意一种或者几种。6.根据权利要求1所述早期防开裂超高性能混凝土，其特征在于：所述早期防开裂超高性能混凝土的水胶比为0.15
‑
0.18。7.根据权利要求1所述早期防开裂超高性能混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂或萘...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相国，田博，吕阳，何晨昊，张成龙，侯圣举，陈扬，姜东兵，许金生，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：