本发明专利技术涉及混凝土技术领域，具体涉及一种超高性能混凝土及其制备方法，按照质量百分比计，制备所述超高性能混凝土的原料包括：硅酸盐水泥20%～40%、硅灰5%～10%、粉煤灰微珠2%～6%、石英砂30%～50%、改性油页岩轻质骨料1%～5%、内养剂0.1%～10%、改性硅灰石超细纤维粉1%～10%、超分散剂0.1%～1%、超塑化剂0.1%～1%、镀铜微丝钢纤维3%～8%、余量为水。该超高性能混凝土流动性好，易拌合，成型后会随着时间的延长缓慢释放内部水分，大幅降低收缩，体积稳定性和耐久性优异，同时降低了超高性能混凝土自重以及成本，拓宽了油页岩废渣的应用途径，减少了环境污染。减少了环境污染。
【技术实现步骤摘要】
一种超高性能混凝土及其制备方法
[0001]本专利技术涉及混凝土
，具体涉及一种超高性能混凝土及其制备方法。
技术介绍
[0002]超高性能混凝土是指力学性能、耐久性能等各项性能都远超普通混凝土和高性能混凝土的一种新型水泥基材料，其拥有超高强度，超高耐久性，超高韧性等诸多优点，用于建筑物中可降低混凝土结构的厚度，降低工程总造价。
[0003]但超高性能混凝土存在如原材料成本高、制备工艺复杂等问题而进一步限制了其推广应用。此外超高性能混凝土具有非常低的水胶比、胶凝材料含量大、活性矿物掺合料掺量高和粗骨料掺量低等特点，导致其流动度较低，施工性能差，同时，在凝结硬化以及硬化后服役过程中伴随着较大的收缩，体积稳定性差，随着龄期增长，存在超高性能混凝土结构开裂的风险。
[0004]油页岩作为煤和石油的补充能源，其应用前景广阔。由于含油率低，开发利用后留下大量油页岩废渣，若直接堆弃的处理方式，不仅占用宝贵的土地资源，而且油页岩废渣内部的有毒物质随雨水渗入地表，严重污染水源和土地，污染范围超过堆弃面积的数倍，进而产生土壤毒化、农作物受损等一系列环境问题。油页岩渣以颗粒和粉末的形式存在，内部结构疏松多孔，有一定的活性。
[0005]针对超高性能混凝土的存在的收缩大、体积稳定性差的问题，结合油页岩废渣成分和结构特点，开发一种超高性能混凝土以解决油页岩废渣的资源化问题和超高性能混凝土流动性差、体积稳定性差以及成本高的问题是非常具有价值的。
技术实现思路
[0006]针对上述提到的技术问题，本专利技术提供了一种超高性能混凝土及其制备方法，该超高性能混凝土流动性好，易拌合，成型后会随着时间的延长缓慢释放内部水分，大幅降低收缩，体积稳定性和耐久性优异，同时降低了超高性能混凝土自重以及成本，拓宽了油页岩废渣的应用途径，减少了环境污染。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0008]本专利技术一方面提供了一种超高性能混凝土，按照质量百分比计，制备所述超高性能混凝土的原料包括：硅酸盐水泥20％～40％、硅灰5％～10％、粉煤灰微珠2％～6％、石英砂30％～50％、改性油页岩轻质骨料1％～5％、内养剂0.1％～10％、改性硅灰石超细纤维粉1％～10％、超分散剂0.1％～1％、超塑化剂0.1％～1％、镀铜微丝钢纤维3％～8％、余量为水。
[0009]在一些实施方式中，所述内养剂为改性油页岩废渣粉，所述改性油页岩废渣粉的制备步骤如下：
[0010](1)将油页岩废渣粉碎、过筛得到油页岩废渣粗颗粒；
[0011](2)将步骤(1)得到的油页岩废渣粗颗粒进行球磨、过筛得到油页岩废渣粉；
[0012](3)将质量分数为3～20％的碱溶液与步骤(2)得到的油页岩废渣粉按体积比(2～5)：1混合搅拌1～2h，然后加热、过滤，用去离子水洗涤至中性，干燥后即得到碱处理油页岩废渣粉；
[0013](4)将步骤(3)得到的碱处理油页岩废渣粉在减缩剂溶液中浸泡使其达到饱和后进行固液分离，将固液份离后的油页岩废渣粉烘干，即得到改性油页岩废渣粉。
[0014]优选地，所述内养剂为改性油页岩废渣粉，所述改性油页岩废渣粉的制备步骤如下：
[0015](1)采用鄂式破碎机将油页岩废渣粉碎、通过10目方筛得到油页岩废渣粗颗粒；
[0016](2)将步骤(1)得到的油页岩废渣粗颗粒进行球磨2h、通过200目筛得到油页岩废渣粉；
[0017](3)将质量分数为3～20％的碱溶液与步骤(2)得到的油页岩废渣粉按体积比(2～5)：1混合，采用磁力搅拌器搅拌1～2h，使油页岩半废渣粉与碱溶液充分接触，60℃加热20min～40min，过滤，用去离子水洗涤至中性，至于105℃条件下干燥，即得到碱处理油页岩废渣粉；
[0018](4)将步骤(3)得到的碱处理油页岩废渣粉在减缩剂溶液中浸泡4～8h，使其达到饱和后进行固液分离，将固液份离后的油页岩废渣粉在60℃烘干，即得到改性油页岩废渣粉。
[0019]在一些实施方式中，所述碱溶液包括氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液。
[0020]在一些实施方式中，所述减缩剂溶液为水和减缩剂组成，所述减缩剂溶液的浓度为5～20wt％。
[0021]本专利技术对所述减缩剂的来源不做限制，可通过市售购买得到，包括但不限于所述减缩剂购自广西恒邕建材有限公司。
[0022]在一些实施方式中，所述石英砂的粒径为20～120目，所述改性油页岩轻质骨料粒径为20～120目。
[0023]在一些实施方式中，所述改性油页岩轻质骨料的制备步骤如下：
[0024](1)将油页岩废渣粗颗粒在500
‑
800℃条件下煅烧1
‑
2h；
[0025](2)煅烧后进行筛分，得到粒径为20～120目的颗粒，即油页岩轻质骨料；
[0026](3)将所述油页岩轻质骨料在减缩剂溶液中浸泡，使其达到饱和后进行固液分离，将固液份离后的油页岩废渣粉烘干，得到改性油页岩轻质骨料。
[0027]本专利技术中的减缩剂溶液不加特殊说明均是指同一种。
[0028]本专利技术利用油页岩废渣粉呈表面多孔、粗糙、吸水率高的特性，经过减缩剂浸泡改性后作为内养剂，并且利用改性油页岩轻质骨料作为集料制备超高性能混凝土，不但可以减轻混凝土构筑物的自重，而且由于表面多孔、粗糙，内部含有大量毛细孔，可以明显提高骨料与水泥砂浆之间的粘结强度，经过减缩剂浸泡后的湿骨料与改性油页岩废渣粉产生协同作用，使混凝土成型后会随着时间的延长缓慢释放内部水分，从而使混凝土得到充分的内养护，大幅降低混凝土的自收缩和干燥收缩，同时提高混凝土的密实性和强度；此外本专利技术通过将一定浓度的减缩剂溶液预先存储在改性油页岩废渣粉和改性油页岩轻质骨料中，避免减缩剂內掺使用时对水泥水化的影响，且在结构中分布均匀，提高减缩剂在超高性能混凝土中的内养护作用，有效抑制混凝土的收缩。
[0029]在一些实施方式中，所述硅灰中二氧化硅的含量≥90％，比表面积≥18000m2/kg。
[0030]在一些实施方式中，所述改性硅灰石超细纤维粉，其制备步骤如下：
[0031](1)将硅灰石矿粉碎、过筛得到长针状硅灰石；
[0032](2)将得到的长针状硅灰石经振动、气流磨进行破碎，筛分得到细度＞325目，长径比＞10：1的硅灰石超细纤维粉；
[0033](3)将得到的硅灰石超细纤维粉和聚乙二醇硬脂酸酯以质量比(5～10)：1在50℃～60℃混合搅拌30～60min，完成后进行固液分离、烘干即得到所述改性硅灰石超细纤维粉。
[0034]优选地，所述改性硅灰石超细纤维粉，其制备步骤如下：
[0035](1)将硅灰石矿通过圆盘磨粉碎、过100目筛得到长针状硅灰石；
[0036](2)将得到的长针状硅灰石经振动、气流磨进行破碎，筛分得到细度＞325目，长径比＞10：1的硅灰石超细纤维粉；
[0037](3)将得本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超高性能混凝土，其特征在于，按照质量百分比计，制备所述超高性能混凝土的原料包括：硅酸盐水泥20%～40%、硅灰5%～10%、粉煤灰微珠2%～6%、石英砂30%～50%、改性油页岩轻质骨料1%～5%、内养剂0.1%～10%、改性硅灰石超细纤维粉1%～10%、超分散剂0.1%～1%、超塑化剂0.1%～1%、镀铜微丝钢纤维3%～8%、余量为水。2.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土，其特征在于，所述内养剂为改性油页岩废渣粉，所述改性油页岩废渣粉的制备步骤如下：（1）将油页岩废渣粉碎、过筛得到油页岩废渣粗颗粒；（2）将步骤（1）得到的油页岩废渣粗颗粒进行球磨、过筛得到油页岩废渣粉；（3）将质量分数为3～20％的碱溶液与步骤（2）得到的油页岩废渣粉按体积比（2～5）：1混合搅拌1～2h，然后加热、过滤，用去离子水洗涤至中性，干燥后即得到碱处理油页岩废渣粉；（4）将步骤（3）得到的碱处理油页岩废渣粉在减缩剂溶液中浸泡使其达到饱和后进行固液分离，将固液份离后的油页岩废渣粉烘干，即得到改性油页岩废渣粉。3.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土，其特征在于，所述石英砂的粒径为20～120目，所述改性油页岩轻质骨料粒径为20～120目。4.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土，其特征在于，所述改性油页岩轻质骨料的制备步骤如下：（1）将油页岩废渣粗颗粒在500
‑
800℃条件下煅烧1
‑
2h；（2）煅烧后进行筛分，得到粒径为20～120目的颗粒，即油页岩轻质骨料；（3）将所述油页岩轻质骨料在减缩剂溶液中浸泡，使其达到饱和后进行固液分离，将固液份离后的油页岩废渣粉烘干，得到改性油页岩轻质骨料。5.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土，其特征在于，所述硅灰中二氧化硅的含量≥90％，比表面积≥18000m2/kg。6.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土，其特征在于，所述改性硅灰石超细纤维粉，其制备步骤如下：（1）将硅灰石矿粉碎、过筛得到长针状硅灰石；（2）将得到的长针状硅...
【专利技术属性】
技术研发人员：李冠杰，刘丹阳，王敬维，夏宏图，许守岩，
申请(专利权)人：长春市城建维护集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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