【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地聚物基建筑材料，尤其是涉及一种超高延性地聚物再生混凝土及其制备方法。
技术介绍
1、地聚物混凝土是一种新型建筑环保材料，具有快速凝结和早期强度高的特点，同时还具备出色的耐火性、耐酸腐蚀性和抗冻融性等优异性能。
2、地聚物混凝土的制备原料来源广泛，主要来源于工业固体废料。
3、区别于传统混凝土，地聚物混凝土的液化过程需要合适的碱激发剂进行活化，相同等级下的地聚物混凝土成本较普通混凝土低11%左右。
4、此外，大量的建筑垃圾，经过对回收和再利用的废弃混凝土一系列工艺处理得到的改性再生砂能够在很大程度上替代天然砂，进一步降低混凝土制备成本。
5、因此将地聚物与再生砂结合制备混凝土，不仅可以节约成本，也可实现建筑材料的低碳制备。
6、然而，地聚物混凝土却如普通水泥一样是一种高脆性材料，抗拉性能和延性较差，制约了地聚物混凝土的应用。
7、地聚物混凝土的脆性主要是由于材料在承受荷载作用时缺少传统混凝土中胶凝材料和骨料之间的缓冲作用，需要进行掺加原料进行试验来补充这种缓冲作用。
8、一般再生砂是由废弃混凝土经过处理得到的，其形状和大小可能会有较大的变化和不均匀性，这会导致在地聚物中存在颗粒聚集、空隙或不均匀分散的问题，影响地聚物的物理力学性能。因此需要对再生砂进行改性处理来改善再生砂的颗粒形状。
9、此外，进一步提高地聚物混凝土韧性的方法是在混凝土基体中加入具有较高延伸率的短切纤维。
10、uhdc(ultra-high
11、这种多缝稳态开裂的特性使得uhdc能够承受更大的变形，从而提高了结构的延性和塑性变形能力。
12、如能借鉴uhdc的纤维增韧强化方法，并配合改性再生砂对基体的缓冲作用，得到具有高变形能力的地聚物混凝土对于其推广应用具有重要意义。
13、专利1（陈加耘，李兵，陈栋，磨细高钛矿渣粉煤灰复合高性能混凝土，cn101514088a，20081008）公布了一种掺入高钛矿渣、粉煤灰而后通过机械或物理活化制备而成的高性能混凝土，该专利技术的高性能混凝土其高性能表现在抗压强度高，干缩性能优异。
14、但其抗拉强度、韧性及抗裂性能没有提升。
15、专利2（范小春，张宇，汪阳，一种矿渣粉煤灰基碱激发胶凝材料及其制备方法，cn115259702a，20221096）公布了一种以矿渣和粉煤灰为主要灰体材料经碱激发剂活化制备成胶凝材料，该专利技术的胶凝材料的抗压强度有所提高，但没有利用矿渣粉煤灰的胶凝体系来提高其抗拉强度，增韧效果不明显。
16、专利3（白礼太，范兴木，张鹏，马超，王斌，马露，高勇，一种矿渣-粉煤灰基地聚物复合胶凝材料的制备方法，cn116751001a，20231083）公布了一种掺合料以矿渣为主，辅以粉煤灰为改性材料，并加入聚丙烯醇纤维制备成一种地聚物复合胶凝材料，其抗压强度与抗折强度较普通混凝土有所提高，但并未增强其抗拉强度及韧性方面。
17、现有技术中采用地聚物作为胶凝材料，并采用再生细骨料制备高延性混凝土的记载很少，如何利用地聚物和再生细骨料制备超高延性混凝土，实现固体废弃物的大宗利用，提高建材绿色低碳化，具有重要意义。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种超高延性地聚物再生混凝土及其制备方法，本专利技术通过对地聚物混凝土进行纤维增韧处理，并配合经工艺处理得到的改性再生砂，经陶瓷颗粒的引导分布形成缓冲层从而缓解砂料和胶凝材料之间的摩擦和冲击，改善地聚物混凝土的脆性，进而制备一种低碳经济、力学性能优异的具有应变硬化特性的超高延性矿渣-粉煤灰基地聚物再生混凝土，实现了工业固体废料和废弃混凝土的循环利用。
2、具体的，本专利技术超高延性地聚物再生混凝土，由如下重量份原料组成：矿渣粉400-560份，粉煤灰600-750份，改性再生砂430-970份，聚乙烯纤维8-20份，氢氧化钠溶液10-20份，水玻璃25-50份，陶瓷颗粒40-90份，减水剂5-10份，水230-430份。
3、优选的，所述改性再生砂制备工艺为：
4、a.将废弃混凝土利用旋回破碎机进行首次破碎，
5、b.将步骤a首次破碎得到的碎块经过反击式破碎机进行二次破碎处理，筛分，得到直径小于4.75mm的骨料，
6、c.将步骤b所得骨料进行磁选除铁，
7、d.将磁选除铁后的骨料洗涤、烘干，
8、e.将烘干后的骨料放置在时效热处理炉中进行热处理，即得。
9、优选的，步骤d烘干采用电热鼓风干燥箱。
10、优选的，步骤e热处理温度为200-350℃，通过热胀冷缩效应改善再生砂的颗粒形状，提高材料的均匀性和性能稳定性。
11、优选的，所述陶瓷颗粒的粒径为0.5-1.0mm。
12、优选的，所述减水剂为木质素磺酸盐。
13、优选的，所述矿渣粉等级为s105，密度≥2.8g/m3，比表面积≥700m2/kg。矿渣可在碱激发剂的活化下与粉煤灰形成胶凝产物，促进混凝土早期的强度发展。
14、矿渣比表面积大，具有良好的流动性和吸附性，能更好的填充因碱激发剂造成混凝土内部大量细小的孔隙；矿渣表面活性高，地聚物混凝土中掺入一定量的矿渣后，可以显著提高其反应活性；矿渣中ca2+含量较高，可与碱激发剂中的oh-反应生成 c-s-h 凝胶，使地聚物的微观结构更致密，从而有助于抗压强度的提高。
15、优选的，所述粉煤灰为f类粉煤灰，粒径范围为50-400μm，比表面积≥600m2/kg。
16、粉煤灰与碱激发剂的活化反应稳定，粉煤灰中的硅铝氧化物与碱激发剂反应生成水化硅酸钙（c-s-h）的凝胶结构，有助于增强混凝土的强度和耐久性。
17、粉煤灰的粒径小，可填充混凝土中细小孔隙，减少混凝土的收缩和裂缝的产生；同时粉煤灰中的高硅酸含量和球形颗粒结构可有效改善混凝土的渗透性和开裂倾向，防止外界侵蚀物质的渗入，有效降低混凝土的腐蚀、开裂和老化的风险。
18、粉煤灰还能够吸附和稳定有害物质，如重金属离子，减少它们对混凝土的损害。
19、适量的粉煤灰掺量还可降低基体与纤维之间的摩擦粘结强度，有利于纤维在基体中的滑移。
20、因此掺入适量的粉煤灰会使混凝土有更高的强度与韧性。
21、本专利技术改性再生砂经首次破碎、二次破碎、磁选、洗涤干燥、热处理所得到，首先将得到的废弃混凝土进行首次破碎，使用旋回破碎机将废弃混凝土打碎为碎块，将得到的碎块通过反击式破碎机进行二次破碎处理，使用细网筛进行筛分，得到直径小于4.75mm的骨料。
22、随后将所得骨料置于滚筒式磁本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，由如下重量份原料组成：矿渣粉400-560份，粉煤灰600-750份，改性再生砂430-970份，聚乙烯纤维8-20份，氢氧化钠溶液10-20份，水玻璃25-50份，陶瓷颗粒40-90份，减水剂5-10份，水230-430份；
2.根据权利要求1所述超高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述矿渣粉等级为S105，密度≥2.8g/m3，比表面积≥700m2/kg。
3.根据权利要求1所述超高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为F类粉煤灰，粒径范围为50-400μm，比表面积≥600m2/kg。
4.根据权利要求1所述超高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述聚乙烯纤维长度为12-24 mm，直径为20-30μm，抗拉强度＞2800MPa，弹性模量＞100GPa。
5.根据权利要求1所述超高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述超高延性地聚物再生混凝土的制备方法，其特征在于，具体制备步
7.根据权利要求6所述超高延性地聚物再生混凝土的制备方法，其特征在于，步骤1）陈化时间为20-30h。
8.根据权利要求6所述超高延性地聚物再生混凝土的制备方法，其特征在于，步骤2）低速搅拌时间为1-3min，步骤3）低速搅拌时间为1-2min，步骤4）低速搅拌时间为2-4min，高速搅拌时间为1-2min。
9.根据权利要求6所述超高延性地聚物再生混凝土的制备方法，其特征在于，低速搅拌转速为140±10r/min，高速搅拌转速为250±10r/min。
10.根据权利要求6所述超高延性地聚物再生混凝土的制备方法，其特征在于，步骤5）采用振捣成型，振捣时间为3-4min，养护为标准养护至28d。
...【技术特征摘要】
1.一种超高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，由如下重量份原料组成：矿渣粉400-560份，粉煤灰600-750份，改性再生砂430-970份，聚乙烯纤维8-20份，氢氧化钠溶液10-20份，水玻璃25-50份，陶瓷颗粒40-90份，减水剂5-10份，水230-430份；
2.根据权利要求1所述超高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述矿渣粉等级为s105，密度≥2.8g/m3，比表面积≥700m2/kg。
3.根据权利要求1所述超高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为f类粉煤灰，粒径范围为50-400μm，比表面积≥600m2/kg。
4.根据权利要求1所述超高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述聚乙烯纤维长度为12-24 mm，直径为20-30μm，抗拉强度＞2800mpa，弹性模量＞100gpa。
5.根据权利要求1所述超高延性地聚物再生混凝土，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：王义超，吴平飞，胡泽恩，曹泽召，秦亚运，张耀，郭进，杨雨濛，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：
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