【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废弃物循环利用和耐高温混凝土的制备领域，具体涉及到一种能有效抵抗火灾破坏的耐高温混凝土材料的制备方法及其产品和应用。
技术介绍
1、随着我国城市化进程不断深入和人口城镇化率逐年增加，高层建筑、超高层建筑、大跨度和深基础地下工程大量出现，其数量已位居世界前列。同时为了满足人们出行需要和缓解交通压力，铁路、公路、隧道、城市轨道交通设施的建设速度不断加快。混凝土作为一种建筑材料具有原材料广泛、价格低廉、施工方便、高强度、高韧性、高耐久性等优点，已被广泛应用于大型土木工程结构中，满足了建筑与交通工程的轻量化、高层化、大跨化、重载化等诸方面要求，在现代土木工程建设中扮演了越来越重要的作用。
2、混凝土是一种非匀质混合材料，服役期间其本身性能会受到环境的影响而发生变化，火灾是对土木工程结构影响最大的损伤破坏形式之一。火灾高温下，钢筋混凝土结构构件表面到内部形成不均匀温度场，越接近受火表面的温度梯度越大，混凝土内部的温度膨胀严重不一致。随着火灾的进一步发展，混凝土内部温度迅速提高，当混凝土内部温度上升到一定程度时，致密、低渗透性的混凝土内部的水分受热蒸发产生水蒸汽，水蒸汽在短时间内无法扩散排出混凝土而在混凝土内部不断聚集，逐渐产生蒸汽压。混凝土的热惰性导致其内部热量传导不均匀，混凝土内部的温度梯度和热应力逐渐增大。当混凝土内部蒸汽压和热应力聚集到一定数值时，在没有任何先兆的情况下混凝土表面局部或整体发生脱落破坏现象，导致混凝土爆裂发生。混凝土爆裂后表面会出现清晰可辨的凹坑，严重的爆裂破坏深度可达75mm范围。混凝土结
3、国内外有关研究人员在耐高温型混凝土制备技术及耐火性提升方面做了很多有效的工作。现有的混凝土耐火性提升方法主要包括使用低热导率系数骨料、加设混凝土防火保护层、掺加纤维材料、制备发泡多孔混凝土材料。使用低热导率系数骨料制备混凝土时，在火灾发生时，低热导率系数骨料能有效阻止热量在混凝土材料内部的传导，低热导率系数骨料在高温下不仅不燃烧，且作为混凝土的组成部分还具有很好的抗火性能。加设混凝土防火保护层，能显著降低火灾时构件钢筋位置的温度和构件全截面温度场水平，有利于保持构件的整体工作性能和延长其耐火极限，阻止或延缓混凝土的高温开裂，这是提高混凝土结构整体耐火性的最直接、最简便的方法。混凝土内掺加纤维，通过纤维之间的桥接作用可有效控制混凝土构件微裂缝发展，减少混凝土表面裂纹数量和裂纹宽度，提升混凝土构件的整体抗火性能。多孔混凝土材料主要通过在水泥浆体中物理、化学方法引入气泡来获得，物理发泡是借助发泡机以物理搅拌方式产生气泡，化学发泡是通过添加剂产生气泡。
4、目前已有关于耐火混凝土材料制备方法及其应用性能的研究报道。阳黎等人(多功能轻质混凝土及其制备方法，中国专利技术专利，cn113800866a，2021)和(一种铁尾矿轻质相变混凝土及其制备方法，中国专利技术专利，cn113845348 a，2021)、丁振富等人(一种轻集料混凝土复合保温砌块及其制备方法，中国专利技术专利，cn104141360a，2014)使用天然菱镁矿粉、可膨胀石墨、轻质铁尾矿、细石子、石粉、细煤渣等低热导率系数轻质细骨料，并在通孔内添加双阻隔保温板隔断了冷热桥产生，降低了混凝土的导热系数，此种轻质混凝土其养护条件简单，能持续水化反应，发生火灾时能有效吸热，降低温度，受热后混凝土强度损失小，可有效阻止火势蔓延和降低浓烟浓度，能获得良好的保温隔热、隔音、防火灾效果。林忠财等人(一种利用废弃玻璃制备耐高温混凝土的方法，中国专利技术专利，cn 111217565a，2020)利用废弃玻璃替代混凝土中的轻质细骨料制备耐高温混凝土，掺加废弃玻璃可明显降低硬化混凝土的空隙和吸水率，减少用水量和受热后混凝土强度损失，其工艺简单、实用性强、经济价值高，掺加废弃玻璃不但有利于提高混凝土的耐火灾破坏性，还能解决废弃玻璃回收利用问题。向青松等人(复合型隧道防火涂料及性能研究，硕士学位论文，湖南大学:长沙，2013)分析了防火涂料阻燃机理，对复合粘结剂、无机隔热填料、发泡材料和助剂配比进行试验优化，探索了组份变化对隧道防火涂料性能的影响，确定了隧道防火涂料各组分最佳用量，研制出一种耐火极限好、耐水、耐冻、耐酸碱性好、粘结强度高、高柔韧性的隧道防火涂料。程小伟(隧道防火涂料的制备及表征，硕士学位论文，四川大学:成都，2005)选择硅酸盐水泥为粘结剂，膨胀珍珠岩为无机隔热材料的聚磷酸体系防火阻燃剂，研制出了环境友好且应用便捷的隧道防火涂料，利用模拟大板燃烧法等检测手段确定了硅酸盐单一体系隧道防火涂料配方的组成，用热分析法分析高温下涂料的防火机理及组分对防火涂料防火性能的影响。针对硅酸盐单一体系隧道防火涂料领域的应用要求对防火涂料配方进行了优化，得到了一种密度轻、热导率低、耐火隔热性好、无毒无味、耐水优良的隧道防火涂料。李振涛和马道贞(新型混凝土结构防火涂料的研制，中国涂料，2008，23(12)，51-53)采用隔热矿物、耐火纤维、无机粘结材料和复合添加剂制成了单组分无机结构防火保护层。火灾保护层以水为分散介质，可常温、常压下水化和凝固、具有耐潮湿、干燥速度快、粘结强度大等优点。冯乃谦等人(一种具有高耐火性能混凝土的制备方法，中国专利技术专利，cn102173681a，2011)、赖建中等人(一种耐高温超高性能水泥基复合材料及其制备方法，中国专利技术专利，cn102092996 a，2011)、王华奇等人(一种高温环境下特细砂防水限裂微膨胀混凝土，中国专利技术专利，cn103803905a，2014)、阳知乾等人(一种径向连通孔型混凝土用耐火防爆聚甲醛纤维及其制备方法，中国专利技术专利，cn 105401237a，2016)、何歆等人(一种耐火型抗爆裂高强混凝土及其制备方法，中国专利技术专利，cn108585670a，2018)、何广振等人(一种高效耐高温混凝土及其制备方法，中国专利技术专利，cn10933本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种能有效抵抗火灾破坏的耐高温型混凝土材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的能有效抵抗火灾破坏的耐高温型混凝土材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所用酸性溶液的重量百分比浓度为35-40％的醋酸溶液，浸泡温度为70-80℃，浸泡时间为48-50小时。
3.根据权利要求2所述的能有效抵抗火灾破坏的耐高温型混凝土材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中钢渣粗骨料颗粒和醋酸溶液重量比为1:3.5-4.5。
4.根据权利要求1所述的能有效抵抗火灾破坏的耐高温型混凝土材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中废弃聚苯乙烯泡沫和丙酮溶液的重量比为1:1.5-2.5，浸泡温度25-30℃，搅拌时间6-8小时。
5.根据权利要求1所述的能有效抵抗火灾破坏的耐高温型混凝土材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中的表面强化处理指的是将废弃玻璃细骨料浸泡在30-35℃的聚苯乙烯溶液中，废弃玻璃细骨料和聚苯乙烯溶液重量比为1:2.5-3.5，持续搅拌7-8小时。
6.根据权利要求1所述的能有效抵抗火灾破坏的耐高温混凝
7.根据权利要求1所述的能有效抵抗火灾破坏的耐高温混凝土材料的制备方法，其特征在于，步骤5)中的胶凝材料：表面多孔的氧化钢渣粗骨料：(表面处理过的废弃玻璃细骨料+河砂细骨料)：水的重量比为1:2.37-2.39:1.26-1.30:0.31，作为优选，步骤5)中的所述水泥和粉煤灰的重量比为1:2.8-3.2；作为优选，所述表面处理过的废弃玻璃细骨料和河砂细骨料的比例为2.0-3:3。
8.根据权利要求1所述的能有效抵抗火灾破坏的耐高温混凝土材料的制备方法，其特征在于，步骤5)中的高效引气剂为胶凝材料总量的0.28-0.30％。
9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的能有效抵抗火灾破坏的耐高温混凝土材料。
10.权利要求9所述的耐高温混凝土材料在抵抗火灾破坏中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种能有效抵抗火灾破坏的耐高温型混凝土材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的能有效抵抗火灾破坏的耐高温型混凝土材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所用酸性溶液的重量百分比浓度为35-40％的醋酸溶液，浸泡温度为70-80℃，浸泡时间为48-50小时。
3.根据权利要求2所述的能有效抵抗火灾破坏的耐高温型混凝土材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中钢渣粗骨料颗粒和醋酸溶液重量比为1:3.5-4.5。
4.根据权利要求1所述的能有效抵抗火灾破坏的耐高温型混凝土材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中废弃聚苯乙烯泡沫和丙酮溶液的重量比为1:1.5-2.5，浸泡温度25-30℃，搅拌时间6-8小时。
5.根据权利要求1所述的能有效抵抗火灾破坏的耐高温型混凝土材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中的表面强化处理指的是将废弃玻璃细骨料浸泡在30-35℃的聚苯乙烯溶液中，废弃玻璃细骨料和聚苯乙烯溶液重量比为1:2.5-3.5，持续搅拌7-8小时。
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晖，金辰华，徐海生，王潘绣，王大伟，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：
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