[發明專利]一種基于再生細骨料內養護的超高性能混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 202111255815.0
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113816696A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 程書凱;陳旭勇;吳巧云;程子揚;王相卿;張迪;徐雄
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B18/16;C04B18/08;C04B18/14;C04B14/22;C04B14/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李艷景;崔友明

本發明公開了一種基于再生細集料內養護的超高性能混凝土及其制備方法。該超高性能混凝土按質量份數計，包括以下組分：普通硅酸鹽水泥500～650份，粉煤灰100～150份，硅灰150～250份，空心玻璃微珠30～100份，再生細粉20～100份，再生細集料120～360份，細集料790～1030份，聚羧酸減水劑20～28份，水170～190份；其中再生細集料進行吸水飽和預處理；還包括鋼纖維，按體積百分比計，鋼纖維占超高性能混凝土的1.5～2.5％。所得超高性能混凝土有效降低了水化熱和收縮，提高了強度，具有優異的力學性能、體積穩定性和耐久性，且制備方法和施工工藝簡單，容易操作，具有實際推廣應用價值。

技術領域

本發明屬于建筑材料超高強度混凝土技術領域，具體涉及一種基于再生細骨料內養護的超高性能混凝土及其制備方法。

背景技術

超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete，簡稱UHPC)是一種超高強度、高韌性、高耐久性、體積穩定性好的新型水泥基復合材料。它通常采用不同粒徑級配的膠凝材料(如水泥、硅灰、粉煤灰、礦粉等)、細集料以及鋼纖維在超低水膠比下(通常在0.2左右)達到最緊密堆積，從而制備出的一種具有優異性能的新型水泥基材料。這些組成及特性使得UHPC構件尺寸和自重顯著減小，其致密的微觀結構，孔隙率極低，表現出優異的耐久性，可極大延長工程結構的使用壽命。然而，由于UHPC的水膠比極低，其自收縮值通常為普通混凝土的好幾倍甚至一個數量級，潛在開裂問題最終會降低UHPC強度和耐久性。

隨著大規模的城市基礎設施造成了砂石、水泥等資源巨大的消耗；同時對舊混凝土建筑物和工程結構的拆除改造，廢棄混凝土的堆放量將逐年增多。為緩解水泥混凝土原材料資源日益緊缺的狀況，解決急劇增加的廢棄混凝土所引起的一系列環境、社會問題，迫切需要對廢棄混凝土進行建材化再生利用。再生細集料是通過將廢棄混凝土進行清理、破碎、篩分和清洗制備得到的，與常用天然細集料河砂相比，再生細集料最突出的特點就是高吸水率，有時甚至可達到20％左右。再生細集料因包含較多的舊砂漿塊和附著在原細集料上的砂漿，使其呈現出孔隙率高、吸水性大的特點，非常符合混凝土多孔集料類內養護劑的特性。再生細集料的顆粒硬度略低于天然砂石集料，但比陶粒等常用輕質內養護材料的顆粒硬度大得多，適宜作為混凝土的內養護材材料，其獨特的內養護特性將給再生集料的使用提供了全新思路。但由于再生集料中過量再生粉末和粘附砂漿使得混凝土工作性能和力學性能降低，直接用于超高性能混凝土中會導致混凝土性能下降。如何設計將再生集料應用于超高性能混凝土中，并同時起到降低收縮和提升強度的作用，得到綜合性能優異的超高性能混凝土，具有重要的環保意義和經濟價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于再生細集料作為內養護集料的超高性能混凝土及其制備方法，有效降低了超高性能混凝土的水化熱和收縮，控制超高性能混凝土非結構性裂縫，提高超高性能混凝土強度，所得超高性能混凝土具有優異的力學性能和體積穩定性、耐久性等特點，且制備方法和施工工藝簡單，容易操作，具有實際推廣應用價值。

為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

提供一種基于再生細集料內養護的超高性能混凝土，按質量份數計，包括以下組分：

普通硅酸鹽水泥500～650份，粉煤灰100～150份，硅灰150～250份，空心玻璃微珠30～100份，再生細粉20～100份，再生細集料120～360份，細集料790～1030份，聚羧酸減水劑20～28份，水170～190份；其中所述再生細集料進行吸水飽和預處理；所述超高性能混凝土還包括鋼纖維，按體積百分比計，所述鋼纖維占超高性能混凝土的1.5～2.5％。

所述再生細集料進行吸水飽和預處理后，再生細集料中的吸水量計入混凝土總需水量中。

按上述方案，所述的超高性能混凝土指強度達到150MPa及以上等級強度混凝土。

按上述方案，所述的普通硅酸鹽水泥為PO52.5級普通硅酸鹽水泥或PII52.5級硅酸鹽水泥。