一种再生细骨料超高性能混凝土及其使用方法

摘要

本发明公开了一种再生细骨料超高性能混凝土及其使用方法，所述超高性能混凝土主要原料的质量比为：普通硅酸盐水泥：硅灰：石英粉：细骨料：减水剂：水=1：0.25~0.35：0.35~0.40：1.0~1.2：0.02~0.03：0.20~0.25，钢纤维体积掺量为0.5~3%。所述细骨料，按照重量百分数，再生细骨料：30~100%；天然砂：0~70%；再生细骨料属于类再生细骨料，其粒径范围为0.15~1.18mm或0.15~4.75mm。由于再生细骨料取代了天然砂，可减少对天然砂石的开采。再生细骨料属于固体废弃物，来源丰富，因此本发明具有良好的经济、社会和环保效益，适合于大规模推广应用。

权利要求

1.一种再生细骨料超高性能混凝土，其特征在于：所述再生细骨料超高性能混凝土的原料为普通硅酸盐水泥、硅灰、石英粉、细骨料、减水剂、水和钢纤维，质量比为：普通硅酸盐水泥：硅灰：石英粉：细骨料：减水剂：水=1：0.25 0.35：0.35 0.40：1.0 1.2：0. 02 0.03：~ ~ ~ ~

0.20 0.25，钢纤维体积掺量为0.5 3%；所述细骨料，按照重量百分数，再生细骨料：30~ ~ ~

100%；天然砂：0 70%；

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所用的再生细骨料属于 类再生细骨料，部分或全部取代天然砂作为超高性能混凝土的细骨料；再生细骨料的粒径范围为0.15 1.18mm。

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2.根据权利要求1所述的再生细骨料超高性能混凝土，其特征在于：所述普通硅酸盐水泥中C2S的含量为25 35%；减水剂为聚羧酸系高效减水剂；石英粉的粒径为325 350目。

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3.一种如权利要求1或2所述的再生细骨料超高性能混凝土的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：先将普通硅酸盐水泥、硅灰、石英粉和细骨料干拌3分钟；然后加入溶有减水剂的一半水中，搅拌2分钟，在搅拌过程中边搅拌边均匀地撒入钢纤维；再加入溶有减水剂的另一半水，搅拌2 3分钟；最后浇筑入模，将料浆送入静停养护室内养护一天，然后送入工~厂的蒸压釜内蒸压养护；蒸压养护制度为，抽真空半小时，升温升压1小时，恒温恒压6小时，降压2小时，恒温温度为190～200℃，恒压压力为1.2MPa，养护完成后，得到再生细骨料超高性能混凝土制品。

说明书

一种再生细骨料超高性能混凝土及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明属于超高性能混凝土领域，具体涉及一种再生细骨料超高性能混凝土及其使用方法。

背景技术

[0002] 超高性能混凝土是一种高强度、高韧性、低孔隙率的超高强水泥基材料。虽然问世的时间不长，但因其良好的力学性能和优异的耐久性，已经在工程建设领域得到应用。世界上第一座以RPC 为材料建造的步行桥位于气候条件恶劣的加拿大Sherbrooke市，在高湿度环境、频繁受除冰盐腐蚀与冻融循环作用下，该桥至今使用状态良好。

[0003] 超高性能混凝土由普通硅酸盐水泥、硅灰、石英粉、天然砂和钢纤维等材料组成，经搅拌、浇注和蒸压养护制成。超高性能混凝土具有超高强度、超高韧性和超高耐久性等特点。

[0004] 尽管超高性能混凝土拥有很多显著的优点，但也存在缺陷。制备超高性能混凝土的原材料通常为普通硅酸盐水泥、硅灰、天然砂、石英粉、钢纤维和减水剂等，生产成本是普通混凝土的数倍。在大多数工程中，传统混凝土可满足性能要求，而超高性能混凝土价格昂贵，难以取代传统混凝土，致使它的推广受到限制。采用建筑垃圾以及废弃混凝土生产的再生骨料，既可以减少固体废弃物排放对环境造成的污染，节省大量的处理费用，又可以弥补天然砂石的不足，减少因建筑业需要对天然砂石的开采，保护自然环境，保障社会的和谐发展，产生良好的经济效益、社会效益和环保效益。因此，固体废弃物最有价值的处理方法，就是把它生产成再生骨料，应用于建筑行业当中，实现变废为宝的目的。对废弃混凝土的加工处理，形成高质量再生骨料，既能使有限的资源得以再利用，又解决了部分环保问题。这是发展绿色混凝土，实现资源环境可持续发展的主要措施之一。所以，采用再生细骨料取代天然砂制备的再生细骨料超高性能混凝土经济且环保，具有广泛的应用前景。

[0005] 目前，CN104692740A 隋玉武申请的一种废弃混凝土粉体（即对建筑垃圾废弃混凝土破碎，筛分出再生粗骨料和再生细骨料后，剩余的小于0.15mm的粉体）制备的活性粉末混凝土由以下组分制成：普通硅酸盐水泥、硅灰、水、废弃混凝土粉体、聚羧酸减水剂以及细砂。利用废弃混凝土作为活性粉体取代部分硅灰制备活性粉末混凝土，既能解决建筑垃圾的处置问题，又能使建筑垃圾得到再生循环利用，可以降低活性粉末混凝土的制备成本。该发明中当废弃混凝土粉体对硅灰的替代率为30%时，制备的混凝土的抗折程度为16.5MPa，抗压强度为104.75MPa。虽然该专利用到了废弃混凝土粉体，但未用到再生细骨料（其粒径范围是0.15～4.75 mm），因此对于废弃混凝土的利用率不高。

[0006] CN104003682A 赵尚传申请了一种超高性能混凝土，本发明公开了一种超高性能混凝土，所述的超高性能混凝土包括以下材料：胶凝材料，集料，水，钢纤维，减水剂，消泡剂；集料包括：粒径3～5mm的机制砂、粒径1～3mm的机制砂和粒径为0.21～0.42mm的河砂；凝胶材料包括硅酸盐水泥、快硬水泥和磨细水泥。该发明公布的超高性能混凝土不仅降低了成本，简化了养护工艺，而且性能良好。该专利所制备的超高性能混凝土用到了机制砂，但还没有用到再生细骨料。

[0007] 目前还没有将再生细骨料用于超高性能混凝土的相关专利和报道，可能由于相较于天然砂，再生细骨料各项性能均较差，用于制备超高性能混凝土可能会大大降低超高性能混凝土的性能，但从已有的专利看来，由于钢纤维在抑制裂缝发展从而提高混凝土强度方面起到主导作用，废弃混凝土粉体已经用于超高性能混凝土，使用机制砂制备超高性能混凝土也成为可能。若选取优质的再生细骨料，并控制用于超高性能混凝土的再生细骨料的最大粒径和用量等，掺入适量的钢纤维，制备符合要求的超高性能混凝土完全可行。本发明涉及的再生细骨料超高性能混凝土有很高应用价值和广阔的推广应用前景。

发明内容

[0008] 鉴于目前超高性能混凝土的现状，对其配方进行改进。采用再生细骨料分别取代0%、25%、50%、75%、100%的天然砂，超高性能混凝土的抗压和抗折强度有规律地下降，但强度仍可以满足传统超高性能混凝土强度的要求。对于传统超高性能混凝土，从已经颁布的国标《活性粉末混凝土》（GB/T 31387-2015）可知，它最低抗压强度为100MPa。采用粒径范围为
0.15 1.18mm的再生细骨料制备的超高性能混凝土与采用粒径范围为0.15 4.75mm的再生~ ~
细骨料制备的超高性能混凝土相比，前者的抗压和抗折强度明显提高。与传统超高性能混凝土相比，用再生细骨料取代天然砂制备的超高性能混凝土，它同时产生了良好的经济效益、社会效益、环保效益。

[0009] 本发明的目的在于提供一种再生细骨料超高性能混凝土及其使用方法，它具有较高强度，经济且环保。

[0010] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0011] 一种再生细骨料超高性能混凝土，其主要原料的质量比为：普通硅酸盐水泥：硅灰：石英粉：细骨料：减水剂：水=1：0.25 0.35：0.35 0.40：1.0 1.2：0. 02 0.03：0.20~ ~ ~ ~ ~0.25，钢纤维体积掺量为0.5 3%。所述细骨料，按照重量百分数，再生细骨料：30 100%；天然~ ~
砂：0 70%。所用的再生细骨料属于 类再生细骨料，部分或全部取代天然砂作为超高性能混~
凝土的细骨料。再生细骨料的粒径范围为0.15 1.18mm或0.15 4.75mm。为保证后期强度，且~ ~
降低早期水化热，应使用C2S含量高的普通硅酸盐水泥，其中C2S的含量为25~35%；为保证减水效果，应使用聚羧酸系高效减水剂。石英粉的粒径为325 350目。
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[0012] 使用方法包括如下步骤：先将普通硅酸盐水泥、硅灰、石英粉和细骨料干拌3分钟；然后加入溶有减水剂的一半水中，搅拌2分钟，在搅拌过程中边搅拌边均匀地撒入钢纤维；
再加入溶有减水剂的另一半水，搅拌2 3分钟；最后浇筑入模，将料浆送入静停养护室内养~
护一天，然后送入工厂的蒸压釜内蒸压养护。蒸压养护制度为，抽真空半小时，升温升压1小时，恒温恒压6小时，降压2小时，恒温温度为190～200℃，恒压压力为1.2MPa，养护完成后，即可得到再生细骨料超高性能混凝土制品。

[0013] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0014] （1）超高性能混凝土的浆液中含有硅灰，由于硅灰粒径在200nm左右，可以填充再生细骨料的孔隙，并与Ca(OH)2反应生成C-S-H凝胶，这可以强化再生细骨料，改善再生细骨料内部微裂纹多、骨料强度低等缺陷。再生细骨料又可以降低超高性能混凝土的成本。两者的优势互补。

[0015] （2）由于再生细骨料比天然砂表观密度小，因此再生细骨料超高性能混凝土的密度低于传统超高性能混凝土。随着再生细骨料取代量的增加，再生细骨料超高性能混凝土的密度降低。

[0016] （3）由于再生细骨料表观密度小，孔隙率高，有较高的吸水率，在混凝土后期硬化过程中，这些水分可以慢慢释放出来，从而使胶凝材料能更加充分地反应，并且减少其收缩和徐变。

[0017] （4）由于采用了再生细骨料，提高了我国固体废弃物的利用率，减少天然砂的使用，节约资源，符合节能环保的国策，并且降低超高性能混凝土的成本，适合推广应用。

具体实施方式

[0018] 再生细骨料超高性能混凝土，其主要原料的质量比为：普通硅酸盐水泥：硅灰：石英粉：细骨料：减水剂：水=1：0.25 0.35：0.35 0.40：1.0 1.2：0. 02 0.03：0.20 0.25，钢纤~ ~ ~ ~ ~维体积掺量为0.5 3%。所述细骨料，按照重量百分数，再生细骨料：30 100%；天然砂：0 70%。
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所用的再生细骨料属于 类再生细骨料，部分或全部取代天然砂作为超高性能混凝土的细骨料。再生细骨料的粒径范围为0.15 1.18mm或0.15 4.75mm。为保证后期强度，且降低早期~ ~
水化热，应使用C2S含量高的普通硅酸盐水泥，其中C2S的含量为25~35%；为保证减水效果，应使用聚羧酸系高效减水剂。石英粉的粒径为325 350目。
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[0019] 使用方法包括如下步骤：先将普通硅酸盐水泥、硅灰、石英粉和细骨料干拌3分钟；然后加入溶有减水剂的一半水中，搅拌2分钟，在搅拌过程中边搅拌边均匀地撒入钢纤维；
再加入溶有减水剂的另一半水，搅拌2 3分钟；最后浇筑入模，将料浆送入静停养护室内养~
护一天，然后送入工厂的蒸压釜内蒸压养护。蒸压养护制度为，抽真空半小时，升温升压1小时，恒温恒压6小时，降压2小时，恒温温度为190～200℃，恒压压力为1.2MPa，养护完成后，即可得到再生细骨料超高性能混凝土制品。再生细骨料和天然砂各项性能指标参照GB/T 
25176-2010《混凝土和砂浆用再生细骨料》和GB/T 14684-2011《建筑用砂》进行检测。

[0020] 实施例1

[0021] 一种再生细骨料超高性能混凝土，其主要原料的质量比为：普通硅酸盐水泥：硅灰：石英粉：细骨料：减水剂：水=1：0.35：0.35：1.12：0. 025：0.243，钢纤维体积掺量为2%。所述细骨料，按照重量百分数，再生细骨料：50%；天然砂：50%。所用的再生细骨料属于 类再生细骨料，部分取代天然砂作为超高性能混凝土的细骨料。再生细骨料的粒径范围为0.15~
4.75mm。使用C2S含量高的普通硅酸盐水泥，其中C2S的含量为30%；使用聚羧酸系高效减水剂。石英粉的粒径为350目。

[0022] 先将普通硅酸盐水泥、硅灰、石英粉和细骨料干拌3分钟；然后加入溶有减水剂的一半水中，搅拌2分钟，在搅拌过程中边搅拌边均匀地撒入钢纤维；再加入溶有减水剂的另一半水，搅拌2分钟；最后浇筑入模，将料浆送入静停养护室内养护一天，然后送入工厂的蒸压釜内蒸压养护。蒸压养护制度为，抽真空半小时，升温升压1小时，恒温恒压6小时，降压2小时，恒温温度为190～200℃，恒压压力为1.2MPa，养护完成后，得到再生细骨料超高性能混凝土制品，其3d平均抗压强度为136.26MPa，3d平均抗折强度为32.19MPa；

[0023] 实施例2

[0024] 一种再生细骨料超高性能混凝土，其主要原料的质量比为：普通硅酸盐水泥：硅灰：石英粉：细骨料：减水剂：水=1：0.35：0.35：1.12：0. 025：0.243，钢纤维体积掺量为2%。所述细骨料，按照重量百分数，再生细骨料：100%；天然砂：0%。所用的再生细骨料属于 类再生细骨料，全部取代天然砂作为超高性能混凝土的细骨料。再生细骨料的粒径范围为0.15~
4.75mm。使用C2S含量高的普通硅酸盐水泥，其中C2S的含量为30%；使用聚羧酸系高效减水剂。石英粉采用325目石英粉。

[0025] 先将普通硅酸盐水泥、硅灰、石英粉和细骨料干拌3分钟；然后加入溶有减水剂的一半水中，搅拌2分钟，在搅拌过程中边搅拌边均匀地撒入钢纤维；再加入溶有减水剂的另一半水，搅拌3分钟；最后浇筑入模，将料浆送入静停养护室内养护一天，然后送入工厂的蒸压釜内蒸压养护。蒸压养护制度为，抽真空半小时，升温升压1小时，恒温恒压6小时，降压2小时，恒温温度为190～200℃，恒压压力为1.2MPa，养护完成后，得到再生细骨料超高性能混凝土制品，其3d平均抗压强度为123.67MPa，3d平均抗折强度为27.14MPa；

[0026] 实施例3

[0027] 一种再生细骨料超高性能混凝土，其主要原料的质量比为：普通硅酸盐水泥：硅灰：石英粉：细骨料：减水剂：水=1：0.35：0.35：1.12：0. 025：0.243，钢纤维体积掺量为2%。所述细骨料，按照重量百分数，再生细骨料：100%；天然砂：0%。所用的再生细骨料属于 类再生细骨料，全部取代天然砂作为超高性能混凝土的细骨料。再生细骨料的粒径范围为0.15~
1.18mm。使用C2S含量高的普通硅酸盐水泥，其中C2S的含量为30%；使用聚羧酸系高效减水剂。石英粉采用350目石英粉。

[0028] 先将普通硅酸盐水泥、硅灰、石英粉和细骨料干拌3分钟；然后加入溶有减水剂的一半水中，搅拌2分钟，在搅拌过程中边搅拌边均匀地撒入钢纤维；再加入溶有减水剂的另一半水，搅拌3分钟；最后浇筑入模，将料浆送入静停养护室内养护一天，然后送入工厂的蒸压釜内蒸压养护。蒸压养护制度为，抽真空半小时，升温升压1小时，恒温恒压6小时，降压2小时，恒温温度为190～200℃，恒压压力为1.2MPa，养护完成后，得到再生细骨料超高性能混凝土制品，其3d平均抗压强度为146.84MPa，3d平均抗折强度为34.69MPa；

[0029] 以上是本发明的实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此。