[发明专利]一种基于再生细骨料内养护的超高性能混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于再生细集料内养护的超高性能混凝土及其制备方法。该超高性能混凝土按质量份数计，包括以下组分：普通硅酸盐水泥500～650份，粉煤灰100～150份，硅灰150～250份，空心玻璃微珠30～100份，再生细粉20～100份，再生细集料120～360份，细集料790～1030份，聚羧酸减水剂20～28份，水170～190份；其中再生细集料进行吸水饱和预处理；还包括钢纤维，按体积百分比计，钢纤维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热和收缩，提高了强度，具有优异的力学性能、体积稳定性和耐久性，且制备方法和施工工艺简单，容易操作，具有实际推广应用价值。

技术领域

本发明属于建筑材料超高强度混凝土技术领域，具体涉及一种基于再生细骨料内养护的超高性能混凝土及其制备方法。

背景技术

超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete，简称UHPC)是一种超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定性好的新型水泥基复合材料。它通常采用不同粒径级配的胶凝材料(如水泥、硅灰、粉煤灰、矿粉等)、细集料以及钢纤维在超低水胶比下(通常在0.2左右)达到最紧密堆积，从而制备出的一种具有优异性能的新型水泥基材料。这些组成及特性使得UHPC构件尺寸和自重显著减小，其致密的微观结构，孔隙率极低，表现出优异的耐久性，可极大延长工程结构的使用寿命。然而，由于UHPC的水胶比极低，其自收缩值通常为普通混凝土的好几倍甚至一个数量级，潜在开裂问题最终会降低UHPC强度和耐久性。

随着大规模的城市基础设施造成了砂石、水泥等资源巨大的消耗；同时对旧混凝土建筑物和工程结构的拆除改造，废弃混凝土的堆放量将逐年增多。为缓解水泥混凝土原材料资源日益紧缺的状况，解决急剧增加的废弃混凝土所引起的一系列环境、社会问题，迫切需要对废弃混凝土进行建材化再生利用。再生细集料是通过将废弃混凝土进行清理、破碎、筛分和清洗制备得到的，与常用天然细集料河砂相比，再生细集料最突出的特点就是高吸水率，有时甚至可达到20％左右。再生细集料因包含较多的旧砂浆块和附着在原细集料上的砂浆，使其呈现出孔隙率高、吸水性大的特点，非常符合混凝土多孔集料类内养护剂的特性。再生细集料的颗粒硬度略低于天然砂石集料，但比陶粒等常用轻质内养护材料的颗粒硬度大得多，适宜作为混凝土的内养护材材料，其独特的内养护特性将给再生集料的使用提供了全新思路。但由于再生集料中过量再生粉末和粘附砂浆使得混凝土工作性能和力学性能降低，直接用于超高性能混凝土中会导致混凝土性能下降。如何设计将再生集料应用于超高性能混凝土中，并同时起到降低收缩和提升强度的作用，得到综合性能优异的超高性能混凝土，具有重要的环保意义和经济价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于再生细集料作为内养护集料的超高性能混凝土及其制备方法，有效降低了超高性能混凝土的水化热和收缩，控制超高性能混凝土非结构性裂缝，提高超高性能混凝土强度，所得超高性能混凝土具有优异的力学性能和体积稳定性、耐久性等特点，且制备方法和施工工艺简单，容易操作，具有实际推广应用价值。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种基于再生细集料内养护的超高性能混凝土，按质量份数计，包括以下组分：

普通硅酸盐水泥500～650份，粉煤灰100～150份，硅灰150～250份，空心玻璃微珠30～100份，再生细粉20～100份，再生细集料120～360份，细集料790～1030份，聚羧酸减水剂20～28份，水170～190份；其中所述再生细集料进行吸水饱和预处理；所述超高性能混凝土还包括钢纤维，按体积百分比计，所述钢纤维占超高性能混凝土的1.5～2.5％。

所述再生细集料进行吸水饱和预处理后，再生细集料中的吸水量计入混凝土总需水量中。

按上述方案，所述的超高性能混凝土指强度达到150MPa及以上等级强度混凝土。

按上述方案，所述的普通硅酸盐水泥为PO52.5级普通硅酸盐水泥或PII52.5级硅酸盐水泥。