[发明专利]一种生态型超高性能混凝土及其应用

说明书

本发明提供了一种生态型超高性能混凝土及其应用，所述生态型超高性能混凝土包括水泥、硅灰、粉煤灰、铅锌尾矿、砂、水、减水剂和钢纤维，所述铅锌尾矿占所述生态型超高性能混凝土的质量比例小于40%。本发明的生态型超高性能混凝土有利于解决铅锌尾矿的堆积问题，并且降低了材料成本与能耗，将其用于简支桥梁中，在生命周期中的总成本远低于普通混凝土桥梁，其环境成本也要明显低于超高性能混凝土桥梁和普通混凝土桥梁，符合可持续发展战略，在未来的桥梁建设中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种生态型超高性能混凝土及其应用。

背景技术

二十世纪中下旬以来，我国公路桥梁建设高速发展，极大地推动了社会经济发展。工程建设中运用最广泛最重要的材料是混凝土，但传统混凝土存在脆性大、自重大、抗拉性能差等问题，已逐渐不能满足一些工程的技术需要。超高性能混凝土（Ultra-highPerformance Concrete，简称UHPC）是抗压强度超过150MPa、具有超高强度、韧性、耐久性的纤维增强水泥基复合材料的统称。由于其优异的力学性能与耐久性能，UHPC自研发成功起，便在高层建筑、大跨度桥梁、水利工程和国防工程等领域进行应用，但UHPC过高的成本与建筑能耗制约了其在工程中的应用。生态型超高性能混凝土（Ecological Ultra-highPerformance Concrete，简称EUHPC）可有效降低材料成本和建筑能耗，但国内还没有关于EUHPC在桥梁工程中应用的典型案例。

使用废弃材料部分取代水泥或者硅灰等原材料来降低UHPC成本和能耗，是目前制备EUHPC的有效途径。近年来随着我国采矿业的迅猛发展，铅锌矿尾矿年均排放量1000万吨以上，但铅锌尾矿利用率仅7%左右，这使得铅锌尾矿的堆存量越来越大。据美国地质调查局统计，2002-2015年间我国铅锌尾矿排放量已达5亿吨，而且目前依旧呈现上升趋势，排放形势严峻。铅锌尾矿的综合利用，已成为废物资源化利用和环境保护的重要课题。

由此看来，研制一种生态型超高性能混凝土，并尝试将其应用于桥梁中是必要的也是具有突破性的。

发明内容

针对目前桥梁建设中混凝土需求大、普通混凝土难以满足性能要求、超高性能混凝土成本过高的现状，本发明提供了一种生态型超高性能混凝土，以实现对废物资源化利用，降低了超高性能混凝土的成本与能耗，并且将其用于简支梁桥中，符合可持续发展战略，具有良好的应用前景。

为了实现上述发明目的之一，本发明提供一种生态型超高性能混凝土，包括：水泥、硅灰、粉煤灰、铅锌尾矿、砂、水、减水剂和钢纤维，所述铅锌尾矿占所述生态型超高性能混凝土的质量比例小于40%。

进一步地，铅锌尾矿占所述生态型超高性能混凝土的质量比例为10~30%。

进一步地，铅锌尾矿的成分包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3中的一种或多种。

进一步地，铅锌尾矿的粒径为1~30µm。

进一步地，铅锌尾矿中50%的颗粒粒径小于10µm，10%的颗粒粒径小于1µm。

进一步地，生态型超高性能混凝土呈蜂窝状紧密堆积。

进一步地，砂为粒径为0~0.6mm的河砂与粒径为0.6~1.25mm的河砂的混合物。

本发明还提供了一种简支桥梁，包括上述的生态型超高性能混凝土。

本发明的有益效果：

本发明利用铅锌尾矿取代水泥，制备了一种生态型超高性能混凝土，降低了材料成本与能耗，有利于解决铅锌尾矿的堆积问题。