[发明专利]一种用于混凝土的高强度复合填料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于混凝土的高强度复合填料及其制备方法和应用，由如下重量份的原料制成：100～200份粉煤灰、300～500份废玻璃粉、40～90份高钙石、20～40份硫化钠，50～150份玻璃纤维；本发明中氢氧化钠可以腐蚀玻璃表面，提高玻璃颗粒表面粗糙度，提高玻璃颗粒与水泥的胶结强度，并有利于玻璃颗粒的缓慢二次水化，减少由于光滑表面导致的混凝土强度下降。亚微米级别的玻璃粉末及粉煤灰均有较强的火山灰活性，可快速提高混凝土强度，硫酸钠可显著提高玻璃粉二次水化的速度。加入玻璃纤维，特细钢微丝等可交联材料，显著提高初期养护的混凝土强度，使得混凝土的养护周期缩短，尽快达到高强度状态以便投入使用。

技术领域

本发明涉及混凝土复合填料领域，特别涉及一种用于混凝土的高强度复合填料及其制备方法和应用。

背景技术

为了解决水泥工业带来的能耗和污染问题，除了改良水泥的生产工艺外，最有效的方法是减少硅酸盐水泥熟料用量，即掺入大量的矿物材料作为辅助胶凝材料。玻璃是一种无规则结构的非晶态固体，并含有大量的二氧化硅和含钙化学物质。玻璃粉颗粒粒径减小到一定程度时具有很强的火山灰活性，可以作为凝硬性材料代替水泥使用。而且，玻璃粉颗粒越细，则火山灰活性越高，更有益于在水泥基材料中促进完全的水化反应，以及更好地填充结构中的孔隙，使体系结构更为致密，试件强度进一步得到提高。所以，废弃玻璃粉替代水泥作为建筑材料使用，不仅缓解了水泥生产原材料短缺的问题，也使废弃玻璃回收再利用成为可能，具有极大的经济效益和现实意义。

掺有玻璃粉的混凝土因水泥用量较小而呈现出较低的早期强度，但在湿养护条件下强度随时间持续增长并接近基准混凝土。尤其是当玻璃粉取代细骨料时，强度明显大于基准混土(参考文献：ShayanA,XuA.Value-added utilisation of wasteGlass inconcrete[J].Cement andConcreteResearch,2004,34(1):81-89.ShiC,WuY,ChrisR,etal.Characteristics and poz zolanicre activity of glass powders[J].CementandConcrete Research,2005,35(5):987-993.)。混凝土早期强度较低就会延长养护周期，延迟交付使用，增加养护和工期成本。

目前回收的玻璃多为片状，大片玻璃直接作为骨料加入混凝土中会导致混凝土的强度显著降低，而较小的玻璃颗粒则为多边形状，可替换细骨料并保证混凝土的基准强度，因此玻璃作为填料加入混凝土中需要控制在一定的粒径下。

玻璃的颜色通常有无色(白色)、绿色、茶色(棕色)、蓝色等几种,是由掺入到玻璃中的金属氧化物、化合物所引起，这些氧化物可能会影响玻璃粉的火山灰活性及ASR膨胀程度(参考文献：Topc B,Bog aAR,BilirT.Alkali-silica reactions of mortars producedbyusing waste glass as fine aggregate and admixtures such as fly ash andLi2CO3[J].Waste Management,2008,28(5):878-884.)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：如何将废玻璃应用于混凝土的制备中，在减少水泥用量的同时保证持续较高的混凝土的强度，同时，设法缩短玻璃填料混凝土的早期低强度时间，尽快达到混凝土的高强度应用水平。

为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：

一种用于混凝土的高强度复合填料，由如下重量份的原料制成：100～200份粉煤灰、300～500份废玻璃粉、40～90份高钙石、20～40份硫化钠，50～150份玻璃纤维；

所述废玻璃粉的粒径为0.5～5μm，所述粉煤灰的粒径为40～50μm，所述高钙石粒径为10～30μm，所述玻璃纤维无碱无蜡，长度在5～50mm。