[发明专利]一种非水泥基超高性能混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及一种非水泥基超高性能混凝土及其制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明提供的一种非水泥基超高性能混凝土，包括如下原料组分：矿粉、硅灰、粉煤灰、硅微粉、细砂、中砂、粗砂、硅酸钠溶液、氢氧化钠、高效减水剂和钢纤维。本发明的非水泥基超高性能混凝土使用的原材料，均是常规原材料，来源广泛；矿粉是通过固体废弃物加工而成，以矿粉作为非水泥基超高性能混凝土中的矿物掺合料，绿色环保；非水泥基超高性能混凝土拌合物的初凝时间可以根据硅酸钠的模数来调节，因此，它可以满足不同施工要求所需非水泥基超高性能混凝土拌合物的初凝时间；本发明所述的非水泥基超高性能混凝土的早期强度高，其7天抗压强度≥120MPa，28天抗压强度≥160MPa。

技术领域

本发明涉及一种非水泥基超高性能混凝土及其制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

混凝土材料是当代广泛使用的建筑材料，至今已有100多年的历史。与其他建筑材料相比，混凝土的生产原料广泛、成本低、生产工艺简便，且其具有抗压强度高、弹性模量大、耐久性好等优点，被广泛应用在土木工程的领域里。然而，普通混凝土材料存在变形性能差、脆性大、自重大且抗拉强度低等缺点，在一定程度上阻碍了它的使用。因此，改善混凝土材料的性能便成为学术界和工程界坚持不懈的研究课题。

随着我国经济的快速发展、城市化进程不断的推进，现代建筑物呈现出向超高层、超大跨的发展趋势，这对混凝土的耐久性、强度的要求也越来越高。近年来，随着国内外学者对混凝土的深入研究，一种具有高抗压强度(大于100MPa)的超高性能混凝土应用而生。超高性能混凝土具有超高抗渗、高耐腐蚀、高抗爆和高抗电磁干扰等优异性能，可用于核电站安全壳、核废料储存容器、石油平台及油气管道。因此超高性能混凝土在国防、核电、海洋平台等特种工程中具有重要的战略意义，同时也是混凝土未来发展的主要方向之一。

目前水泥是组成超高性能混凝土胶凝材料的一部分，水泥生产的原材料包括石灰质原料、硅铝质原料和铁质校正原料，而天然的硅铝质原料有黄土、黏土、页岩、泥岩等，原材料的制备在一定程度上会破坏环境、且水泥生产需要经过物料的煅烧工序，物料的煅烧会产生一定的废气、废料等，对环境产生污染及危害人的身体健康。因此，发展非水泥基的超高性能混凝土十分必要，超高性能混凝土的搅拌、运输、浇捣和砌筑，对超高性能混凝土的初凝时间有所不同，如何根据施工的要求更加合理的调节超高性能混凝土的初凝时间，对实际工程的发展有积极的促进作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种绿色环保的非水泥基超高性能混凝土。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种非水泥基超高性能混凝土，包括如下原料组分：矿粉、硅灰、粉煤灰、硅微粉、细砂、中砂、粗砂、硅酸钠溶液、氢氧化钠、高效减水剂和钢纤维。

本发明的非水泥基超高性能混凝土使用的原材料组分，均为常规原材料，来源广泛。

本发明所述矿粉是通过固体废弃物加工而成，以矿粉作为非水泥基超高性能混凝土中的矿物掺合料，绿色环保。

作为本发明所述的非水泥基超高性能混凝土的优选实施方式，每立方米所述非水泥基超高性能混凝土，包括如下重量份数的原料组分：矿粉500～1500份、硅灰50～200份、粉煤灰80～240份、硅微粉60～240份、细砂500～1200份、中砂150～600份、粗砂100～450份、硅酸钠溶液300～1400份、氢氧化钠20～200份、高效减水剂3～15份和钢纤维100～400份。

作为本发明所述的非水泥基超高性能混凝土的优选实施方式，所述矿粉为S95级，密度为2.8～2.9g/cm³。

作为本发明所述的非水泥基超高性能混凝土的优选实施方式，所述硅灰含有二氧化硅，所述二氧化硅在硅灰中的重量百分含量≥95％，所述硅灰平均粒径为0.1μm。

作为本发明所述的非水泥基超高性能混凝土的优选实施方式，所述粉煤灰为Ⅰ级或Ⅱ级灰。