[发明专利]一种超高性能混凝土用机制砂及其制备方法

说明书

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种超高性能混凝土用机制砂及其制备方法。机制砂采用石灰岩母岩为原料制成，所述石灰岩母岩的抗压强度120MPa以上；所述机制砂中颗粒重量含量百分比为，粒径大于2.36mm的颗粒含量为0％；粒径为1.18mm～2.36mm的颗粒含量0％～25％；粒径为0.075mm～1.18mm的颗粒含量为65％～90％；粒径小于0.075mm的颗粒含量为5％～10％。通过选择抗压强度大于120MPa以上的石灰岩母岩作为原料，对制得的机制砂中的不同粒径区间的粒度含量进行调整，优化了机制砂的工作性能，采用该机制砂制得的超高性能混凝土抗压强度达到150MPa以上。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种超高性能混凝土用机制砂及其制备方法。

背景技术

超高性能混凝土(UHPC)是一种同时具备“超高强”、“高韧性”、“高耐久性”、“质量轻”等优点的新型材料。因此，UHPC特别适合用于大跨径桥梁、抗爆结构、薄壁结构，以及用于高腐蚀环境。目前，UHPC已经实现一定规模的应用，但是其成本较高，影响了大规模推广。UHPC以优质石英砂为主要集料，但石英砂为地区性材料，跨地区采购价格高昂。因此，采用普通矿石按照UHPC的使用需求生产机制砂，降低UHPC成本，促进推广是很有必要的。

机制砂与石英砂由于性能上的差异，直接将机制砂应用到超高性能混凝土效果不佳。主要原因是原料不同，石英砂母岩为石英矿，硬度大，坚固性更好，机制砂主要采用石灰岩加工，坚固性稍差，内部更容易形成裂隙。而且，在超高性能混凝土的国标《活性粉末混凝土》(GB/T 31387-2015)中，对砂的要求是针对石英砂制定的，其适配的强度达到180MPa，而对人工砂的规定为，在强度120MPa以下使用。在机制砂生产过程中，生产工艺和生产设备是针对强度较低的120MPa的要求所设计的，制得的机制砂在超高性能混凝土当中的潜能未得到充分发挥。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的目前生产的机制砂只能用于120MPa以下的超高性能混凝土的问题，提供一种超高性能混凝土用机制砂，该机制砂通过选用抗压强度大于等于120MPa的石灰岩母岩作为原料，且对机制砂成品的粒度分布进行控制，使得获得的混凝土的抗压强度达到150MPa以上，提升机制砂在超高性能混凝土中的应用水平。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种机制砂，所述机制砂采用石灰岩母岩为原料制成，所述石灰岩母岩的抗压强度120MPa以上；所述机制砂中颗粒重量含量百分比为，

粒径大于2.36mm的颗粒含量为0％；

粒径为1.18mm～2.36mm的颗粒含量为0％～25％；

粒径为0.075mm～1.18mm的颗粒含量为65％～90％；

粒径小于0.075mm的颗粒含量为5％～10％。

本发明通过选择抗压强度大于120MPa以上的石灰岩母岩作为原料，对制得的机制砂中的不同粒径区间的粒度含量进行调整，优化了机制砂的工作性能，采用该机制砂制得的超高性能混凝土抗压强度达到150MPa以上。发明人发现采用抗压强度较大的石灰岩母岩为原料时，生产的机制砂的粒径分布与低抗压强度的石灰岩母岩为原料的机制砂存在明显差异，因此有必要对各粒度区间的颗粒比例进行考量，以能够满足超高混凝土对机制砂的性能要求。粒径较大的1.18mm～2.36mm的颗粒含量过大时，混凝土中钢纤维的分布均匀度受到影响，导致混凝土的强度下降。粒径小于0.075mm的颗粒通常称为石粉，其颗粒较小，一方面能够弥补大颗粒机制砂表面粗糙的缺点，利于减少机制砂颗粒之间的摩擦，改善混凝土拌合物的和易性；另一方面，石粉含量的增加会增加包裹石粉的水的用量，影响混凝土的工作性；在含量为5％～10％时，能够对较大粒径颗粒间进行填充，且用水量基本保持不变，利于提升混凝土的抗压强度等力学性能。粒径为0.075mm～1.18mm的颗粒含量越高，混凝土的工作性能和力学性能越佳。