[发明专利]一种抗冲磨超高性能混凝土

说明书

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种抗冲磨超高性能混凝土。本发明将废弃复合材料破碎颗粒表面改性整形，制备得到混凝土用废弃复合材料颗粒集料，采用该集料制备出抗冲磨超高性能混凝土，原材料包括水泥、粉煤灰微珠、硅灰、复合材料破碎颗粒集料、钢纤维、合成纤维、减水剂、膨胀剂和水，水灰比为0.16‑0.18。具有优异的工作性能、力学性能、抗裂性和抗冲磨性能，可用于水工结构船闸、廊道、大坝、桥墩等受水流冲刷和泥石流冲击部位。同时，本发明开辟了废弃复合材料回收利用的新方法，对固废资源化和环境保护具有重要意义。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种抗冲磨超高性能混凝土。

背景技术

水工建筑物由于受高速水流、夹砂水流及泥石流的冲刷冲磨作用，造成严重磨蚀破坏，降低工程的安全性和服役寿命，一直以来是水利水电建设长期面临且亟待解决的技术难题。目前，我国水工结构中抗冲磨部位常采用抗冲磨混凝土或在混凝土表面增设抗冲磨防护涂层。抗冲磨混凝土的主要技术手段是添加抗冲磨材料，如硅粉、HF抗冲磨剂、橡胶颗粒、废弃玻璃集料、聚合物、纤维等。

聚合物基复合材料行业正面临着废弃物产生量大、回收难、处理成本高、易造成二次污染等难题。复合材料产品的使用寿命约为20～30年，目前我国服役期满的复合材料产品超过200万吨；与此同时，复合材料在制造过程中会产生大约6％的边角废料(含报废品)。可见，废弃复合材料的回收再利用也是当前迫切需要解决的固废资源化问题。将废弃复合材料破碎成可以作为混凝土集料的研究已有大量报道。但由于废弃复合材料破碎颗粒形状多是尖锐棱角，表面有未切断的伸出型纤维，以及裂缝和粉尘，均会对水泥浆体与其之间的界面性能造成不利影响，从而降低混凝土的强度和耐久性。因此，废弃复合材料破碎颗粒尚未用来制备抗冲磨混凝土。实际上，复合材料具有强度高、弹模低、韧性好、耐腐蚀性好等优点，与抗冲磨混凝土常用的橡胶集料相比，能够更好得改善混凝土的抗冲击和抗冲磨性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗冲磨超高性能混凝土，所得的混凝土具有优异的工作性能、力学性能、抗裂性和抗冲磨性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种抗冲磨超高性能混凝土，包括600-900kg/m³的水泥、130-180kg/m³的粉煤灰微珠、130-180kg/m³的硅灰、900-1200kg/m³的复合材料破碎颗粒集料、100-160kg/m³的钢纤维、0.5-10kg/m³的合成纤维、20-30kg/m³的减水剂、膨胀剂5-20kg/m³和160-200kg/m³的水，水灰比为0.16-0.18。

进一步的，所述复合材料破碎颗粒集料由废弃复合材料制成，其制备过程包括以下步骤：

步骤1、将回收的废弃复合材料进行机械切割破碎、分选、清洗和烘干，得到粒径为2-10mm的复合材料破碎颗粒；

步骤2、采用表面改性剂对上述复合材料破碎颗粒进行表面改性；

步骤3、将步骤2得到的表面改性复合材料破碎颗粒置于聚合物水泥浆中浸渍包裹，经造粒烘干系统干燥，使表面包裹的聚合物水泥浆固化，表面包裹层厚度为0.1-2mm，得到整形的复合材料破碎颗粒集料。

进一步的，所述的废弃复合材料为热固性树脂纤维复合材料的边角料、报废品或服役期满产品。

进一步的，所述的表面改性剂为硅烷偶联剂，所述步骤2的表面改性方法是将复合材料破碎颗粒浸入质量分数为2-4％的硅烷偶联剂溶液，浸渍30min以上，之后滤除液体，经干燥后得到表面改性复合材料破碎颗粒。