[发明专利]一种抗冲耐磨超高性能混凝土及其应用

说明书

本发明涉及一种抗冲耐磨超高性能混凝土，以质量掺量比，包括以下组分，胶凝材料100份、陶瓷砂80‑150份、外加剂1‑8份、水14‑24份和纤维0‑30份。制备方法为将废弃烧成陶瓷破碎为陶瓷砂，以陶瓷砂作为全部细骨料用于制备超高性能混凝土，所述陶瓷砂的最大粒径为5mm，表面有微米级孔隙。本发明制得的超高性能混凝土能有效提高抗冲耐磨性能，与石英砂骨料超高性能混凝土相比，能够提高抗冲磨强度30％以上，提高其耐磨度40％以上，适用于有抗冲磨和耐磨要求的工程部位，并能有效的回收利用废弃烧成陶瓷，经济和社会效益显著。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别是涉及一种抗冲耐磨超高性能混凝土及其应用。

背景技术

超高性能混凝土(UHPC)是一种基于骨料和胶凝材料紧密堆积、低水胶比、钢纤维增强的水泥基材料，具有超高强度、高韧性和优异耐久性，近年来在多个工程领域逐步开展工程应用。其最大骨料粒径小于8mm，通常骨料粒径小于2.36mm，通常采用石英砂为骨料，其水胶比低于0.24，抗压强度不小于100MPa。

许多水利工程的受冲刷部位由于高速水流冲刷和气蚀而磨损严重，桥梁墩柱等结构在山洪、泥石流等冲磨和动荷载耦合作用及空蚀作用下，容易出现钢筋保护层混凝土冲磨脱落和裂缝，造成巨大安全隐患和较高的维修成本。因此急需开发具有高抗冲磨性能的建筑材料。此外，对于经常承受重压及冲击荷载的工厂地面等场所，也需要采用耐磨性好的硬化地坪材料。

超高性能混凝土微观结构致密、抗压强度高，具有较高的抗冲耐磨性能，是一种较为适宜上述用途的新型建筑材料。为保障工程使用寿命，如何进一步提高超高性能混凝土的抗冲耐磨性能是一个重要的研究课题。

另一方面，我国是陶瓷生产大国，每年有大量烧成陶瓷因变形过大、破损等原因被废弃，且多数只能填埋处理，这不仅对环境造成巨大压力，还限制了陶瓷工业的可持续发展。废弃烧成陶瓷的有效处理，是亟待解决的难题。

目前国内外有将废弃烧成陶瓷用作再生骨料的少数研究，其中大部分研究将废弃烧成陶瓷制作为再生粗骨料，应用于低强度普通混凝土；少部分研究将废弃烧成陶瓷制成再生细骨料，应用于低强度普通混凝土和普通砂浆中，其应用的水胶比最低为0.41，通常为0.5～1.11，混凝土强度等级为C20～C40，砂浆强度等级为M7.5～M40，且关注的都是废弃烧成陶瓷再生骨料取代传统粗细骨料的可行性研究，关注其抗压强度和工作性能的变化，未见有关抗冲耐磨性能的研究，在超高性能混凝土方面的应用则未见报道。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之一是：提供一种抗冲耐磨超高性能混凝土，能有效提高抗冲耐磨性能，适用于有抗冲磨和耐磨要求的工程部位。

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之二是：提供一种抗冲耐磨超高性能混凝土的应用。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抗冲耐磨超高性能混凝土，以质量掺量比，包括以下组分，胶凝材料100份、陶瓷砂80-150份、外加剂1-8份、水14-24份和纤维0-30份。

优选的，以质量掺量比，包括以下组分，胶凝材料100份、陶瓷砂90-130份、外加剂2-4份、水16-22份和纤维7-25份。

制备方法为将废弃烧成陶瓷破碎为陶瓷砂，并以陶瓷砂作为细骨料制备抗冲耐磨超高性能混凝土。所述以陶瓷砂作为细骨料，指用陶瓷砂全部取代现有超高性能混凝土原料中的细骨料。

优选的，所述陶瓷砂，是由废弃陶瓷墙地砖等废弃烧成陶瓷破碎至5mm以下得到。

优选的，所述超高性能混凝土原料包括胶凝材料、细骨料、外加剂和水，还可掺加纤维；其中胶凝材料包括水泥和矿物掺合料。