[发明专利]一种超高性能混凝土及其制备方法

权利要求书

1.一种超高性能混凝土，其特征在于，以重量份计，包括如下组分的原料：水泥460-550份、粉煤灰40-50份、矿粉120-150份、天然砂600-650份、碎石300-500份、减水剂12-15份、钢纤维6-12份、改性生物质炭10-15份、改性纳米二氧化硅5-8份、水220-260份；

所述改性生物质炭的制备方法，包括如下步骤：将碱木质素置于马弗炉中，在氮气气氛中进行高温热裂解，得到生物质炭；然后将生物质炭加入到含硅烷偶联剂的混合溶剂中，搅拌反应，待反应完成后，进行过滤、洗涤、干燥，即得到改性生物质炭；

所述改性纳米二氧化硅的制备方法，包括如下步骤：

（1）将纳米二氧化硅置于4-6mol/L的硝酸溶液中，加热回流反应，待反应结束后，进行洗涤、干燥，得到活化纳米二氧化硅；

（2）将活化纳米二氧化硅分散在甲苯溶剂中，加入γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷，在50-80℃下搅拌反应8-12h，再加入对氨基苯磺酸溶液，继续搅拌反应16-24h，待反应完成后，将反应产物进行过滤、洗涤、干燥，得到改性纳米二氧化硅。

2.根据权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，高温热裂解温度为500-600℃，高温热裂解时间为3-4h。

3.根据权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，生物质炭与混合溶剂的质量比为10-15:100，所述混合溶剂由水和无水乙醇所组成，水和无水乙醇的质量比为1:1-1.5。

4.根据权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，混合溶剂中硅烷偶联剂的含量为3-6wt%，其中硅烷偶联剂为KH550、KH560或KH570中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，步骤（1）中，加热回流反应温度为70-90℃，加热回流反应时间为3-5h。

6.根据权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，步骤（2）中，活化纳米二氧化硅、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷和对氨基苯磺酸溶液的质量比为8-10:12-15:40-60。

7.根据权利要求1所述的超高性能混凝土，其特征在于，步骤（2）中，对氨基苯磺酸溶液的质量分数为10-20%。

8.一种如权利要求1-7任一项所述超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将水泥、粉煤灰、矿粉、天然砂、碎石、减水剂、改性生物质炭和改性纳米二氧化硅按照重量配比搅拌混合均匀，得到混合料，然后向混合料中加水进行搅拌，搅拌均匀，再加入钢纤维，搅拌均匀后倒入模具中，浇筑成型，即得到超高性能混凝土。