[发明专利]一种绿色高性能混凝土材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种绿色高性能混凝土材料，包括水泥、掺合料、集料、外加剂和水，所述掺合料包括粉煤灰、硅灰和矿渣；所述集料包括砂和石；所述外加剂包括聚酯纤维/聚丙烯纤维、膨胀剂、减水剂、引气剂和钢纤维；各原料按照以下重量份配比制成：水泥180～250份、粉煤灰200～290份、矿渣45～80份、硅灰25～65份、砂655～695份、石1000～1200份、膨胀剂25～65份、钢纤维3.6～4.9份、聚酯纤维/聚丙烯纤维0.4～0.9份、减水剂6.6～7.9份、引气剂0.55～0.75份和水135～155份。本发明无毒性，且制备简单，施工便利，利用工业废弃资源，可持续发展，节约资源，并降低生产成本。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，主要涉及一种适用于交通工程基础设施建设用绿色高性能混凝土材料及其制备方法。

背景技术

混凝土材料是工程建设最常用的材料，对工程质量和安全的影响尤为显著，使人们开始设法提高混凝土的生产效率与质量。随着商品混凝土产业及其技术的发展，在混凝土组成中水泥、矿物掺合料、添加剂等的作用日益受到重视。目前国内使用量最大的是火力发电厂干排的粉煤灰掺入混凝土中，它虽然可以减少水泥用量，但粉煤灰的品质变异系数大，常造成混凝土工作性差，强度波动大，使混凝土的效果不好。

随着我国国民经济的高速发展和城市化水平的不断提高，以及土地资源的日益紧缺，大规模的开发利用地下空间进行基础设施建设是必然的趋势。国际上提出“21世纪是人类开发利用地下空间时代”。开发利用地下空间，发展地下交通系统可以改善城市交通拥挤状况和居民生活环境。目前我国各大城市正在大规模兴建地铁等大型地下交通工程，由于这类重大地下混凝土工程投资巨大、建设周期长、安全性能要求高，因此其对混凝土结构的耐久性有较高的要求。改革的不断深化和现代化进程的加快，我国正处在工程建设规模日益增长时期，保证工程建设的质量和安全成为人们广泛关注的问题。

众所周知，传统混凝土在使用过程中存在不少问题，比如耐久性、耐化学腐蚀性及抗冻性等方面性能较差。为了解决传统混凝土存在的上述问题，高性能混凝土应运而生。高性能混凝土具有传统混凝土无法比拟的高耐久性、高工作性及高强度等优点，为大量重大工程所广泛使用，获得全世界的认可。但同时，高性能混凝土的制备给环境带来许多负面影响，如制造水泥时排放大量的二氧化碳和含硫气体，导致形成酸雨，产生温室效应等。随着经济的发展，人类对自然环境的要求不断提高，高性能混凝土已不适应人类发展的需求，迫切需要一种可持续发展、绿色环保的新型高性能混凝土材料来适应人类发展的需要，解决人与自然的协调发展问题。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供一种绿色高性能混凝土材料及其制备方法，针对传统混凝土材料的不足之处，通过解决现有的技术难题，提供一种制备简单、性能良好的绿色高性能混凝土材料。

为了实现上述所述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种绿色高性能混凝土材料，包括水泥、掺合料、集料、外加剂和水制成，所述水泥是强度等级为52.5的硅酸盐水泥；所述掺合料包括粉煤灰、硅灰和矿渣；所述集料包括砂和石；所述外加剂包括聚酯纤维/聚丙烯纤维、膨胀剂、减水剂、引气剂和钢纤维；所述水为普通自来水；所述各原料按照以下重量份配比制成：水泥180～250份、粉煤灰200～290份、矿渣45～80份、硅灰25～65份、砂655～695份、石1000～1200份、膨胀剂25～65份、钢纤维3.6～4.9份、聚酯纤维/聚丙烯纤维0.4～0.9份、减水剂6.6～7.9份、引气剂0.55～0.75份和水135～155份。

进一步地，所述混凝土材料中各原料按照以下重量份配比制成：水泥200～230份、粉煤灰220～270份、矿渣55～70份、硅灰35～55份、砂665～685份、石1050～1150份、膨胀剂35～55份、钢纤维3.9～4.6份、聚酯纤维/聚丙烯纤维0.5～0.8份、减水剂6.9～7.6份、引气剂0.60～0.70份和水140～150份。