[发明专利]一种建筑废弃物粉基生态型超高性能混凝土的设计和制备方法

说明书

本发明涉及一种建筑废弃物粉基生态型超高性能混凝土的设计和制备方法。包括如下步骤：(1)确定建筑废弃物粉料的组成成分和堆积密度；(2)确定水泥、矿物掺和料、砂的堆积密度；(3)建立建筑废弃物粉料、水泥、矿物掺和料、砂的最紧密堆积模型；(4)确定活性激发剂类型；(5)确定混凝土的水胶比；(6)确定不同减水剂的饱和掺量；(7)确定减水剂掺量，并确定混凝土配方；(8)根据步骤(7)中确定的混凝土配方称取各原材料，并将原材料进行混合搅拌。本发明可避免通过经验手段来制备混凝土，减少混凝土因设计不当而造成废弃、浪费，且可减少水泥用量，制备出性能优异的超高性能混凝土，实现节能减排和建筑材料的可持续发展。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种建筑废弃物粉基生态型超高性能混凝土的设计和制备方法。

背景技术

超高性能混凝土不同于传统的高强混凝土和钢纤维混凝土，也不是传统意义“高性能混凝土”的高强化，而是性能指标明确的新品种水泥基结构工程材料。其真正的价值体现在实现混凝土结构的轻质高强、低孔隙率的超高强水泥基材。在无裂缝状态，超高性能混凝土的气体、液体渗透性非常低；在高应变和微裂缝状态下，超高性能混凝土的渗透性也能够保持在较低水平，而微裂缝还具备良好的自愈合能力，因此超高性能混凝土结构拥有高耐久性的潜力，已得到迄今15年恶劣环境暴露试验的证实，还在进行更长期的深入考察和研究。实践表明，超高性能混凝土对水泥利用效率高，属于节能、节材、低碳的工程材料。经过35年的研究与发展，超高性能混凝土已经在许多制品、结构物维修加固和新建工程结构上得到应用，效果良好。预期随着超高性能混凝土本构关系的建立、设计方法和规范的发展、完善，生产施工技术进步和规模化应用而逐步降低施工与材料成本，超高性能混凝土的价值会在某些应用上凸显出来，有着较大的发展潜力和进步空间。

尽管超高性能混凝土拥有很多显著的优点，但也存在缺陷。制备超高性能混凝土的原材料通常为普通硅酸盐水泥、硅灰、天然砂、石英粉、钢纤维和减水剂等，生产成本是普通混凝土的数倍。在大多数工程中，传统混凝土可满足性能要求，而超高性能混凝土价格昂贵，难以取代传统混凝土，致使它的推广受到限制。采用建筑垃圾以及废弃混凝土生产的再生骨料，既可以减少建筑废弃物排放对环境造成的污染，节省大量的处理费用，又可以弥补天然砂石的不足，减少因建筑业需要对天然砂石的开采，保护自然环境，保障社会的和谐发展，产生良好的经济效益、社会效益和环保效益。因此，建筑废弃物最有价值的处理方法，就是把它生产成再生骨料，应用于建筑行业当中，实现变废为宝的目的。对废弃混凝土的加工处理，形成高质量再生骨料或掺和料，既能使有限的资源得以再利用，又解决了部分环保问题。这是发展绿色环保型混凝土，实现资源环境可持续发展的主要措施之一。所以，采用建筑废弃物粉料制备的超高性能混凝土是经济且环保的，具有广泛的应用前景。

然而，目前对于超高性能混凝土，特别超高强(100兆帕以上)水泥基材料的配合比设计和制备研究并不多。大多数研究者都是直接给出超高强水泥基材料的配合比，混凝土配合比设计还是以试验和经验为主，而没有对水泥基材料设计和制备方法进行系统研究，这可能导致在超高水泥基材料体系下各种材料没有得到高效利用，同时由于建筑废弃物粉料基材料组成复杂，粒径分布不均匀，在超高强水泥基材料低水胶比体系下，浆体的粘稠度高，流动性、泵送性能差，影响工程施工，同时，如何最大程度用建筑废弃物替代水泥，砂石，矿物掺和料，达到超高性能混凝土性能需要，实现绿色环保和可持续发展。

因此，使用建筑废弃物制备超高性能混凝土过程中配合比设计和制备方法的系统优化将深刻影响建筑废弃物粉基生态型超高性能混凝土的推广应用。本发明涉及一种用于建筑废弃物粉基生态型超高性能混凝土的配方设计和制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种建筑废弃物粉基生态型超高性能混凝土的设计和制备方法。

本发明采用的技术方案为：

一种建筑废弃物粉基生态型超高性能混凝土的设计和制备方法，包括如下步骤：