[发明专利]一种氧化石墨烯增强再生骨料超高性能混凝土及制备方法

说明书

本发明属于建筑材料技术领域，公开了一种氧化石墨烯增强再生骨料超高性能混凝土及制备方法。所述混凝土包括以下质量份数的原料：水泥570～650份、矿渣150～180份、偏高岭土100～150份、石灰石粉80～120份、再生砂300～440份、再生微粉50～80份、石英砂700～1000份、石英石粉100～200份、聚羧酸减水剂30～60份、水180～280份、氧化石墨烯0.5～0.8份；还包括钢纤维，钢纤维的体积为混凝土总体积的1.5～2.2％。本发明采用再生砂替代天然河砂，石灰石煅烧黏土体系添加矿渣和再生微粉作为辅助胶凝材料，并使用氧化石墨烯增强再生骨料，配合间歇喷淋加搅拌的方式，使氧化石墨烯均匀分布在骨料表面，以较低掺量实现明显的增强效果，得到性能优异的超高性能混凝土。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯增强再生骨料超高性能混凝土及制备方法。

背景技术

超高性能混凝土(UHPC)是一种高强度、高韧性、高耐久性的水泥基材料，由于国内建筑业的蓬勃发展，传统混凝土已经不能满足部分工程需要，UHPC的兴起随之而来，但因为其需要高质量的材料，导致成本急剧增加，并且大量的环境污染也是它的主要问题。随着中国城市化进程的加深，导致建筑原材料的严重短缺，尤其是天然河砂，所以急需找到可以替代天然河砂的材料；另一方面我国由高速发展转向高质量发展，大量的工业废料处理问题；由于老旧小区的拆迁工作等，城市内建筑垃圾日益增多，以掩埋的方式处理建筑垃圾周期过长，急需寻找一种绿色有效的方法。

面对上述问题，利用再生骨料制备超高性能混凝土应是一种经济、绿色、高效的解决方案，这样不仅可以解决部分建筑垃圾的处理问题，还能够大大降低UHPC的材料成本。但再生骨料的加入对混凝土强度、耐久性等性能的影响是目前面临的难点，例如再生骨料表面存在大量旧砂浆，将会严重影响到UHPC的力学性能，一些研究尝试使用氧化石墨烯(GO)改性再生骨料，但是当GO加入后，会观察到存在团聚效应，严重影响增强效果，如若为了增强效果而加大掺量，不仅增加成本，UHPC的流动性也会大幅度下降，严重影响其工作性能。因此，如何将再生骨料应用于超高性能混凝土中，在降低成本的同时增强混凝土的性能，是本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种氧化石墨烯增强再生骨料超高性能混凝土及制备方法，采用再生砂替代天然河砂，石灰石煅烧黏土体系添加矿渣和再生微粉作为辅助胶凝材料，并使用氧化石墨烯增强再生骨料，配合间歇喷淋加搅拌的方式，使氧化石墨烯均匀分布在骨料表面，以较低掺量实现明显的增强效果，得到性能优异的超高性能混凝土。

为解决本发明所提出的技术问题，本发明提供一种氧化石墨烯增强再生骨料超高性能混凝土，包括以下质量份数的原料：水泥570～650份、矿渣150～180份、偏高岭土100～150份、石灰石粉80～120份、再生砂300～440份、再生微粉50～80份、石英砂700～1000份、石英石粉100～200份、聚羧酸减水剂30～60份、水180～280份、氧化石墨烯0.5～0.8份；还包括钢纤维，钢纤维的体积为混凝土总体积的1.5～2.2％。

上述方案中，所述水泥为普通硅酸盐水泥。

上述方案中，所述矿渣的粒径＜40μm，其CaO、MgO、SiO₂和MnO的含量之和90％。

上述方案中，所述偏高岭土的SiO₂含量为40～60％，Al₂O₃含量为30～50％，烧失量≤5％。

上述方案中，所述石灰石粉的粒径＜1mm，其CaO含量为40～60％，SiO₂含量为20～40％，Al₂O₃含量≤10％，烧失量≤5％。

上述方案中，所述再生砂为废弃混凝土经破碎、清洗、筛分所制成的II区中砂，细度模数为2.3～2.8。