【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及混凝土，尤其涉及一種高延性地聚物再生混凝土及其制備方法。
技術介紹
1、水泥是一種粉狀水硬性無機膠凝材料。加水攪拌后成漿體，能在空氣中硬化或者在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結在一起。用它膠結碎石制成的混凝土，硬化后不但強度較高，而且還能抵抗淡水或含鹽水的侵蝕。長期以來，水泥都作為一種重要的膠凝材料，廣泛應用于土木建筑、水利、國防等工程。
2、2022年全國水泥產量約為21.3億噸，占全球總量50％以上，現階段水泥生產的碳排放量約占全國總碳排放量的14％，是建筑領域碳中和進程中的關鍵環節；我國大宗固廢累計堆存量約600億噸，其中廢棄混凝土約占40％，也是資源綜合利用重點領域。
3、地聚物混凝土是一種新型建筑環保材料，其特點包括高強度、耐腐蝕、施工方便等，通常用于地下設施、水利工程和化工設備等領域，因其具有良好的耐化學性和耐磨損性而備受青睞。與傳統混凝土相比，地聚物混凝土不易受到腐蝕、不易開裂，且可根據需要調整配方以滿足特定工程要求，因此在特定工程中具有一定的應用前景。然而，地聚物混凝土卻如普通水泥一樣是一種高脆性材料，抗拉性能和延性較差，制約了地聚物混凝土的應用。
4、地聚物混凝土的脆性主要是由于材料在承受荷載作用時缺少傳統混凝土中膠凝材料和骨料之間的緩沖作用，需要進行摻加原料進行試驗來補充這種緩沖作用。此外，在混凝土基體中加入具有較高延伸率的短切纖維能夠進一步提高地聚物混凝土韌性。采用工業副產品、再生骨料和堿激發劑生產地聚物再生混凝土，能夠極大地緩解與混凝土產業相關的環境
5、如何利用地聚物和再生細骨料制備超高延性混凝土，實現固體廢棄物的大宗利用，提高建材綠色低碳化，具有重要意義。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種高延性地聚物再生混凝土，采用礦渣粉和粉煤灰等工業固體廢料，以及再生砂作為主要原料，不僅可以降低能耗，減少對環境的污染，同時也降低了超高延性地聚物基再生混凝土的制備成本。
2、本專利技術提供了以下技術方案：
3、一種高延性地聚物再生混凝土，包括以下質量份的原料：礦渣粉200-250份、粉煤灰900-950份、再生砂350-420份、pva纖維15-30份、堿激發劑400-450份、減水劑5-10份、水80-90份。
4、優選的，所述礦渣粉的比表面積為400～500m2/kg，密度為2500～3000kg/m3。
5、優選的，所述粉煤灰的比表面積為500～600m2/kg，密度為2500～3000kg/m3。
6、優選的，所述再生砂的表觀密度為2600kg/m3，粒徑范圍為7-14mm。
7、優選的，所述pva纖維的楊氏模量為40.0gpa，延伸率為6.0％，名義強度為1600mpa
8、優選的，所述堿激發劑由硅酸鈉、氫氧化鈉和水混合配置而成；所述堿激發劑的模數為1.4～1.6。
9、優選的，所述減水劑為聚羧酸減水劑。
10、所述高延性地聚物再生混凝土的制備方法，包括以下步驟：
11、(1)配料：按比例稱取礦渣粉、粉煤灰、再生砂、pva纖維、減水劑和水，并制備堿激發劑，然后將部分水與減水劑混合均勻，得到減水劑溶液；
12、(2)攪拌混合：將粉煤灰、礦渣粉和再生砂低速攪拌2～4分鐘至均勻，然后將堿激發劑緩慢地倒入其中，低速攪拌1～2分鐘后，加入減水劑溶液，高速攪拌2～3分鐘，最后加入pva纖維，高速攪拌4～6分鐘，得到混合料漿；
13、(3)入模成型：將所述混合料漿倒入模具中，成型24h后，拆模得到混凝土坯體；
14、(4)拆模養護：將所述混凝土坯體依次進行高溫養護和恒溫恒濕養護，得到所述高延性地聚物再生混凝土。
15、優選的，步驟(2)所述低速攪拌的攪拌速率為140±10r/min；所述高速攪拌的攪拌速率為250±10r/min。
16、優選的，步驟(4)所述高溫養護是在60～65℃下養護20～24h；所述恒溫恒濕養護是在溫度20±2℃，濕度95±2％的恒溫恒濕養護室中養護28天。
17、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
18、1、本專利技術通過摻加pva纖維對地聚物混凝土進行增韌處理，利用基體與聚乙烯纖維的界面粘結作用，材料拉伸應變能力增大，解決了地聚物混凝土高脆性的問題。
19、2、本專利技術所使用的礦渣粉和粉煤灰來源于工業固體廢料，再生砂來源于建筑垃圾廢棄混凝土，將上述廢料作為混凝土的材料來源不僅可以降低能耗，減少對環境的污染，同時也降低了超高延性地聚物基再生混凝土的制備成本。
20、3、本專利技術中摻入適量的粉煤灰會使混凝土有更高的強度與韌性。粉煤灰與堿激發劑的活化反應穩定，粉煤灰中的硅鋁氧化物與堿激發劑反應生成水化硅酸鈣(c-s-h)的凝膠結構，有助于增強混凝土的強度和耐久性。粉煤灰的粒徑小，可填充混凝土中細小孔隙，減少混凝土的收縮和裂縫的產生；同時粉煤灰中的高硅酸含量和球形顆粒結構可有效改善混凝土的滲透性和開裂傾向，防止外界侵蝕物質的滲入，有效降低混凝土的腐蝕、開裂和老化的風險。適量的粉煤灰摻量還可降低基體與纖維之間的摩擦粘結強度，有利于纖維在基體中的滑移。
21、4、本專利技術通過對地聚物混凝土進行纖維增韌處理，并配合再生砂形成緩沖層從而緩解砂料和膠凝材料之間的摩擦和沖擊，改善地聚物混凝土的脆性，進而制備一種低碳經濟、力學性能優異的具有應變硬化特性的高延性礦渣-粉煤灰基地聚物再生混凝土，實現了工業固體廢料和廢棄混凝土的循環利用。
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1.一種高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，包括以下質量份的原料：礦渣粉200-250份、粉煤灰900-950份、再生砂350-420份、PVA纖維15-30份、堿激發劑400-450份、減水劑5-10份、水80-90份。
2.根據權利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述礦渣粉的比表面積為400～500m2/kg，密度為2500～3000kg/m3。
3.根據權利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述粉煤灰的比表面積為500～600m2/kg，密度為2500～3000kg/m3。
4.根據權利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述再生砂的表觀密度為2600kg/m3，粒徑范圍為7-14mm。
5.根據權利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述PVA纖維的楊氏模量為40.0GPa，延伸率為6.0％，名義強度為1600MPa。
6.根據權利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述堿激發劑由硅酸鈉、氫氧化鈉和水混合配置而成；所述堿激發劑的模數為1.4～1.6
7.根據權利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述減水劑為聚羧酸減水劑。
8.根據權利要求1所述高延性地聚物再生混凝土的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述高延性地聚物再生混凝土的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述低速攪拌的攪拌速率為140±10r/min；所述高速攪拌的攪拌速率為250±10r/min。
10.根據權利要求8所述高延性地聚物再生混凝土的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述高溫養護是在60～65℃下養護20～24h；所述恒溫恒濕養護是在溫度20±2℃，濕度95±2％的恒溫恒濕養護室中養護28天。
...【技術特征摘要】
1.一種高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，包括以下質量份的原料：礦渣粉200-250份、粉煤灰900-950份、再生砂350-420份、pva纖維15-30份、堿激發劑400-450份、減水劑5-10份、水80-90份。
2.根據權利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述礦渣粉的比表面積為400～500m2/kg，密度為2500～3000kg/m3。
3.根據權利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述粉煤灰的比表面積為500～600m2/kg，密度為2500～3000kg/m3。
4.根據權利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述再生砂的表觀密度為2600kg/m3，粒徑范圍為7-14mm。
5.根據權利要求1所述的高延性地聚物再生混凝土，其特征在于，所述pva纖維的楊氏模量為40.0gpa，延伸率為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：盛旭東，何敏玉，張軍，王瑋，曹瑞雪，郭建兵，張書滿，瞿伏川，朱新忠，姚東方，詹濤濤，儲成青，鄧可畏，楊潘，葉鑫，郭其煒，魯仁偉，劉喜，汪明磊，楊振，
申請(專利權)人：中鐵四局集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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