【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于建筑材料，具體涉及一種具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、目前，超高性能混凝土制備通常采用普通硅酸鹽水泥和/或硅酸鹽水泥作為主要膠凝材料，而普通硅酸鹽水泥和/或硅酸鹽水泥主要礦物組成為c2s、c3s、c3a、c4af，形成這些礦物組成的主要鈣來(lái)源為石灰石，石灰石高溫分解產(chǎn)生大量co2。低碳水泥是一種能夠大幅度降低碳排放的水泥制品，其生產(chǎn)過(guò)程中二氧化碳排放量比普通水泥低40％-80％不等，其中常用的原料有鋼渣、粉煤灰、礦渣和硅酸鹽等，主要礦物組成為5％～40％c3s2、20％～50％c2s、10％～50％cs。若能將低碳水泥用于制備超高性能混凝土將具有十分重要的環(huán)保意義。
2、然而，低碳水泥生產(chǎn)雖具有較低的碳排放量，但其自身水化活性較低，制品需要經(jīng)過(guò)碳化進(jìn)行增強(qiáng)，而在低碳水泥制品碳化過(guò)程中，制品越致密，碳化增強(qiáng)效果越差，但超高性能混凝土的制備往往需要制品具有較高的致密性，才可具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐久性能和韌性，因此，將低碳水泥用于超高性能混凝土制備時(shí)，如何兼顧低碳水泥的碳化效果以及超高性能混凝土的高致密性要求則是亟需解決的問(wèn)題。
3、同時(shí)，建筑垃圾微粉是廢棄混凝土再生利用時(shí)不可忽視的問(wèn)題，其約占廢棄混凝土總量的5％-20％，其主要礦物成分為二氧化硅、氫氧化鈣、鈣礬石以及硅鋁酸鈣等具有潛在活性的成分，但建筑垃圾微粉用于混凝土制備時(shí)，尤其是本身水膠比較低的超高性能混凝土(通常在0.14-0.22)，因建筑垃圾微粉較高的吸水率和較低的水化活性，導(dǎo)致采用建筑垃圾微粉
4、此外，隨著科技的迅猛發(fā)展，以電磁波為載體的信息傳播方式已滲入人們生活中的各個(gè)領(lǐng)域，電子化、信息化和高科技化在方便人們生活的同時(shí)，也使人們面臨著嚴(yán)重的電磁輻射污染、無(wú)線通信安全問(wèn)題、信號(hào)干擾問(wèn)題，有時(shí)甚至導(dǎo)致國(guó)家政治與軍事信息的泄露。uhpc作為應(yīng)用越來(lái)越廣泛的建筑材料，若能賦予其電磁吸波功能，將對(duì)其在該電磁屏蔽領(lǐng)域的推廣應(yīng)用具有十分重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，在保證超高性能混凝土高致密性要求的前提下兼顧低碳水泥的碳化效果，還能實(shí)現(xiàn)建筑垃圾微粉的資源化利用；通過(guò)吸波成分的加入改善再生建筑垃圾微粉高吸附性引起的漿體過(guò)黏的缺陷，同時(shí)使低碳水泥基超高性能混凝土獲得電磁吸波功能。
2、為大到上述目的，采用技術(shù)方案如下：
3、一種具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，按重量份計(jì)包括以下組分：
4、低碳水泥350～450份，水化增強(qiáng)組分450～550份，硅鐵質(zhì)吸波微粉150～250份，改性再生建筑垃圾微粉100～200份，硅鐵質(zhì)細(xì)集料1100份，緩凝組分1.0～2.0份，減水組分10.0～12.5份，水190～210份；外摻占所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土體積1.5-2.5％的鋼纖維；所述改性再生建筑垃圾微粉由建筑垃圾微粉經(jīng)酸解、共沉淀、堿活性激發(fā)得到。
5、本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)將建筑垃圾微粉酸解、共沉淀、堿活性激發(fā)處理，使得建筑垃圾微粉中不穩(wěn)定的水化產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為具有強(qiáng)吸附特性的鈣鋁類(lèi)水滑石，并使建筑垃圾微粉的水化活性得到激發(fā)，協(xié)同水化增強(qiáng)組分彌補(bǔ)低碳水泥、硅鐵質(zhì)吸波微粉水化活性低，導(dǎo)致配制的低碳超高性能吸波混凝土強(qiáng)度低的問(wèn)題，同時(shí)，本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)加入緩凝組分調(diào)節(jié)水泥增強(qiáng)組分、改性再生建筑垃圾微粉水化進(jìn)程，協(xié)同改性再生建筑垃圾微粉中的鈣鋁類(lèi)水滑石，在保證配制的低碳吸波uhpc具有良好的工作性能的同時(shí)，為低碳水泥提供充足的碳化通道，吸入更多的co2，以提高配制的低碳吸波uhpc的力學(xué)性能。而且本專(zhuān)利技術(shù)采用硅鐵質(zhì)吸波微粉作為吸波組分，其在吸收電磁波的同時(shí)，可在水泥水化過(guò)程中作為填充料填充漿體孔隙，釋放孔隙中自由水，改善改性再生建筑垃圾微粉高吸附性引起的漿體過(guò)黏，進(jìn)而影響其co2吸收效率的問(wèn)題，為低碳吸波uhpc強(qiáng)度增強(qiáng)提供有利條件。此外，本專(zhuān)利技術(shù)合理調(diào)整各組分的用量比例，使得低碳水泥碳化和普通硅酸鹽水泥/硅酸鹽水泥水化協(xié)同發(fā)展，進(jìn)一步提高整個(gè)體系的力學(xué)性能。
6、可選地，所述硅鐵質(zhì)吸波微粉由鑄石熟料微粉、鐵尾礦微粉按質(zhì)量比為1∶(0.3-0.5)復(fù)配而成；所述鑄石熟料微粉和所述鐵尾礦微粉的比表面積不小于350m2/kg。
7、在本專(zhuān)利技術(shù)中鑄石熟料微粉是鑄石熟料經(jīng)過(guò)球磨得到，其主要成分為sio2、fe2o3、cao，其中，sio2含量在30％左右，fe2o3含量在38％左右，cao含量在12％左右，其礦物組成基本上均呈無(wú)定形狀態(tài)；鐵尾礦微粉是鐵尾礦經(jīng)過(guò)球磨得到，其主要成分為sio2、fe2o3，其中，sio2含量在65％左右，fe2o3含量在15％左右，其礦物組成主要為呈結(jié)晶狀態(tài)的石英。本專(zhuān)利技術(shù)選用鑄石熟料微粉、鐵尾礦微粉作為吸波組分，相比于現(xiàn)有的吸波材料石墨烯、氧化鐵等，其與水泥基材料相容性好，不會(huì)對(duì)水泥基材料的工作性能產(chǎn)生不利影響，甚至可改善水泥基材料的工作性能，提高uhpc漿體對(duì)co2氣體的吸收率，而且鑄石熟料微粉、鐵尾礦微粉可隨水泥水化發(fā)揮物理填充作用，改善制品的力學(xué)性能和耐久性能。
8、可選地，所述改性再生建筑垃圾微粉通過(guò)以下方法制得：
9、(1)將建筑垃圾微粉球磨至比表面積≥300m2/kg后，于50-60℃下酸解，過(guò)濾，得到含ca2+、al3+的溶液a和固體b；在該步驟中，酸解的酸解液可優(yōu)選為質(zhì)量分?jǐn)?shù)15-20％的鹽酸，再生建筑垃圾微粉與酸解液的質(zhì)量比可優(yōu)選為1∶(2-3)；
10、(2)向所述溶液a中加入堿溶液，調(diào)節(jié)溶液a的ph至10-11，于80-90℃下進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，隨后，于100-110℃下晶化，冷卻、過(guò)濾、洗滌、干燥，得到鈣鋁類(lèi)水滑石和濾液c；在該步驟中堿溶液可優(yōu)選為氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液的摩爾濃度可優(yōu)選為0.1-0.2mol/l；
11、(3)將所述固體b和所述濾液c混合，于40-60℃下堿激發(fā)反應(yīng)3-5h，過(guò)濾，干燥，得到微粉d；
12、(4)將所述鈣鋁類(lèi)水滑石和所述微粉d混合，得到改性再生建筑垃圾微粉。
13、本專(zhuān)利技術(shù)采用酸解方法將再生建筑垃圾微粉中不穩(wěn)定的水化產(chǎn)物分解，然后采用共沉淀方法將分離出來(lái)的ca2+、al3+轉(zhuǎn)化為鈣鋁類(lèi)水滑石，其中，鈣鋁類(lèi)水滑石作為一種層狀結(jié)構(gòu)物質(zhì)，可吸附水、氣體，不僅可作為co2捕收劑，還為co2提供碳化通道，為低碳水泥在超高性能混凝土中的應(yīng)用提供強(qiáng)化保障，同時(shí)，本專(zhuān)利技術(shù)充分利用共沉淀反應(yīng)產(chǎn)生的濾液(堿性溶液)以及酸解反應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)濾物(固體b)，堿性濾液可激發(fā)固體b的化學(xué)活性，進(jìn)而有效提高再生建筑垃圾微粉與水泥的反應(yīng)活性，從而有效保證低碳超高性能吸波混凝土的力學(xué)性能。
14、可選地，所本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于按重量份計(jì)包括以下組分：
2.如權(quán)利要求1所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于所述硅鐵質(zhì)吸波微粉由鑄石熟料微粉、鐵尾礦微粉按質(zhì)量比為1∶(0.3-0.5)復(fù)配而成；所述鑄石熟料微粉和所述鐵尾礦微粉的比表面積不小于350m2/kg。
3.如權(quán)利要求1所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于所述改性再生建筑垃圾微粉通過(guò)以下方法制得：
4.如權(quán)利要求1所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于所述水泥增強(qiáng)組分由普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥和硅灰組成；所述普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥和所述硅灰的質(zhì)量比為1∶(0.2-0.3)。
5.如權(quán)利要求4所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于所述普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥的等級(jí)不小于42.5級(jí)；所述硅灰的需水量比不大于125％，28d活性指數(shù)不小于105％。
6.如權(quán)利要求1所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于所述硅鐵質(zhì)細(xì)集料為粒徑小于
7.如權(quán)利要求1所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于所述緩凝組分由葡萄糖酸鈉和酒石酸按照1:(0.1-0.3)的質(zhì)量比混合而成；所述減水組分為減水率不小于25％的聚羧酸減水劑。
8.如權(quán)利要求1所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于所述鋼纖維的直徑為0.18-0.22mm，長(zhǎng)度為13-15mm；長(zhǎng)徑比為60-70。
9.如權(quán)利要求1所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于所述低碳水泥的主要成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)包括23.5-25.5％C3S2，31.5-34.5％C2S、19.5-22.5％CS、20.0-24.0％C3S，所述低碳水泥的比表面積不低于300m2/kg。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于按重量份計(jì)包括以下組分：
2.如權(quán)利要求1所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于所述硅鐵質(zhì)吸波微粉由鑄石熟料微粉、鐵尾礦微粉按質(zhì)量比為1∶(0.3-0.5)復(fù)配而成；所述鑄石熟料微粉和所述鐵尾礦微粉的比表面積不小于350m2/kg。
3.如權(quán)利要求1所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于所述改性再生建筑垃圾微粉通過(guò)以下方法制得：
4.如權(quán)利要求1所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于所述水泥增強(qiáng)組分由普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥和硅灰組成；所述普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥和所述硅灰的質(zhì)量比為1∶(0.2-0.3)。
5.如權(quán)利要求4所述具有電磁吸波功能的低碳水泥基超高性能混凝土，其特征在于所述普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥的等級(jí)不小于42.5級(jí)；所述硅灰的需水量比不大于125％，28d活性指數(shù)不小于105％。
6.如權(quán)利要求1所述具有電磁吸波功能...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李葉青，陳夢(mèng)義，商得辰，耿春東，葉顯，任政，余松柏，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：華新水泥股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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