【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于新型建筑材料，具體涉及一種含玻璃纖維的uhpc及其制備方法和應用。
技術介紹
1、公開該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
2、超高性能混凝土(ultra-high?performance?concrete，簡稱uhpc)是一種具有超高強度、高韌性和高耐久性的新型水泥基復合材料。其配比中的水泥含量較高導致其早期收縮嚴重，是其在工程應用中需要面對的技術問題。
3、廢棄玻璃的來源包括飲料瓶、食品罐頭、建筑材料、汽車玻璃等，不同來源的廢棄玻璃具有不同的成分，廢棄玻璃自身的成分污染和質量問題限制了其難以用于高品質玻璃的制造。如何高效利用處理廢舊玻璃成為亟待解決的難題。
4、現有技術中，通過在uhpc中添加超細玻璃纖維的技術方案，雖然在一定程度上改善了混凝土的抗裂性能、強度和韌性，但仍存在諸多不足。首先，傳統超細玻璃纖維在高堿性混凝土環境中易受侵蝕，其化學穩定性不足，導致性能隨時間顯著衰退，進而影響混凝土的長期耐久性。其次，普通超細玻璃纖維在混凝土基體中的分散性較差，容易發生纖維團聚，導致基體不均勻，難以充分發揮增強效果。此外，超細玻璃纖維與混凝土基體之間的界面結合力較弱，主要依賴物理吸附或范德華力，未能形成足夠強的化學結合界面，界面過渡區（itz）的性能較差，從而限制了超細玻璃纖維對混凝土整體性能的提升。尤其在微裂縫控制、應力傳遞路徑優化和抗沖擊性能提升方面，現有技術的效果仍
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種含玻璃纖維的uhpc及其制備方法和應用，對廢棄玻璃進行改性，制備出具有較高鋁氧四面體含量的強化超細玻璃纖維，這種強化超細玻璃纖維與鋼纖維復摻于uhpc中，具有較好的抗裂性能、強度和韌性。
2、為了實現上述目的，本專利技術的技術方案為：
3、第一方面，一種玻璃纖維的uhpc，制備原料包括以下質量份的組分：水泥400~500份、硅灰40~50份、細骨料600~800份、粗骨料1000~1200份、鋼纖維30~50份、玻璃纖維10~30份、水120~150份和減水劑6~8份；
4、所述玻璃纖維為改性超細玻璃纖維，其經過氧化鋰和氫氧化鈉改性。
5、第二方面，上述的含玻璃纖維的uhpc的制備方法，包括以下步驟：
6、s1、將玻璃原料添加氧化鋰后加熱熔融，獲得超細玻璃纖維原料；
7、s2、將超細玻璃纖維原料制備為超細玻璃纖維，后置于氫氧化鈉的水溶液中浸泡，獲得改性超細玻璃纖維；
8、s3、將改性超細玻璃纖維與水混合獲得改性超細玻璃纖維分散液；
9、s4、將水泥、硅灰、細骨料和粗骨料混合，獲得第一混合物；
10、s5、向所述第一混合物中添加改性超細玻璃纖維分散液、水和減水劑，攪拌混合獲得第二混合物；
11、s6、向所述第二混合物中添加鋼纖維，攪拌混合獲得含玻璃纖維的uhpc漿料。
12、第三方面，上述的含玻璃纖維的uhpc的應用，所述應用為，將所述含玻璃纖維的uhpc用于超高層建筑、大跨度橋梁和高速公路領域。
13、本專利技術的有益效果為：
14、1.本專利技術中添加了玻璃纖維，其與鋼纖維共同加入混凝土中，通過協同作用在宏觀和微觀層面顯著改善了超高性能混凝土的綜合性能。宏觀上，鋼纖維提供優異的抗裂性、抗彎強度和韌性，而改性超細玻璃纖維，特別是改性超細玻璃纖維有效控制微裂縫的萌生與擴展，提高致密性和抗沖擊能力，兩者共同提升了混凝土的抗疲勞性和耐久性。微觀上，改性超細玻璃纖維合理長徑比設計能夠有效填充混凝土基體中的孔隙，降低孔隙率和滲透性，顯著提高混凝土的致密性，并且優化界面過渡區（itz），增強了基體與骨料間的結合強度，同時改善混凝土的抗化學腐蝕性能，鋼纖維能夠進一步分散裂縫處的集中應力，延緩裂縫從微觀到宏觀的擴展。此外，超細玻璃纖維通過氧化鋰和氫氧化鈉的改性處理，不僅顯著提高了超細玻璃纖維在高堿性環境中的耐久性，解決了傳統超細玻璃纖維因化學穩定性不足而性能迅速衰退的問題，還通過改性后在纖維表面引入羥基，使其與水泥基體形成牢固的化學結合，增強界面粘結力，改善界面過渡區的結構性能。本專利技術從宏觀到微觀全面提升了uhpc的抗裂性能、抗沖擊性能和長期耐久性，有效克服了現有技術中存在的超細玻璃纖維耐堿性不足、分散性差、界面結合力弱以及微裂縫控制能力有限的缺陷。
15、2.本專利技術中的超細玻璃纖維經過堿性改性處理，強化了其抵抗堿性環境侵蝕的能力，不易發生性能衰退。延長了纖維在混凝土中的使用壽命。改性處理在超細玻璃纖維表面增加了羥基，使超細玻璃纖維表面與水泥基體之間由傳統的范德華力結合轉變為主要通過羥基形成氫鍵結合，從而顯著增強了纖維與混凝土基體之間的界面粘結性，優化了界面過渡區（itz）的強度與穩定性。纖維在孔隙中的均勻分布還發揮了橋接作用，既能抑制微裂縫的萌生與擴展，又改善了應力傳遞路徑，提升了混凝土的整體抗裂性能。通過這種界面粘結增強和孔隙填充的協同作用，改性超細玻璃纖維顯著提高了混凝土的抗沖擊性、抗疲勞性和長期耐久性。
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1.一種含玻璃纖維的UHPC，其特征在于，制備原料包括以下質量份的組分：水泥400~500份、硅灰40~50份、細骨料600~800份、粗骨料1000~1200份、鋼纖維30~50份、玻璃纖維10~30份、水120~150份、減水劑6~8份；所述玻璃纖維為改性超細玻璃纖維，其經過氧化鋰和氫氧化鈉改性。
2.如權利要求1所述的含玻璃纖維的UHPC，其特征在于，所述改性超細玻璃纖維的直徑為3~5μm，長度為6~20mm；所述改性超細玻璃纖維中，氧化鋰所占質量分數為0.5%~2.0%。
3.如權利要求1所述的含玻璃纖維的UHPC，其特征在于，所述水泥為強度等級52.5級或52.5R級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；
4.一種如權利要求1-3任一所述的含玻璃纖維的UHPC的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.如權利要求4所述的含玻璃纖維的UHPC的制備方法，其特征在于，S1中，玻璃原料選自廢棄玻璃，所述廢棄玻璃清除表面污漬后風干獲得玻璃原料；S1中，氧化鋰所占質量分數為0.5%~2.0%。
6.如權利要求4所述的含玻璃纖維的
7.如權利要求4所述的含玻璃纖維的UHPC的制備方法，其特征在于，S3中，將改性超細玻璃纖維與占總水量65~75%的水混合，混合后進行20~40min的超聲波磁力攪拌；
8.如權利要求4所述的含玻璃纖維的UHPC的制備方法，其特征在于，包括步驟S7、將含玻璃纖維的UHPC漿料澆筑成型，并養護至規定齡期。
9.如權利要求8所述的含玻璃纖維的UHPC的制備方法，其特征在于，S7中，將含玻璃纖維的UHPC漿料高速攪拌1~2min，使其成分均勻后，澆筑成型，澆筑過程中輕微振搗1~2min；澆筑完成后用塑料薄膜覆蓋表面防止水分流失，24h后脫膜，在標準養護條件下進行養護。
10.一種如權利要求1-3任一所述的含玻璃纖維的UHPC的應用，其特征在于，將所述含玻璃纖維的UHPC用于超高層建筑、大跨度橋梁和高速公路領域。
...【技術特征摘要】
1.一種含玻璃纖維的uhpc，其特征在于，制備原料包括以下質量份的組分：水泥400~500份、硅灰40~50份、細骨料600~800份、粗骨料1000~1200份、鋼纖維30~50份、玻璃纖維10~30份、水120~150份、減水劑6~8份；所述玻璃纖維為改性超細玻璃纖維，其經過氧化鋰和氫氧化鈉改性。
2.如權利要求1所述的含玻璃纖維的uhpc，其特征在于，所述改性超細玻璃纖維的直徑為3~5μm，長度為6~20mm；所述改性超細玻璃纖維中，氧化鋰所占質量分數為0.5%~2.0%。
3.如權利要求1所述的含玻璃纖維的uhpc，其特征在于，所述水泥為強度等級52.5級或52.5r級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；
4.一種如權利要求1-3任一所述的含玻璃纖維的uhpc的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.如權利要求4所述的含玻璃纖維的uhpc的制備方法，其特征在于，s1中，玻璃原料選自廢棄玻璃，所述廢棄玻璃清除表面污漬后風干獲得玻璃原料；s1中，氧化鋰所占質量分數為0.5%~2.0%。<...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉科，郭緯，谷傳耀，李景龍，龐鍇，張靖航，孟翔宇，閻晨旭，蘇同春，鄭秀芳，王文博，徐展洪，趙汝洋，
申請(專利權)人：濟南大學，
類型：發明
國別省市：
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