【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于混凝土，具体涉及一种耐热低碳混凝土及其制备方法。
技术介绍
1、随着我国经济的快速发展，混凝土技术的也朝着多元化方向发展，一些特殊工程如海洋、核电站、地热工程、光热电站等，普通混凝土已无法满足使用要求，需要开发一种耐热性能优异的混凝土。
2、耐热混凝土是一种能长期在200℃～900℃状态下使用，且能保持所需的物理力学性能和体积稳定性的特殊混凝土。一般耐热混凝土由耐热胶凝材料、耐热粗细骨料和水按一定的比例配制而成，其中骨料用量一般占混凝土总质量的75％左右，也是影响混凝土耐热性能的主要因素，当采用热膨胀系数小的骨料不仅有利于提高混凝土的耐热性能，而且有利于混凝土密实度提高。传统的耐火骨料包括有火成岩、碎粘土砖、粘土、熟料、碎镁砖及镁砂等。实践证明，当采用玄武岩、安山岩、辉绿岩、花岗岩石粉砂等火成岩作为骨料配制使用温度低于500℃的耐热混凝土是安全的，但当温度超过700℃后，混凝土会出现较大开裂，存在安全隐患。如中国专利cn111908870a公开了一种耐热耐火混凝土及其制备方法，按重量份数计，所述耐热耐火混凝土包括以下组分：耐火粗骨料1000-1100份、耐火细骨料600-700份、普通硅酸盐水泥300-400份、矿粉60-120份、高铝粉30-60份、硅微粉7-13份、聚羧酸减水剂8-12份、分散剂1-5份、水150-200份；所述耐火粗骨料包括花岗岩石粉砂、辉绿岩、安山岩、玄武岩、正长岩、闪长岩中的至少一种；所述耐火细骨料为粒径尺寸在0.15-5mm的耐火安山岩、玄武岩混合物。该专利技术通过选用耐火粗
3、另一方面，近些年来，天然资源的日益匮乏及环保形势的日益严峻，符合要求的天然耐火骨料越来越少；因此，提供一种用固体废渣制备的耐火骨料，制备出性能更优的耐热混凝土具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、针对以上现有技术的不足，本专利技术的目的之一是提供一种耐热低碳混凝土，采用固废制备的耐火骨料，同时配合使用热收缩性玄武岩纤维，使混凝土在高温具备优异的耐热性能和抗裂性能，解决现有技术中混凝土高温后易开裂的问题，同时有效利用固废，发展生态友好型的低碳耐热混凝土，解决现有技术中天然耐火骨料资源短缺的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术的具体技术方案如下：
3、一种耐热低碳混凝土，包括以下重量份数的各组分：水泥300～350份、复合掺合料110～150份、耐火骨料1000～1400份、花岗岩石粉砂650～850份、热收缩性玄武岩纤维50～60份、减水剂3.5～8.0份、水142～165份；
4、所述耐火骨料的制备方法包括以下步骤：
5、s1.将凝灰岩粉与naoh溶液混合均匀，经干燥后得到改性凝灰岩粉；
6、s2.将玉米芯灰、硅酸盐水泥和改性凝灰岩粉加入造粒机中，搅拌均匀后，喷水进行造粒，经筛分后得到粒径为5～10mm的骨料；
7、s3.将所得到的骨料置于-10～-5℃下进行冷冻，然后进行低温真空干燥，即得到所述耐火骨料。
8、本专利技术采用凝灰岩粉和玉米芯灰制备耐火骨料，可有效利用固废，实现低碳的效果。以凝灰岩粉为前驱体，利用氢氧化钠激发凝灰岩粉的活性，使凝灰岩中的石英、钠长石、钾长石、钙长石、微纹长石和方钠石在碱性环境下溶解出活性硅铝酸盐单体，活性硅铝酸盐与ca2+反应生成水化硅酸钙和水化硅酸铝等胶凝性产物，可显著提高骨料的强度；玉米芯灰具有火山灰作用，既可以减少水泥的用量，又可实现生物质灰的再利用。更重要的是，凝灰岩粉的吸水率高，同时玉米芯灰具有延缓水泥凝结时间的作用，加入玉米芯灰可以延缓步骤s2中骨料成型凝结硬化的时间，使凝灰岩在造粒过程中有充足的时间吸水饱和，随后步骤s3在低温下使水分变成固态的冰，再利用低温真空干燥使冰直接升华为水蒸气，从而得到外表面封闭内部多孔的骨料；与密实的骨料相比，多孔骨料的隔热性增强，同时骨料的质量可以降低30～40％，有利于混凝土结构的轻量化。
9、本专利技术的热收缩性玄武岩纤维在受热时会收缩，将热收缩性玄武岩纤维加入到混凝土中，当混凝土内部温度上升到600℃时，混凝土内部的热收缩性玄武岩纤维会发生收缩变形，使混凝土内部产生一种拉应力来抵抗混凝土受热膨胀的现象，保持混凝土体积热稳定性，提升混凝土在高温下的抗裂性能，解决混凝土受热后容易产生膨胀导致混凝土开裂的问题。
10、优选的，步骤s1中，所述凝灰岩粉与naoh溶液的质量比为(0.6～1.2)：(6～10)，所述naoh溶液的质量浓度为6％～12％。
11、优选的，步骤s2中，所述玉米芯灰、硅酸盐水泥、改性凝灰岩粉和水的质量比为(0.6～1.5)：(2～6)：(0.5～2.0)：(0.7～2.5)。
12、优选的，所述玉米芯灰由玉米芯在815～850℃下煅烧1.5～3h后得到。
13、优选的，所述低温真空干燥的条件为在温度-60～-40℃、真空10～30pa下升华干燥20～24h。
14、优选的，所述热收缩性玄武岩纤维的制备方法包括以下步骤：
15、p1.将玄武岩纤维与锂辉石混合后进行研磨，在150～250℃下保温10～14h，再升温至350～450℃保温10～14h，再升温至550～650℃保温0.5～1.5h，冷却后得到混合粉末；
16、p2.将所得的混合粉末与高胶粉、纳米caco3粉末、相容剂、tio2和sno2混合均匀，经熔融挤出、纺丝、切割后得到热收缩性玄武岩纤维。
17、本专利技术将玄武岩纤维与锂辉石混合煅烧后再制成热收缩性纤维，锂辉石(lialsi2o4)微晶玻璃主要分为三个变体：α-锂辉石、β-锂辉石以及γ-锂辉石；其中α-锂辉石为低温下的稳定变体，β-锂辉石为高温稳定型变体，同时它的热膨胀系数极低。当温度超过600℃后α-锂辉石会发生相转变，析出β-锂辉石与玄武岩纤维中sio2结合生成热稳定性更高的β-锂辉石固溶体，随着β-锂辉石固溶体占比的不断增加，材料的热膨胀系数趋于负值，使玄武岩纤维具备高温收缩的特性。
18、本专利技术将玄武岩纤维作为增强体加入到锂辉石微晶玻璃基体中，使之与锂辉石微晶玻璃基体相复合而制成类似于聚合物共混体的增强型复合材料，随后通过熔融、挤压等工艺制成热收缩性玄武岩纤维。
19、优选的，步骤p1中，所述玄武岩纤维与锂辉石的质量比为(2～7)：(4～10)。
20、优选的，步骤p2中，所述混合粉末与高胶粉、纳米caco3粉末、相容剂、tio2和sno2的质量比为(8～15)：(10～20)：(8～15)：(5～10)：(2～5)：(0.5～2.0)。
21、优选的，所述相本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐热低碳混凝土，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：水泥300～350份、复合掺合料110～150份、耐火骨料1000～1400份、花岗岩石粉砂650～850份、热收缩性玄武岩纤维50～60份、减水剂3.5～8.0份、水142～165份；
2.根据权利要求1所述的一种耐热低碳混凝土，其特征在于，步骤S1中，所述凝灰岩粉与NaOH溶液的质量比为(0.6～1.2)：(6～10)，所述NaOH溶液的质量浓度为6％～12％。
3.根据权利要求1所述的一种耐热低碳混凝土，其特征在于，步骤S2中，所述玉米芯灰、硅酸盐水泥、改性凝灰岩粉和水的质量比为(0.6～1.5)：(2～6)：(0.5～2.0)：(0.7～2.5)。
4.根据权利要求1所述的一种耐热低碳混凝土，其特征在于，步骤S3中，所述低温真空干燥的条件为在温度-60～-40℃、真空10～30Pa下升华干燥20～24h。
5.根据权利要求1所述的一种耐热低碳混凝土，其特征在于，所述热收缩性玄武岩纤维的制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种耐热低碳混凝土，
7.根据权利要求5所述的一种耐热低碳混凝土，其特征在于，步骤P2中，所述混合粉末与高胶粉、纳米CaCO3粉末、相容剂、TiO2和SnO2的质量比为(8～15)：(10～20)：(8～15)：(5～10)：(2～5)：(0.5～2.0)。
8.根据权利要求5所述的一种耐热低碳混凝土，其特征在于，所述相容剂是由苯乙烯和马来酸酐经共聚得到的。
9.根据权利要求1所述的一种耐热低碳混凝土，其特征在于，所述复合掺合料包括质量比为1：(1～2)的硅灰和粉煤灰。
10.权利要求1～9任一项所述的一种耐热低碳混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种耐热低碳混凝土，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：水泥300～350份、复合掺合料110～150份、耐火骨料1000～1400份、花岗岩石粉砂650～850份、热收缩性玄武岩纤维50～60份、减水剂3.5～8.0份、水142～165份；
2.根据权利要求1所述的一种耐热低碳混凝土，其特征在于，步骤s1中，所述凝灰岩粉与naoh溶液的质量比为(0.6～1.2)：(6～10)，所述naoh溶液的质量浓度为6％～12％。
3.根据权利要求1所述的一种耐热低碳混凝土，其特征在于，步骤s2中，所述玉米芯灰、硅酸盐水泥、改性凝灰岩粉和水的质量比为(0.6～1.5)：(2～6)：(0.5～2.0)：(0.7～2.5)。
4.根据权利要求1所述的一种耐热低碳混凝土，其特征在于，步骤s3中，所述低温真空干燥的条件为在温度-60～-40℃、真空10～30pa下升华干燥20～24h。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁超，薛立华，陈永久，顾瑞，万瑞，刘凯，费壮，袁明华，陈健，佘远星，程瑞，王润，易春林，文鑫，宋志愿，赵萌，莫凡，
申请(专利权)人：江苏中建商品混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。