基于高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土及其制备方法
文献发布时间：2023-06-19 18:37:28
技术领域
本发明属于建筑材料领域，涉及一种基于高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土及其制备方法。
背景技术
随着我国城镇化进程的飞速发展以及人生活水平的日益提高，城市产生越来越多的垃圾，例如，电厂在发电过程中，会产生超高浓度盐水，所含盐分高、COD高、硬度大，TDS(溶解性总固体，是溶解在水里的无机盐和有机盐的总称)可以达到3000mgL，总硬度可以达到1500mglL，COD值可以达到3000mgIL，甚至还含有高到50pm的重金属。若直接将其排放在河流中，将会污染水资源和生态环境。
此外，生物质电厂在焚烧处理稻壳时，会产生大量的稻壳灰，现有的稻壳灰处理工艺是将其倾倒在河流和垃圾填埋厂中，这将会对环境产生不利影响，且不利于废弃物的资源化利用
高性能混凝土(High Performance Concrete,HPC)，由于具有高耐久性，高强度和高流动性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。随着我国建筑业向高层化、大型化、现代化的发展，高性能混凝土必将成为未来的重要建筑材料。但现有的高性能混凝土存在成本高，施工效率低等缺点，且大量的使用自然资源极大的增强的了全球的碳排放。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土及其制备方法，该混凝土具有成本低及施工效率高的特点。
为达到上述目的，本发明所述基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土按质量份数由改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维制备而成，其中，改性高浓盐水通过高活性低碳稻壳灰改性得到。
改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维的质量份数分别为80-120份、620-750份、100-120份、900-1100份、600-700份、26-38份、15份及1.7份。
所述水泥为P.I62.5 R硅酸盐水泥。
细骨料采用质量比为8:2的河砂与精制石英砂的混合物。
本发明所述的基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土的制备方法包括以下步骤：
利用高活性低碳稻壳灰对高浓盐水进行改性，得改性高浓盐水；
取改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维，再将改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维混合均匀，得基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土。
所述高活性低碳稻壳灰的制备过程为：
将稻壳灰在去离子水中煮沸，再水洗后晒干，除去稻壳灰中的氯离子含量，再将稻壳灰在燃烧炉中燃烧，随后冷却，然后将烧制好的稻壳灰进行研磨，得SiO
高活性低碳稻壳灰的具体制备过程为：
1)将稻壳灰在100℃去离子水中沸水溶1h，水洗后晒干，除去稻壳灰中的氯离子含量；
2)将经步骤1)处理后的稻壳灰在燃烧炉中在600℃下燃烧6h，其中，燃烧炉的升温速率与降温速率的绝对值相等，随后冷却，将烧制好的稻壳灰在球磨集中研磨1h，得SiO
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的基于高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土及其制备方法在具体操作时，利用稻壳灰自身的介孔结构，通过发挥稻壳灰的物理化学效应以及内部养护效应，对高浓盐水进行改性处理，以激发高浓盐水内的水分子活性，继而增强混凝土的各方面性能，同时变废为宝，实现资源的回收再利用，同时降低高性能混凝土的制备成本。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明所述的基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土按质量份数由80-120份的改性高浓盐水、620-750份的水泥、100-120份的掺合料、900-1100份的粗骨料、600-700份的细骨料、26-38份的减水剂、15份的激发剂及1.7份的纤维素纤维制备而成。
所述高浓盐水为电厂中排放的废弃物，利用高活性低碳稻壳灰的改性技术提高浓盐水在混凝土的粘合性，以形成改性高浓盐水。所述改性高浓盐水的特点为盐分高、COD高、硬度大，TDS能够达到3000mgL，总硬度达到1500mglL，COD值达到3000mgIL，含有最高50pm的重金属。
所述水泥为P.I62.5 R硅酸盐水泥。
所述粗骨料采用天然骨料，粗骨料中母体岩石的强度大于等于240MP，且粒径级配为(5mm-10mm):(10mm-16mm):(16mm-25mm)＝1:3:6。
所述细骨料采用质量比为8:2的质地坚硬的河砂与精制石英砂的混合物，河砂的细度模数为2.62，表观密度为2640kg/m
本发明所述的基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土的制备方法包括以下步骤：
利用高活性低碳稻壳灰对高浓盐水进行改性，得改性高浓盐水；
取改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维，再将改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维混合均匀，得基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土。
所述高活性低碳稻壳灰的制备过程为：1)将稻壳灰在100℃去离子水中沸水溶1h，水洗后晒干，除去稻壳灰中的氯离子含量；2)再将稻壳灰在600℃下燃烧6h，其中，燃烧炉的升温速率与降温速率的绝对值相等，随后冷却；将烧制好的稻壳灰在600转/分钟的球磨集中研磨1h，得SiO
所述的高活性低碳稻壳灰改性高浓盐水具体为：利用稻壳灰自身的介孔结构，通过发挥稻壳灰的物理化学效应以及内部养护效应，对高浓盐水进行改性处理，以激发高浓盐水内的水分子活性，从而增强混凝土的各方面性能。
实施例一
本发明所述基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土按质量份数由改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维制备而成，其中，改性高浓盐水通过高活性低碳稻壳灰改性得到。
改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维的质量份数分别为80份、620份、100份、900份、600份、26份、15份及1.7份。
所述水泥为P.I62.5 R硅酸盐水泥。
细骨料采用质量比为8:2的河砂与精制石英砂的混合物。
本发明所述的基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土的制备方法包括以下步骤：
利用高活性低碳稻壳灰对高浓盐水进行改性，得改性高浓盐水；
取改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维，再将改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维混合均匀，得基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土。
高活性低碳稻壳灰的具体制备过程为：
1)将稻壳灰在100℃去离子水中沸水溶1h，水洗后晒干，除去稻壳灰中的氯离子含量；
2)将经步骤1)处理后的稻壳灰在燃烧炉中在600℃下燃烧6h，其中，燃烧炉的升温速率与降温速率的绝对值相等，随后冷却，将烧制好的稻壳灰在球磨集中研磨1h，得SiO
实施例二
本发明所述基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土按质量份数由改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维制备而成，其中，改性高浓盐水通过高活性低碳稻壳灰改性得到。
改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维的质量份数分别为120份、750份、120份、1100份、700份、38份、15份及1.7份。
所述水泥为P.I62.5 R硅酸盐水泥。
细骨料采用质量比为8:2的河砂与精制石英砂的混合物。
本发明所述的基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土的制备方法包括以下步骤：
利用高活性低碳稻壳灰对高浓盐水进行改性，得改性高浓盐水；
取改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维，再将改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维混合均匀，得基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土。
高活性低碳稻壳灰的具体制备过程为：
1)将稻壳灰在100℃去离子水中沸水溶1h，水洗后晒干，除去稻壳灰中的氯离子含量；
2)将经步骤1)处理后的稻壳灰在燃烧炉中在600℃下燃烧6h，其中，燃烧炉的升温速率与降温速率的绝对值相等，随后冷却，将烧制好的稻壳灰在球磨集中研磨1h，得SiO
实施例三
本发明所述基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土按质量份数由改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维制备而成，其中，改性高浓盐水通过高活性低碳稻壳灰改性得到。
改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维的质量份数分别为10份、700份、110份、1000份、650份、32份、15份及1.7份。
所述水泥为P.I62.5 R硅酸盐水泥。
细骨料采用质量比为8:2的河砂与精制石英砂的混合物。
本发明所述的基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土的制备方法包括以下步骤：
利用高活性低碳稻壳灰对高浓盐水进行改性，得改性高浓盐水；
取改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维，再将改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维混合均匀，得基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土。
高活性低碳稻壳灰的具体制备过程为：
1)将稻壳灰在100℃去离子水中沸水溶1h，水洗后晒干，除去稻壳灰中的氯离子含量；
2)将经步骤1)处理后的稻壳灰在燃烧炉中在600℃下燃烧6h，其中，燃烧炉的升温速率与降温速率的绝对值相等，随后冷却，将烧制好的稻壳灰在球磨集中研磨1h，得SiO
实施例四
本发明所述基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土按质量份数由改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维制备而成，其中，改性高浓盐水通过高活性低碳稻壳灰改性得到。
改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维的质量份数分别为90份、650份、105份、950份、620份、28份、15份及1.7份。
所述水泥为P.I62.5 R硅酸盐水泥。
细骨料采用质量比为8:2的河砂与精制石英砂的混合物。
本发明所述的基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土的制备方法包括以下步骤：
利用高活性低碳稻壳灰对高浓盐水进行改性，得改性高浓盐水；
取改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维，再将改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维混合均匀，得基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土。
高活性低碳稻壳灰的具体制备过程为：
1)将稻壳灰在100℃去离子水中沸水溶1h，水洗后晒干，除去稻壳灰中的氯离子含量；
2)将经步骤1)处理后的稻壳灰在燃烧炉中在600℃下燃烧6h，其中，燃烧炉的升温速率与降温速率的绝对值相等，随后冷却，将烧制好的稻壳灰在球磨集中研磨1h，得SiO
实施例五
本发明所述基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土按质量份数由改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维制备而成，其中，改性高浓盐水通过高活性低碳稻壳灰改性得到。
改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维的质量份数分别为115份、720份、115份、1050份、680份、35份、15份及1.7份。
所述水泥为P.I62.5 R硅酸盐水泥。
细骨料采用质量比为8:2的河砂与精制石英砂的混合物。
本发明所述的基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土的制备方法包括以下步骤：
利用高活性低碳稻壳灰对高浓盐水进行改性，得改性高浓盐水；
取改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维，再将改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维混合均匀，得基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土。
高活性低碳稻壳灰的具体制备过程为：
1)将稻壳灰在100℃去离子水中沸水溶1h，水洗后晒干，除去稻壳灰中的氯离子含量；
2)将经步骤1)处理后的稻壳灰在燃烧炉中在600℃下燃烧6h，其中，燃烧炉的升温速率与降温速率的绝对值相等，随后冷却，将烧制好的稻壳灰在球磨集中研磨1h，得SiO
实施例六
本发明所述基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土按质量份数由改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维制备而成，其中，改性高浓盐水通过高活性低碳稻壳灰改性得到。
改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维的质量份数分别为80份、750份、100份、1100份、600份、26-38份、15份及1.7份。
所述水泥为P.I62.5 R硅酸盐水泥。
细骨料采用质量比为8:2的河砂与精制石英砂的混合物。
本发明所述的基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土的制备方法包括以下步骤：
利用高活性低碳稻壳灰对高浓盐水进行改性，得改性高浓盐水；
取改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维，再将改性高浓盐水、水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、减水剂、激发剂及纤维素纤维混合均匀，得基于超高浓度浓盐水改性技术的高性能混凝土。
高活性低碳稻壳灰的具体制备过程为：
1)将稻壳灰在100℃去离子水中沸水溶1h，水洗后晒干，除去稻壳灰中的氯离子含量；
2)将经步骤1)处理后的稻壳灰在燃烧炉中在600℃下燃烧6h，其中，燃烧炉的升温速率与降温速率的绝对值相等，随后冷却，将烧制好的稻壳灰在球磨集中研磨1h，得SiO
通过本发明制备的高性能混凝土，其28d龄期立方体抗压强度达到184.2MPa，抗折强度达到38.6MPa，劈裂抗拉强度达到18.9MPa，与型钢之间的粘结强度达到10.2MPa。本发明制备出的具有超高强度，高体积稳定性，高耐久性和高韧性的高性能纤维混凝土，其原材料易得、制备工艺简单，符合可持续发展和现代绿色建筑材料应用及推广的要求，是一种绿色环保的新型高性能纤维混凝土材料。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。