一种耐高温的气凝胶砂浆复合再生混凝土及其制备方法

本发明属于混凝土制备，具体涉及到一种耐高温的气凝胶砂浆复合再生混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、混凝土材料作为现代建筑行业的基石，针对其各类性能的研究一直是工程领域的重要课题。在高温环境下，混凝土材料的物理和化学性质往往会发生显著变化，如强度降低、热膨胀、微裂缝产生等。随着环境温度的升高，混凝土材料的温度也由外到内逐渐升高，由材料内部产生的各种变化，由内及外影响材料的基本性能，最终导致混凝土材料发生剥落或破坏。这些变化可能对建筑物的安全性造成严重影响。

2、目前绝大多数研究者针对火灾场景中建筑材料的研究，都是集中在将制备好的试样直接暴露于高温设备中。实际火场中火灾往往是从一个或多个起火点逐渐发展成大火，混凝土结构在其中受火情况则是复杂多样的，有从单面受火到多面受火的一个发展过程。目前这样的方式测试出来的结果尽管可以模拟建筑材料在最不利的火灾场景中的性能变化，但与实际场景存在较大的差别。因此在测试中应尽可能的考虑试样的受火场景，考虑复杂场景下建筑材料的性能变化情况。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种耐高温的气凝胶砂浆复合再生混凝土。

4、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：所述气凝胶砂浆复合再生混凝土由气凝胶隔热砂浆与再生混凝土混合得到；

5、其中，以质量份数计，所述再生混凝土组分包括普通硅酸盐水泥270-310份，粉煤灰90-104份，河砂610-650份，再生粗骨料925-959份，减水剂1.80-2.07份，水160-180份；

6、以质量份数计，所述气凝胶砂浆包括普通硅酸盐水泥550-578份，河砂321-963份，sio2气凝胶27-54份，kh-550试剂1.95-2.15份，减水剂5.0-6.2份，水230-270份。

7、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述再生混凝土组分包括普通硅酸盐水泥290份，粉煤灰97份，河砂635份，再生粗骨料942份，减水剂1.94份，水170份；

8、以质量份数计，所述气凝胶砂浆包括普通硅酸盐水泥564份，河砂643份，sio2气凝胶40.5份，kh-550试剂2.03份，减水剂5.64份，水248份。

9、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述气凝胶砂浆复合再生混凝土具有如下特性：

10、(a)室温下20℃气凝胶砂浆复合再生混凝土的抗压强度为32.8-38.1mpa；

11、(b)高温下800℃气凝胶砂浆复合再生混凝土的抗压强度28.7-32.7mpa；

12、(c)高温下800℃气凝胶砂浆复合再生混凝土内混凝土表面温度为378-395℃；

13、(d)高温下800℃气凝胶砂浆复合再生混凝土质量损失率为5.5％-6.1％。作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述河砂的细度模数为2.3-2.9，粒径为0.075-4.75mm。

14、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水效率为20％，用量为胶凝材料质量的0.5％。

15、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述再生粗骨料的粒径为5-20mm，表观密度>2350kg/m3，压碎值<16％，吸水率<7％，坚固性<10％。

16、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述普通硅酸盐水泥水泥与粉煤灰的质量比为3：1。

17、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述再生混凝土的水胶比为0.41-0.47。

18、本发明的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种耐高温的气凝胶砂浆复合再生混凝土的制备方法。

19、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：将再生粗骨料、河砂搅拌均匀，加入50％的水，加入水泥和粉煤灰搅拌均匀后加入减水剂和剩余的水，搅拌均匀得到拌合料；

20、拌合料装入模具，浇筑过程中分三层捣实，放置于振动台密实5-10s，震动完成后将再生混凝土放模具内静置1h等待浇筑砂浆得再生混凝土；

21、将sio2气凝胶过筛得到取代河砂的sio2气凝胶颗粒；

22、在总用水量中加入减水剂、kh-550试剂，其用量分别为胶凝材料质量的1％和气凝胶质量的5％，搅拌均匀得到溶液；

23、将胶凝材料和砂混合得到物料；

24、将溶液加入物料中，低速搅拌90s，高速搅拌90s，再低速搅拌90s，在搅拌过程中，缓慢倒入中配置好的sio2气凝胶颗粒；

25、将制备完成的气凝胶砂浆浇筑于模具中预留的砂浆浇筑区域；

26、利用模具进行试样的浇筑，待完成再生混凝土浇筑后静置1h，再将气凝胶砂浆浇筑于剩余区域，并拔除再生混凝土挡板，完成后将气凝胶砂浆复合再生混凝土试样放置于振动台震动10s，振动完成后将试块于室内静置24h，脱模之后移入温度为20±2℃、相对湿度为95％±3％的标准养护室中养护28d，即得到气凝胶砂浆复合再生混凝土。

27、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述sio2气凝胶过筛后细度模数为2.3-3.0。

28、本发明的有益效果：

29、本发明提供了一种耐高温的气凝胶砂浆复合再生混凝土及其制备方法，设计了一种能够将气凝胶砂浆和再生混凝土结合起来的一体成型工艺，制得的气凝胶砂浆复合再生混凝土具有较好的耐高温性能，将其暴露在800℃的环境中2h其抗压强度能达到初始抗压强度的80％以上，且经过测试由气凝胶砂浆覆盖的再生混凝土表面能够将温度维持在380℃的混凝土极限破坏温度以下，表现出了良好的耐高温性能，同时保证了在高温环境下不会发生明显的强度下降情况，有效保障了建筑结构本身的强度。

技术特征：

1.一种耐高温的气凝胶砂浆复合再生混凝土，其特征在于：所述气凝胶砂浆复合再生混凝土由气凝胶隔热砂浆与再生混凝土混合得到；

2.如权利要求1所述的气凝胶砂浆复合再生混凝土，其特征在于：所述再生混凝土组分包括普通硅酸盐水泥290份，粉煤灰97份，河砂635份，再生粗骨料942份，减水剂1.94份，水170份；

3.如权利要求2所述的气凝胶砂浆复合再生混凝土，其特征在于：所述气凝胶砂浆复合再生混凝土具有如下特性：

4.如权利要求2所述的气凝胶砂浆复合再生混凝土，其特征在于：所述河砂的细度模数为2.3-2.9，粒径为0.075-4.75mm。

5.如权利要求2所述的气凝胶砂浆复合再生混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水效率为20％，用量为胶凝材料质量的0.5％。

6.如权利要求2所述的气凝胶砂浆复合再生混凝土，其特征在于：所述再生粗骨料的粒径为5-20mm，表观密度>2350kg/m3，压碎值<16％，吸水率<7％，坚固性<10％。

7.如权利要求1所述的气凝胶砂浆复合再生混凝土，其特征在于：所述普通硅酸盐水泥水泥与粉煤灰的质量比为3：1。

8.如权利要求1所述的气凝胶砂浆复合再生混凝土，其特征在于：所述再生混凝土的水胶比为0.41-0.47。

9.如权利要求1-7任一项所述的气凝胶砂浆复合再生混凝土的制备方法，其特征在于：

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述sio2气凝胶过筛后细度模数为2.3-3.0。

技术总结本发明公开了一种耐高温的气凝胶砂浆复合再生混凝土及其制备方法，包括：包含水泥、粉煤灰、再生粗骨料、河砂、减水剂和水的再生混凝土和包含水泥、河砂、SiO<subgt;2</subgt;气凝胶、KH‑550试剂、减水剂和水的气凝胶砂浆，通过一体成型的方式将二者结合，充分利用废弃材料资源，减少对天然资源的依赖，提升再生混凝土的耐高温性能，具有广阔的应用前景。技术研发人员：王新杰,王发静,朱平华,刘惠,陈春红,杨佳盖,刘啸林,严先萃,杨磊受保护的技术使用者：常州大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12