CN116082004B - 一种适用于盐碱地区的再生uhpc及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于混凝土技术领域，涉及一种适用于盐碱地区的再生UHPC及其制备方法。所述UHPC由以下组分组成：胶凝组分，拌合水，再生细骨料，石英砂，化学外加剂，混杂纤维；其中胶凝组分:34~50wt%，拌合水:6.3~13.5wt%，再生细骨料:23.75~32.4wt%，石英砂:10~20wt%；水胶比：0.16~0.22，砂胶比：0.475~0.945，化学外加剂：0.42~1.1wt%，混杂纤维：5~12.25wt%。本发明提出了“多级制备，三次混合”的制备方法，通过使用钙镁离子含量较高的盐碱水以及对再生细骨料进行预饱水处理的方式，对UHPC内部早期水化环境进行有效调控，缓解相对湿度下降梯度，同时盐碱水与胶凝材料的反应也补偿了部分收缩，有效预防了早期开裂；此外，充分利用盐碱地区水源，绿色环保，具有深远的工程意义以及经济实用价值。

Description

一种适用于盐碱地区的再生UHPC及其制备方法

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种适用于盐碱地区的再生UHPC及其制备方法。

背景技术

盐湖及盐渍土在我国分布极广，主要集中在部分沿海及近海地区、大西北和内蒙古一带，盐湖的矿化度一般为300g/L左右，含盐量高且成分复杂，大多属于Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄ ^2-体系，是一种有别于经典海水体系(矿化度为34~35g/L)及咸水湖体系(矿化度为1~20g/L)的介质环境。除了地下水及地表水富盐外，甚至空气中含盐量也较大。而盐渍土地带主要分布在我国东北、华北、西北地区，主要集中在西北地区（新疆、青海、西藏和内蒙古)，且含盐量高。若直接使用盐碱水制备混凝土并应用于工程中，对钢筋混凝土结构的耐久性将构成严重威胁。因此在盐碱地区进行混凝土结构施工时，多是需要对拌和用水进行净化处理或运水施工，这也大幅增加了施工成本，也制约了施工进度。因此充分利用盐碱水进行混凝土制备具有重要工程意义。

超高性能混凝土（UHPC）是一种微观结构致密的新型水泥基工程材料，具有超高的强度和优异的耐久性能，几乎无碳化，氯离子和硫酸盐渗透也非常少，这也为直接利用盐碱水制备UHPC技术提供了可行性。同时UHPC通常使用优质的石英砂作为细骨料，造价十分昂贵，如何充分有效地利用建筑垃圾及工业废料，降低UHPC造价、减缓环境破坏也是当下亟需解决的重要问题。

发明内容

本发明针对上述问题，基于现有研究成果，结合我国盐碱地分布较广及建筑固废难以有效利用的现状，提出了一种适用于盐碱地区的再生UHPC，因地制宜，充分利用盐碱水，解决了工程用水来源，简化了盐碱地区混凝土用水处理过程，避免了远距离运输，同时对建筑废料进行了充分利用，环保节能，既确保了工程施工质量，又降低了施工成本，具有良好的经济效益和社会效益。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种适用于盐碱地区的再生UHPC，由以下组分组成：胶凝组分，拌合水，再生细骨料，石英砂，化学外加剂和混杂纤维；其中，胶凝组分质量分数：34~50%，拌合水质量分数：6.3~13.5%，再生细骨料质量分数：23.75~32.4%，石英砂质量分数：10~20%；化学外加剂质量分数：0.42~1.1%，混杂纤维质量分数：5~12.25%；

所述胶凝组分由水泥、粉煤灰、微珠、硅灰、矿粉组成；

所述拌合水由盐碱地区的盐碱水及清水组成，其中清水用量为水泥质量的10~30%，所述盐碱水为轻度盐碱地区水源，pH值为7.2~8.5，水中SO₄ ^2-含量在1600mg/L以下，氯化物含量在1800mg/L以下，盐碱度在3%以下；

所述混杂纤维由表面镀黄铜钢纤维和有机纤维组成；

所述化学外加剂由减水剂、碱激发剂、超分散剂组成；

所述再生UHPC的水胶比为0.16~0.22，砂胶比为0.475~0.945。

优选的，所述适用于盐碱地区的再生UHPC中：胶凝组分质量分数：37~42%，拌合水质量分数：7~10%，再生细骨料质量分数：25~30%，石英砂质量分数：12~15%；水胶比：0.18~0.20，砂胶比：0.65~0.80，化学外加剂质量分数：0.6~1.0%，混杂纤维质量分数：6~12%。

优选的，所述胶凝组分由按质量百分数计的如下组分组成：水泥40~80%、粉煤灰0~10%、微珠10~20%、硅灰7~40%、矿粉2~10%。

优选的，所述减水剂质量为胶凝组分质量的1.6~2.2%，碱激发剂质量为胶凝组分质量的0.01-0.08%，超分散剂质量为胶凝组分质量的0.01-0.08%。

优选的，所述水泥选自抗硫酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿粉水泥或铁铝酸盐水泥中的任意一种。

优选的，所述再生细骨料是将C50及原始强度在C50以上的混凝土由颚式破碎机加工过筛得到的细骨料；所述再生细骨料粒径尺寸为0.18~0.5mm，最大压碎值为5~20%，洛杉矶磨耗值为10~25%，表观密度为2.6 ~2.9kg/m³，饱和吸水率为7~20%。

优选的，所述钢纤维为平直型钢纤维或端钩型钢纤维，所述平直型钢纤维直径为0.2mm，长度为13mm、16mm、18mm或20mm，长径比为65、80、90或100；所述端钩型钢纤维直径为0.2mm，长度为13mm或16mm，长径比为65或80；所述有机纤维为超高分子量聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维或耐碱玻璃纤维；有机纤维长度为12mm，直径为14~40μm；不同纤维对UHPC力学性能提升效果排序为：端钩型钢纤维＞平直型钢纤维＞超高分子量聚乙烯纤维＞聚乙烯醇纤维＞耐碱玻璃纤维。

进一步优选的，所述钢纤维选用直径为0.2mm、长度13mm、长径比为65的平直型钢纤维；所述有机纤维选用直径为20μm、长度为12mm的超高分子量聚乙烯纤维，所述钢纤维和所述有机纤维混合比例为4:1。

优选的，所述超分散剂为聚醚型超分散剂、羧甲基纤维素钠或聚丙烯酸钠；所述碱激发剂为氢氧化钠或钠水玻璃；所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂。

本发明还提供上述适用于盐碱地区的再生UHPC的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：对石英砂进行清水饱水处理，用盐碱水对再生细骨料进行饱水处理；

步骤二：将剩余清水与水泥、1/3的减水剂、1/2的碱激发剂及1/2的超分散剂混合均匀制备水泥浆体；

步骤三：将剩余盐碱水、1/3的减水剂、剩余1/2的超分散剂和1/2的碱激发剂、硅灰、粉煤灰、微珠、矿粉混合搅拌，得到胶凝浆体；

步骤四：将步骤一经饱水处理之后的石英砂与步骤二所述的水泥浆体混合搅拌均匀，得到混合砂浆；

步骤五：将步骤一中的盐碱水饱水处理之后的再生细骨料与步骤三所得胶凝浆体进行混合，搅拌2~3分钟，制备胶凝体系砂浆；

步骤六：将步骤四所述的混合砂浆与步骤五所述的胶凝体系砂浆混合搅拌2~3分钟，然后加入钢纤维，搅拌1分钟后缓慢加入有机纤维，待纤维分散均匀后，加入剩余1/3的减水剂继续搅拌3~5分钟，即得适用于盐碱地区的再生UHPC。

本发明利用硅灰、大掺量活性矿物掺合料替代部分水泥；提出了“多级制备，三次混合”的制备工艺；给出了适用于该超高性能混凝土UHPC的水胶比、砂胶比，再生细骨料的材质、粒径、压碎值以及吸水率要求；明确了该盐碱水再生UHPC成分配合比范围。

如说明书附图1所示，本发明的再生UHPC的制备工艺具有以下特点：

1）多级制备：将水泥与清水进行均匀搅拌制备水泥浆，而后加入饱水石英砂制备混合砂浆；将硅灰、粉煤灰、微珠等胶凝材料与盐碱水、化学外加剂等均匀搅拌制备胶凝浆体，而后加入用盐碱水做饱水处理的再生细骨料制备胶凝体系砂浆；

2）三次混合：水泥浆与再生细骨料混合制备混合砂浆、胶凝浆体与石英砂混合制备胶凝体系砂浆、将混合砂浆与胶凝体系砂浆混合制备盐碱水再生UHPC。

其中采用分级制备是因为：1、将再生细骨料、石英砂进行预饱水处理，使之在成型浇筑后在UHPC内部起到内养护作用，密实结构，降低有害介质传输；2、盐碱水中含有较多的Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄ ^2-离子，如果将其直接加入，易造成水泥的早强，降低UHPC流动度，同时也增加了出现耐久性病害的风险。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

（1）本发明中盐碱水的使用可以增强混凝土的早期强度，对后期混凝土强度也有改善作用。

（2）本发明原料包括胶凝材料（水泥、粉煤灰、硅灰、矿粉）、骨料，各组分粒径大小均不同，可以形成连续级配，提高材料密实性；此外，在碱性激发剂的作用下，大掺量矿物掺合料内部活性二氧化硅暴露出来，能够加速火山灰反应，其主要反应原理如下：

SiO₂+Ca(OH)₂+H₂O→CaO-SiO₂-H₂O

2（2CaO-SiO₂）+ 4H₂O=3CaO-2SiO₂-3H₂O + Ca(OH)₂。

（3）UHPC外加剂掺量较大、水胶比低、胶凝材料及矿物掺合料用量大，使得早期易于出现收缩问题，引发早期开裂；本发明通过使用钙镁离子含量较高的盐碱水以及对再生细骨料进行清水预饱水处理的方式，对UHPC内部早期水化环境进行有效调控，缓解相对湿度下降梯度，同时盐碱水与胶凝材料的反应也补偿了部分收缩，有效预防了早期开裂。

（4）本发明中再生UHPC能够合理利用工业废物，充分利用盐碱地区水源，解决了工程用水来源，简化了盐碱地区混凝土用水处理过程，避免了远距离运输，在保证强度的前提下降低工程造价，绿色环保，具有深远的工程意义以及经济实用价值，也为盐碱水的合理利用提供了一种发展方向。

（5）本发明的“多级制备、三次混合”制备方法中，首先将再生细骨料、石英砂进行预饱水处理，使之在成型浇筑后能在UHPC内部起到内养护作用，密实结构，有利于降低有害介质传输；盐碱水不直接加入水泥中，能够提高UHPC流动度，减少耐久性病害的风险。

附图说明

图1为本发明实施例盐碱水再生UHPC制备流程图；

图2为本发明实施例1盐碱水再生UHPC的流动性测试结果图；

图3为本发明实施例1盐碱水再生UHPC的抗压强度、抗折强度的测试结果图；

图4为本发明实施例2盐碱水再生UHPC的流动性测试结果图；

图5为本发明实施例2盐碱水再生UHPC的抗压强度、抗折强度的测试结果图；

图6为本发明实施例3盐碱水再生UHPC的流动性测试结果图；

图7为本发明实施例3盐碱水再生UHPC的抗压强度、抗折强度的测试结果图；

图8为本发明对比例1再生UHPC的流动性测试结果图；

图9为本发明对比例1再生UHPC的抗压强度、抗折强度的测试结果图；

图10为本发明对比例2再生UHPC的流动性测试结果图；

图11为本发明对比例2再生UHPC的抗压强度、抗折强度的测试结果图。

具体实施方式

下面参照某黄河大桥给出的超高性能混凝土（UHPC）技术指标，结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

超高性能混凝土技术指标表格

指标	技术要求	检验标准
			28d抗折强度/MPa	≥20	GB/T 31387-2015
28d 立方体抗压强度/MPa	≥100	GB/T 31387-2015
			弹性模量/Gpa	≥40	GB/T 50081-2002
坍落度扩展度/mm	≥500	GB/T 50080-2016
			表观密度/kg/m3	≤2750	GB/T 50080-2016

所有实施例及对比例中：

所述粉煤灰为国标Ⅰ级C类粉煤灰，粒径为7~9μm，细度≤12，需水量比≤95%，活性指数≥80，烧失量≤5，二氧化硫含量≤3；

所述微珠其平均粒径约为4~7μm，需水量比≤95%，活性指数≥80；

所述硅灰为工业冶炼副产物，为微硅粉，烧失量小于2.8，平均粒径在0.1~0.3μm，含硅量在90%以上，活性指数为110~125，比表面积20~28m²/g；

所述矿粉的规格为S95级矿粉，细度≥350m²/kg；

所述盐碱水为轻度盐碱地区水源，pH值为7.2~8.5，水中SO₄ ^2-含量在1600mg/L以下，氯化物含量在1800mg/L以下，盐碱度在3%以下；

所述石英砂是指24~40目精制石英砂。

实施例1

一种适用于盐碱地区的再生UHPC及其制备方法，所述UHPC由以下组分组成：

水泥511kg、粉煤灰39 kg、微珠147 kg、硅灰200 kg、矿粉102 kg、清水70 kg、盐碱水130 kg、再生细骨料670 kg、石英砂335kg、聚羧酸系高效减水剂21 kg、羧甲基纤维素钠0.5 kg、氢氧化钠0.5 kg、钢纤维132.6 kg、有机纤维5.2 kg。

水胶比为0.2，砂胶比为0.67。

所述水泥为普通硅酸盐水泥，标号≥52.5，比表面积≥300m²/kg，氧化镁含量≤5%，三氧化硫含量≤3%；

再生细骨料粒径尺寸为0.2~0.3mm，最大压碎值为8%，洛杉矶磨耗值为13%，表观密度为2.7kg/m³，饱和吸水率为11%。

钢纤维为表面镀黄铜钢纤维，选用直径为0.2mm、长度13mm、长径比为65的平直型钢纤维；所述有机纤维选用直径为20μm、长度为12mm的超高分子量聚乙烯纤维，所述钢纤维和所述有机纤维混合比例为4:1。

本实施例中胶凝组分质量分数：42.3%，拌合水质量分数：8.5%，再生细骨料质量分数：28.3%，石英砂质量分数：14.2%，化学外加剂质量分数：0.9%，混杂纤维质量分数：5.8%。

减水剂质量为胶凝组分质量的2.1%，碱激发剂质量为胶凝组分质量的0.05%，超分散剂质量为胶凝组分质量的0.05%。

胶凝组分中各组分质量分数：水泥51%、粉煤灰4%、微珠15%、硅灰20%、矿粉10%。

清水质量为水泥质量的13.7%。

一种适用于盐碱地区的再生UHPC的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将335 kg石英砂放置于清水（35kg）中，进行饱水处理；将670 kg再生细骨料放置于盐碱水（70kg）中进行饱水处理；

步骤二：将511 kg水泥、7 kg减水剂、250g羧甲基纤维素钠、250g氢氧化钠、剩余清水（35kg）进行混合搅拌，制备水泥浆体；

步骤三：将39 kg粉煤灰、147 kg微珠、200 kg硅灰、102 kg矿粉、7 kg减水剂、250g羧甲基纤维素钠、250g氢氧化钠、剩余盐碱水进行混合搅拌，制备胶凝浆体；

步骤四：将清水饱水石英砂与步骤二所得水泥浆体混合搅拌，得到混合砂浆；

步骤五：将步骤一中的盐碱水饱水再生细骨料与步骤三所得胶凝浆体混合搅拌，得到胶凝体系砂浆；

步骤六：将混合砂浆与胶凝体系砂浆混合搅拌2~3分钟；加入钢纤维，搅拌1min后缓慢加入有机纤维，待纤维分散均匀后，加入剩余7 kg减水剂继续搅拌3~5分钟，即得适用于盐碱地区的再生UHPC。

依据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T 50080-2002），对本实施例的再生UHPC的流动性进行测试；若流动度满足要求，即可进行现场浇筑施工或预制构件。

以本实施例的条件制备7组UHPC（编号1-7），对该7组UHPC的流动性进行测试，结果如图2所示，扩展度在550~600之间。

在使用此再生UHPC进行现场浇筑施工或预制构件时，对于钢筋混凝土结构，需采用蒸汽养护；对于结构表层维修，可采用标准养护或蒸汽养护。

其他性能如抗压强度、抗折强度的测试结果如图3所示，抗压强度在115~125MPa之间，抗折强度在20~30MPa之间。

实施例2

一种适用于盐碱地区的再生UHPC及其制备方法，所述UHPC由以下组分组成：

水泥550kg、微珠100kg、硅灰247 kg、矿粉100 kg、清水70 kg、盐碱水130 kg、再生细骨料670 kg、石英砂335kg、减水剂21 kg、羧甲基纤维素钠0.5 kg、氢氧化钠0.5 kg、钢纤维132.6 kg、有机纤维5.2 kg，混杂纤维体积掺量2.1%。

上述再生UHPC组成中，水胶比：0.2，砂胶比：0.67。

所述水泥、再生细骨料、钢纤维、有机纤维的种类及规格同实施例1中。

本实施例中胶凝组分质量分数：42.2%，拌合水质量分数：8.5%，再生细骨料质量分数：28.4%，石英砂质量分数：14.2%，化学外加剂质量分数：0.9%，混杂纤维质量分数：5.8%。

减水剂质量为胶凝组分质量的2.1 %，碱激发剂质量为胶凝组分质量的0.05%，超分散剂质量为胶凝组分质量的0.05%。

胶凝组分中各组分质量分数：水泥55.2%、微珠10.0%、硅灰24.8%、矿粉10.0%。

清水质量为水泥质量的12.7%。

制备方法包括以下步骤：

步骤一：将335 kg石英砂放置于清水（35kg）中，进行饱水处理；将670 kg再生细骨料放置于盐碱水（70kg）中进行饱水处理；

步骤二：将550kg水泥、7 kg减水剂、250g羧甲基纤维素钠、250g氢氧化钠、剩余清水（35kg）进行混合搅拌，制备水泥浆体；

步骤三：将100kg微珠、247 kg硅灰、100 kg矿粉、7 kg减水剂、250g羧甲基纤维素钠、250g氢氧化钠、剩余盐碱水进行混合搅拌，制备胶凝浆体；

步骤四：将清水饱水石英砂与步骤二所得水泥浆体混合搅拌，得到混合砂浆；

步骤五：将步骤一中盐碱水饱水再生细骨料与步骤三所得浆体混合搅拌，得到胶凝体系砂浆；

步骤六：将混合砂浆与胶凝体系砂浆混合搅拌2~3分钟；加入钢纤维，搅拌1min后缓慢加入有机纤维，待纤维分散均匀后，加入剩余7 kg减水剂继续搅拌3~5分钟，即得适用于盐碱地区的再生UHPC。

依据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T 50080-2002），对本实施例的再生UHPC的流动性进行测试；若流动度满足要求，即可进行现场浇筑施工或预制构件。

以本实施例的条件制备7组UHPC，对该7组UHPC的流动性进行测试，结果如图4：扩展度在450~500之间。

在使用此再生UHPC进行现场浇筑施工或预制构件时，对于钢筋混凝土结构，需采用蒸汽养护；对于结构表层维修，可采用标准养护或蒸汽养护。

其他性能如抗压强度、抗折强度的测试结果如图5：抗压强度在120~140MPa之间，抗折强度在20~30MPa之间。

实施例3

一种适用于盐碱地区的再生UHPC，所述UHPC由以下组分组成：

水泥592kg、粉煤灰59 kg、微珠177 kg、硅灰236 kg、矿粉118 kg、清水177kg、盐碱水59 kg、再生细骨料561 kg、石英砂237kg、聚羧酸系高效减水剂21 kg、羧甲基纤维素钠0.5kg、氢氧化钠0.5kg、钢纤维100 kg、聚乙烯醇纤维25kg。

上述再生UHPC组成中，水胶比：0.2，砂胶比：0.475。

所述水泥、再生细骨料、钢纤维、有机纤维的种类及规格同实施例1中。

本实施例中胶凝组分质量分数：50.02%，拌合水质量分数：9.99%，再生细骨料质量分数：23.74%，石英砂质量分数：10.03%，化学外加剂质量分数：0.93%，混杂纤维质量分数：5.29%。

减水剂质量为胶凝组分质量的1.78%，碱激发剂质量为胶凝组分质量的0.042%，超分散剂质量为胶凝组分质量的0.042%。

胶凝组分中各组分质量分数：水泥50.1%、粉煤灰5.0%、微珠15.0%、硅灰20.0%、矿粉10.0%。

清水质量为水泥质量的0.30%。

其制备方法同说明书中所述，具体包括以下步骤：

步骤一：对237 kg石英砂用25 kg清水进行饱水处理，用58.6 kg盐碱水对561kg再生细骨料进行饱水处理；

步骤二：将剩余清水与水泥、7 kg的减水剂、250g的碱激发剂及250g的超分散剂混合均匀制备水泥浆体；

步骤三：将剩余盐碱水、7 kg的减水剂、250g的超分散剂和250g的碱激发剂、硅灰、粉煤灰、微珠、矿粉混合搅拌，得到胶凝浆体；

步骤四：将步骤一经饱水处理之后的石英砂与步骤二所述的水泥浆体混合搅拌均匀，得到混合砂浆；

步骤五：将步骤一中的盐碱水饱水处理之后的再生细骨料与步骤三所得胶凝浆体进行混合，搅拌2~3分钟，制备胶凝体系砂浆；

步骤六：将步骤四所述的混合砂浆与步骤五所述的胶凝体系砂浆混合搅拌2~3分钟，然后加入钢纤维，搅拌1分钟后缓慢加入有机纤维，待纤维分散均匀后，加入剩余1/3的减水剂继续搅拌3~5分钟，即得适用于盐碱地区的再生UHPC。

依据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T 50080-2002），对本实施例的再生UHPC的流动性进行测试；若流动度满足要求，即可进行现场浇筑施工或预制构件。

以本实施例的条件制备7组UHPC，对该7组UHPC的流动性进行测试，结果如图6：扩展度在600~622之间。

在使用此再生UHPC进行现场浇筑施工或预制构件时，对于钢筋混凝土结构，需采用蒸汽养护；对于结构表层维修，可采用标准养护或蒸汽养护。

其他性能如抗压强度、抗折强度的测试结果如图7：抗压强度在119~126MPa之间，抗折强度在20~24MPa之间。

对比例1

一种再生UHPC及其制备方法，所述再生UHPC包括以下组分：

水泥511 kg、粉煤灰39 kg、微珠147 kg、硅灰200 kg、矿粉102 kg、清水200kg、再生细骨料670 kg、石英砂335kg、减水剂21 kg、羧甲基纤维素钠0.5 kg、氢氧化钠0.5 kg、钢纤维132.6 kg、聚乙烯醇纤维5.2 kg，混杂纤维体积掺量2.1%。

本对比例中所述的水泥、再生细骨料、减水剂、钢纤维、聚乙烯醇纤维同实施例1中，与实施例1的不同之处在于，将盐碱水等量替换为清水。

制备方法包括以下步骤：

步骤一：将335 kg石英砂放置于清水（35kg）中，进行饱水处理；将670 kg再生细骨料放置于清水（70kg）中进行饱水处理；

步骤二：将511 kg水泥、7 kg减水剂、250g羧甲基纤维素钠、250g氢氧化钠、清水（35kg）进行混合搅拌，制备水泥浆体；

步骤三：将39 kg粉煤灰、147 kg微珠、200 kg硅灰、102 kg矿粉、7 kg减水剂、250g羧甲基纤维素钠、250g氢氧化钠、清水（60kg）进行混合搅拌，制备胶凝浆体；

步骤四：将清水饱水石英砂与步骤二所得水泥浆体混合搅拌，得到混合砂浆；

步骤五：将步骤一中清水饱水再生细骨料与步骤三所得胶凝浆体混合搅拌，得到胶凝体系砂浆；

步骤六：将混合砂浆与胶凝体系砂浆混合搅拌2~3分钟；

步骤七：加入钢纤维，搅拌1min后缓慢加入有机纤维，待纤维分散均匀后，加入剩余7 kg减水剂继续搅拌3~5分钟，即得再生UHPC。

依据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T 50080-2002），对本实施例的再生UHPC的流动性进行测试；若流动度满足要求，即可进行现场浇筑施工或预制构件。

以本对比例的条件制备7组UHPC，对该7组UHPC的流动性进行测试，结果如图8：扩展度在600~630之间，与实施例1相比可以看出，使用盐碱水相比于全部使用清水，扩展度下降了10 %左右。

在使用此再生UHPC进行现场浇筑施工或预制构件时，对于钢筋混凝土结构，需采用蒸汽养护；对于结构表层维修，可采用标准养护或蒸汽养护。

所得UHPC的抗压强度和抗折强度如图9：抗压强度在120~135MPa之间，抗折强度在20~30MPa之间，与实施例1相比可以看出，使用盐碱水相比于全部使用清水，抗压强度仅下降了8%左右，抗折强度基本相同。

参照设计文件所给出的超高性能混凝土技术指标，实施例1和2、对比例1均满足设计要求，综合考虑经济性与盐碱地区施工难度，实施例1和2更具有优势。

对比例2

一种适用于盐碱地区的再生UHPC，由以下组分组成：

水泥511kg、粉煤灰39 kg、微珠147 kg、硅灰200 kg、矿粉102 kg、清水70 kg、盐碱水130 kg、再生细骨料670 kg、石英砂335kg、聚羧酸系高效减水剂21 kg、羧甲基纤维素钠0.5 kg、氢氧化钠0.5 kg、钢纤维132.6 kg、聚乙烯醇纤维5.2 kg，混杂纤维体积掺量2.1%。

水胶比为0.2，砂胶比为0.67。

本对比例中所述的水泥、再生细骨料、减水剂、钢纤维、聚乙烯醇纤维同实施例1中，与实施例1的不同之处在于制备方法。

上述适用于盐碱地区的再生UHPC的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：水泥511kg、粉煤灰39 kg、微珠147 kg、硅灰200 kg、矿粉102 kg、再生细骨料670 kg、石英砂335kg、羧甲基纤维素钠0.5 kg、氢氧化钠0.5 kg进行混合搅拌2分钟；

步骤二：加入清水70 kg、盐碱水130 kg、聚羧酸系高效减水剂21 kg，混合搅拌3~5分钟；

步骤三：加入钢纤维，搅拌1min后缓慢加入聚乙烯醇纤维，待纤维分散均匀后，继续搅拌3~5分钟，即得适用于盐碱地区的再生UHPC。

依据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T 50080-2002），对本实施例的再生UHPC的流动性进行测试；若流动度满足要求，即可进行现场浇筑施工或预制构件。

以本对比例的条件制备7组UHPC，对该7组UHPC的流动性进行测试，结果如图10所示，扩展度在480~502之间。

在使用此再生UHPC进行现场浇筑施工或预制构件时，对于钢筋混凝土结构，需采用蒸汽养护；对于结构表层维修，可采用标准养护或蒸汽养护。

其他性能如抗压强度、抗折强度的测试结果如图11所示，抗压强度在94~102MPa之间，抗折强度在17~21MPa之间。

由本对比例可知，未采用“多级制备，三次混合”的制备方法，制备的水泥扩展度显著降低，一方面是由于粉料无法充分分散，另一方面碱水与水泥直接搅拌会加速其反应，对扩展度产生负面影响，而扩展度的降低会进一步增加混凝土内部产生缺陷的可能。

Claims (10)

1.一种适用于盐碱地区的再生UHPC，其特征在于，由以下组分组成：胶凝组分，拌合水，再生细骨料，石英砂，化学外加剂和混杂纤维；其中，胶凝组分质量分数：34~50%，拌合水质量分数：6.3~13.5%，再生细骨料质量分数：23.75~32.4%，石英砂质量分数：10~20%，化学外加剂质量分数：0.42~1.1%，混杂纤维质量分数：5~12.25%；

所述胶凝组分由水泥、粉煤灰、微珠、硅灰、矿粉组成；

所述拌合水由盐碱地区的盐碱水及清水组成，其中清水质量为水泥质量的10~30%；所述盐碱水为轻度盐碱地区水源，pH值为7.2~8.5，水中SO₄ ^2-含量在1600mg/L以下，氯化物含量在1800mg/L以下，盐碱度在3%以下；

所述混杂纤维由表面镀黄铜钢纤维和有机纤维组成；

所述化学外加剂由减水剂、碱激发剂和超分散剂组成；

所述超分散剂为聚醚型超分散剂、羧甲基纤维素钠或聚丙烯酸钠；

所述再生UHPC的水胶比为0.16~0.22，砂胶比为0.475~0.945；

所述适用于盐碱地区的再生UHPC的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：对石英砂进行清水饱水处理，用盐碱水对再生细骨料进行饱水处理；

步骤二：将剩余清水与水泥、1/3的减水剂、1/2的碱激发剂及1/2的超分散剂混合均匀制备水泥浆体；

步骤三：将剩余盐碱水、1/3的减水剂、剩余1/2的超分散剂和1/2的碱激发剂、硅灰、粉煤灰、微珠、矿粉混合搅拌，得到胶凝浆体；

步骤四：将步骤一经饱水处理之后的石英砂与步骤二所述的水泥浆体混合搅拌均匀，得到混合砂浆；

步骤五：将步骤一中的盐碱水饱水处理之后的再生细骨料与步骤三所得胶凝浆体进行混合，搅拌2~3分钟，制备胶凝体系砂浆；

步骤六：将步骤四所述的混合砂浆与步骤五所述的胶凝体系砂浆混合搅拌2~3分钟，然后加入钢纤维，搅拌1分钟后缓慢加入有机纤维，待纤维分散均匀后，加入剩余1/3的减水剂继续搅拌3~5分钟，即得适用于盐碱地区的再生UHPC。

2.根据权利要求1所述的一种适用于盐碱地区的再生UHPC，其特征在于，所述再生UHPC中，胶凝组分质量分数：37~42%，拌合水质量分数：7~10%，再生细骨料质量分数：25~30%，石英砂质量分数：12~15%，化学外加剂质量分数0.6~1.0%，混杂纤维质量分数为6~12%；水胶比：0.18~0.20，砂胶比：0.65~0.80。

3.根据权利要求1所述的一种适用于盐碱地区的再生UHPC，其特征在于，所述胶凝组分由按质量百分数计的如下组分组成：水泥40~80%、粉煤灰0~10%、微珠10~20%、硅灰7~40%、矿粉2~10%。

4.根据权利要求1所述的一种适用于盐碱地区的再生UHPC，其特征在于，所述减水剂质量为胶凝组分的1.6~2.2wt%，碱激发剂质量为胶凝组分的0.01-0.08wt%，超分散剂质量为胶凝组分的0.01-0.08wt%。

5.根据权利要求1所述的一种适用于盐碱地区的再生UHPC，其特征在于，所述水泥选自抗硫酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿粉水泥或铁铝酸盐水泥中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种适用于盐碱地区的再生UHPC，其特征在于，所述再生细骨料是将C50及原始强度在C50以上的混凝土由颚式破碎机加工过筛得到的细骨料；

所述再生细骨料粒径尺寸为0.18~0.5mm，最大压碎值为5~20%，洛杉矶磨耗值为10~25%，表观密度为2.6 ~2.9kg/m³，饱和吸水率为7~20%。

7.根据权利要求1所述的一种适用于盐碱地区的再生UHPC，其特征在于，所述钢纤维为平直型钢纤维或端钩型钢纤维，所述平直型钢纤维直径为0.2mm，长度为13mm、16mm、18mm或20mm，长径比为65、80、90或100；所述端钩型钢纤维直径为0.2mm，长度为13mm或16mm，长径比为65或80；所述有机纤维为超高分子量聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维或耐碱玻璃纤维；有机纤维长度为12mm，直径为14~40μm。

8.根据权利要求7所述的一种适用于盐碱地区的再生UHPC，其特征在于，所述钢纤维选用直径为0.2mm、长度13mm、长径比为65的平直型钢纤维；所述有机纤维选用直径为20μm、长度为12mm的超高分子量聚乙烯纤维，所述钢纤维和所述有机纤维混合比例为4:1。

9.根据权利要求1所述的一种适用于盐碱地区的再生UHPC，其特征在于，所述碱激发剂为氢氧化钠或钠水玻璃；所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂。

10.如权利要求1-9任一项所述适用于盐碱地区的再生UHPC的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对石英砂进行清水饱水处理，用盐碱水对再生细骨料进行饱水处理；

步骤二：将剩余清水与水泥、1/3的减水剂、1/2的碱激发剂及1/2的超分散剂混合均匀制备水泥浆体；

步骤三：将剩余盐碱水、1/3的减水剂、剩余1/2的超分散剂和1/2的碱激发剂、硅灰、粉煤灰、微珠、矿粉混合搅拌，得到胶凝浆体；

步骤四：将步骤一经饱水处理之后的石英砂与步骤二所述的水泥浆体混合搅拌均匀，得到混合砂浆；

步骤五：将步骤一中的盐碱水饱水处理之后的再生细骨料与步骤三所得胶凝浆体进行混合，搅拌2~3分钟，制备胶凝体系砂浆；

步骤六：将步骤四所述的混合砂浆与步骤五所述的胶凝体系砂浆混合搅拌2~3分钟，然后加入钢纤维，搅拌1分钟后缓慢加入有机纤维，待纤维分散均匀后，加入剩余1/3的减水剂继续搅拌3~5分钟，即得适用于盐碱地区的再生UHPC。

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