本发明涉及超高强混凝土的技术领域，具体地指一种抗冲磨性的高耐久超高强混凝土。
背景技术：
混凝土作为主要建筑材料，在世界范围内的土木工程中应用广泛，需求量大，而混凝土使用性能的劣化现象在近几十年较为严重。混凝土建筑按照不同实际情况的要求，应满足几十年甚至上百年的使用年限，但是在我国，由于混凝土耐久性不足，相当一部分工程结构过早遭到破坏，在10年～20年甚至更短时间就需要进行维护和改造，这将会带来巨大的经济损失。
然而，在常见应用实例中很多方面同时也对混凝土材料提出高耐磨的要求，比如公路、工业厂房、机场跑道、管道内衬等，长期承受冲击与磨损，为了尽可能降低损失，提升混凝土材料的耐磨性是主要措施之一。
随着科技的发展和进步，国内外对混凝土的强度、抗冲磨性和耐久性提出了更高的要求。因此，高强度、高抗冲磨性、高耐久性成为混凝土发展的必然趋势。从可持续发展战略来看，以工业灰渣为再生资源发展高技术含量的建筑材料是符合建筑业发展的产业政策，也是我国国民经济和社会发展的重要方向。
技术实现要素：
本发明的目的就是要提供一种抗冲磨性的高耐久超高强混凝土，该混凝土在保证混凝土高流动度的基础上，最大程度的提高混凝土的强度和耐冲磨性，同时保证混凝土的耐久性能。
为实现上述目的，本发明所提供的一种抗冲磨性的高耐久超高强混凝土，其特征在于：按质量百分数计由如下组分组成：高铁硫铝酸盐水泥30％～35％、硅灰13％～17％、偏高岭土2％～3％、钢纤维4％～5％、铁质渣球20％～24％、石英砂16％～22％、减水剂0.3％～0.4％，余量为水。
作为优选实施方式地，所述抗冲磨性的高耐久超高强混凝土按质量百分数计由如下组分组成：高铁硫铝酸盐水泥32％～34％、硅灰13％～14.7％、偏高岭土2％～2.7％、钢纤维4％～5％、铁质渣球21％～23％、石英砂16％～20％、减水剂0.3％～0.4％，余量为水。
作为最佳实施方式地，所述抗冲磨性的高耐久超高强混凝土按质量百分数计由如下组分组成：高铁硫铝酸盐水泥34％、硅灰13％～13％、偏高岭土2.7％、钢纤维5％、铁质渣球23％、石英砂16％、减水剂0.3％、水6％。
作为优选实施方式地，所述高铁硫铝酸盐水泥的化学成分及其重量百分含量为：fe2o3：9％～15％、cao2：55％～60％、al2o3：10％～20％、sio2：5％～15％。
作为优选实施方式地，所述硅灰的化学成分及其重量百分含量为：sio2：94.20％～94.80％、al2o3：0.14％～0.19％、fe2o3：0.80％～0.85％、cao：0.52％～0.58％、mgo：1.16％～1.20％，其余为烧失量。
作为优选实施方式地，所述硅灰的化学成分及其重量百分含量为：sio2：94.60％、al2o3：0.17％、fe2o3：0.83％、cao：0.54％、mgo：1.18％，其余为烧失量。
作为优选实施方式地，所述偏高岭土的化学成分及其重量百分含量为：sio2：45.42％～45.82％、al2o3：38.2％～38.8％、fe2o3：0.36％～0.42％、k2o：0.30％～0.36％、na2o：0.048％～0.058％、cao：0.10％～0.15％、mgo：0.05％～0.07％，其余为烧失量。
作为优选实施方式地，所述偏高岭土的化学成分及其重量百分含量为：sio2：45.66％、al2o3：38.65％、fe2o3：0.39％、k2o：0.32％、na2o：0.052％、cao：0.12％、mgo：0.066％，其余为烧失量。
作为优选实施方式地，所述偏高岭土的制备方法包括如下步骤：将高岭土敲碎后粉磨和球磨，然后用50～80μm的方孔筛过筛，使其比表面积达到20000cm2/g以上，最后高温炉煅烧1～2h即可。
作为优选实施方式地，所述球磨的钢球级配为：
作为优选实施方式地，所述钢纤维为剪切法生产的钢纤维，规格为0.3mm*0.3mm*10mm。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，本发明的超高强混凝土通过高铁硫铝酸盐水泥和铁质渣球的高耐磨性，提高混凝土的抗冲磨性；同时掺入硅灰、偏高岭土矿物掺和料提高混凝土的致密性，进而提高其耐久性能；在控制低水胶比的条件下，引入钢纤维、硅灰、偏高岭土和高性能减水剂等，均能极大的提高混凝土的强度，同时也有助于提高混凝土的抗冲磨性。
其二，本发明的高铁硫铝酸盐水泥是在硫铝酸盐水泥的基础上，大量增加fe2o3的含量，使其达到为9％～15％的范围，其它材料组分也进行了调整，使得超高强混凝土可在保证混凝土高流动度的基础上，最大程度的提高混凝土的强度和耐冲磨性，同时保证混凝土的耐久性能，工作性能好，适用于各种混凝土施工工艺。
其三，本发明的抗冲磨性的高耐久超高强混凝土可以充分利用工业废渣，节约河砂等不可再生资源，有利于环境保护和生态平衡。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：本发明抗冲磨性的高耐久超高强混凝土按质量百分数计将32％的高铁硫铝酸盐水泥、13.7％的硅灰、2％的偏高岭土、4％钢纤维、21％铁质渣球、20％石英砂干拌均匀，后加入0.3％减水剂和7％的水进行混合，并充分搅拌即可。
高铁硫铝酸盐水泥的化学成分及其重量百分含量为：fe2o3：9％、cao2：60％、al2o3：20％、sio2：11％。
硅灰为灰白色硅灰，比表面积224000cm2/g，需水比不超过114％，化学成分如下表所示。
硅灰化学成分(％)
偏高岭土，本发明的偏高岭土为中国偏高岭土公司的产品，比表面积达到20000cm2/g以上，其化学成分见下表所示：
偏高岭土化学成分(％)
钢纤维为剪切法生产的钢纤维，规格为0.3mm*0.3mm*10mm。
铁质渣球和石英砂作为细集料，铁质渣球细度模数为2.8，筛分结果如下表所示。
铁质渣球筛分结果
经检测该混凝土的坍落度为260mm，扩展度为600mm、620mm；28d抗压强度118mpa；56d电通量850c；抗冲磨性按水下钢球法测得为23.9h/(kg/m3)。同时满足h4环境作用等级100年设计年限耐久性要求。
实施例2：本发明抗冲磨性的高耐久超高强混凝土按质量百分数计将30％的高铁硫铝酸盐水泥、14.7％的硅灰、2％的偏高岭土、4％钢纤维、24％铁质渣球、17％石英砂干拌均匀，后加入0.3％减水剂和8％的水进行混合，并充分搅拌。
高铁硫铝酸盐水泥的化学成分及其重量百分含量为：fe2o3：15％、cao2：55％、al2o3：20％、sio2：10％。
硅灰为灰白色硅灰，比表面积224000cm2/g，需水比不超过114％，化学成分如下表所示。
硅灰化学成分(％)
偏高岭土，本发明的偏高岭土为中国偏高岭土公司的产品，比表面积达到20000cm2/g以上，其化学成分见下表所示：
偏高岭土化学成分(％)
钢纤维为剪切法生产的钢纤维，规格为0.3mm*0.3mm*10mm。
铁质渣球和石英砂作为细集料，铁质渣球细度模数为2.8，筛分结果如下表所示。
铁质渣球筛分结果
经检测该混凝土的坍落度为255mm，扩展度为600mm、610mm；28d抗压强度115mpa；56d电通量820c；抗冲磨性按水下钢球法测得为24.3h/(kg/m3)。同时满足h4环境作用等级100年设计年限耐久性要求。
实施例3：本发明抗冲磨性的高耐久超高强混凝土按质量百分数计将34％的高铁硫铝酸盐水泥、13％的硅灰、2.7％的偏高岭土、5％钢纤维、23％铁质渣球、16％石英砂干拌均匀，后加入0.3％减水剂和6％的水进行混合，并充分搅拌。
高铁硫铝酸盐水泥的化学成分及其重量百分含量为：fe2o3：12％、cao2：58％、al2o3：16％、sio2：14％。
硅灰为灰白色硅灰，比表面积224000cm2/g，需水比不超过114％，化学成分如下表所示。
硅灰化学成分(％)
偏高岭土，本发明的偏高岭土为中国偏高岭土公司的产品，比表面积达到20000cm2/g以上，其化学成分见下表所示：
偏高岭土化学成分(％)
钢纤维为剪切法生产的钢纤维，规格为0.3mm*0.3mm*10mm。
铁质渣球和石英砂作为细集料，铁质渣球细度模数为2.8，筛分结果如下表所示。
铁质渣球筛分结果
经检测该混凝土的坍落度为265mm，扩展度为610mm、620mm；28d抗压强度121mpa；56d电通量837c；抗冲磨性按水下钢球法测得为24.8h/(kg/m3)。同时满足h4环境作用等级100年设计年限耐久性要求。
实施例4：本发明抗冲磨性的高耐久超高强混凝土按质量百分数计将30％的高铁硫铝酸盐水泥、13％的硅灰、2％的偏高岭土、5％钢纤维、24％铁质渣球、22％石英砂干拌均匀，后加入0.4％减水剂和3.6％的水进行混合，并充分搅拌即可。
高铁硫铝酸盐水泥的化学成分及其重量百分含量为：fe2o3：15％、cao2：60％、al2o3：12％、sio2：5％。
硅灰为灰白色硅灰，比表面积224000cm2/g，需水比不超过114％，化学成分如下表所示。
硅灰化学成分(％)
偏高岭土，本发明的偏高岭土为中国偏高岭土公司的产品，比表面积达到20000cm2/g以上，其化学成分见下表所示：
偏高岭土化学成分(％)
钢纤维为剪切法生产的钢纤维，规格为0.3mm*0.3mm*10mm。
铁质渣球和石英砂作为细集料，铁质渣球细度模数为2.8，筛分结果如下表所示。
铁质渣球筛分结果
经检测该混凝土的坍落度为261mm，扩展度为608mm、610mm；28d抗压强度111mpa；56d电通量834c；抗冲磨性按水下钢球法测得为23.1h/(kg/m3)。同时满足h4环境作用等级100年设计年限耐久性要求。
实施例5：本发明抗冲磨性的高耐久超高强混凝土按质量百分数计将35％的高铁硫铝酸盐水泥、17％的硅灰、3％的偏高岭土、4％钢纤维、20％铁质渣球、16％石英砂干拌均匀，后加入0.3％减水剂和4.7％的水进行混合，并充分搅拌即可。
高铁硫铝酸盐水泥的化学成分及其重量百分含量为：fe2o3：12％、cao2：58％、al2o3：16％、sio2：14％
硅灰为灰白色硅灰，比表面积224000cm2/g，需水比不超过114％，化学成分如下表所示。
硅灰化学成分(％)
本发明的偏高岭土为中国偏高岭土公司的产品，比表面积达到20000cm2/g以上，其化学成分见下表所示：
偏高岭土化学成分(％)
钢纤维为剪切法生产的钢纤维，规格为0.3mm*0.3mm*10mm。
铁质渣球和石英砂作为细集料，铁质渣球细度模数为2.8，筛分结果如下表所示。
铁质渣球筛分结果
将检测该混凝土的坍落度为262mm，扩展度为600mm、620mm；28d抗压强度110mpa；56d电通量828c；抗冲磨性按水下钢球法测得为22.6h/(kg/m3)。同时满足h4环境作用等级100年设计年限耐久性要求。
上述实施案例只为说明本发明的技术方案及特点，其目的在于更好的让熟悉该技术的人士予以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，均在本发明保护范围之内。