本發明涉及建筑材料領域。更具體地說，本發明涉及一種綠色高性能混凝土。
背景技術：
混凝土是現代應用最廣泛的建筑材料，其具有原料豐富、價格低廉、工藝簡單、強度高、耐久性好等優點。但是混凝土物料混合后隨著時間的推移會發生化學反應，對混凝土流動性和坍塌度損失都會產生不良的影響。
混凝土中，骨料的體積占到60％以上，骨料是混凝土中承受荷載、抵抗侵蝕和增強混凝土體積穩定性的重要組成材料，研究表明，在建筑施工中混凝土的性能受到骨料尺寸的影響，如混凝土的初始坍落度，保坍性能和坍落度損失；以及泥土團聚或者包覆在骨料表面，會阻礙骨料和水泥的粘結，形成結構薄弱區，降低混凝土強度；泥的存在還會影響混凝土的抗碳化能力，降低混凝土的耐候性；并且如果泥團聚會降低混凝土局部的強度，造成安全隱患。
混凝土減水劑是一種在混凝土攪拌之前或攪拌過程中加入的、用以改善新拌和硬化混凝土性能的材料，其特點是摻量少、作用大，已經逐步成為優質混凝土必不可缺少的組份。高耗能企業多集中于建材、冶金、化工等行業，建材行業的節能減排對社會的可持續發展意義重大。但減水劑的制備需要高溫才能完成，且工藝繁雜，資源浪費高。
鋪設好的混凝土，在其硬化過程中，水分蒸發慢，蒸發速度不均勻，且由于水分的蒸發會形成很多細微的孔，給混凝土的強度造成影響。
鋪設道路時，分多次平行鋪設，混凝土之間易形成較大間隙，且由于應力作用，混凝土硬化過程中也會產生一些微小縫隙，這些均會對混凝土的強度和耐持久性造成不良影響。
目前混凝土在損壞后的修復方法較簡單，但是修復結果不盡人意，路面不平，修復處的強度和耐持久性均較之前差。
因此急需發明一種混凝土可以解決上述重要問題，優化工藝，節約資源，提高混凝土的性能。
技術實現要素：
本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。
本發明還有一個目的是提供一種強度高、初始坍落度小、保坍性能好和坍落度損失少的綠色高性能混凝土，本發明的提供的綠色高性能混凝土還具有裂縫自愈能力強、易修復的優點。
為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種綠色高性能混凝土，其特征在于，包括水、水泥、骨料、減水劑、成核劑、膠凝輔助劑、粉煤灰、水淬錳渣、磺化木質素、氯化鈣、木質素、鈦纖維、半纖維素、果膠、硬石膏和膨脹劑；
其中，水、水泥和骨料按質量比0.20～0.25:1:2.50～4.00；
減水劑、成核劑、膠凝輔助劑、水淬錳渣和膨脹劑分別為水泥的質量的4％～6％、10％～15％、15％～25％、25～40％和10～15％；
粉煤灰、硬石膏、鈦纖維、木質素和半纖維素分別為骨料的質量的10～20％、4～8％、1～1.2％、0.2～0.5％和0.2～0.5％；
磺化木質素、氯化鈣和果膠分別為水的質量的5～10％、5～10％和1.2～2％；
膠凝輔助劑的制備方法具體為：
a按質量比1:4～5:2～3將β-環糊精、二氧化硅和水混合，浸泡1～2h后，于50～80℃烘干水分后得第三混合物；
b向a中的第三混合物中加入其質量的30～40％的膨脹珍珠巖，混合均勻即得；
成核劑的制備方法具體為：按質量比1:1～2將石頭和硬石膏磨成粉，其粒徑為0.075～1.25mm，再加入氯化鐵和硫酸銅混合均勻，氯化鐵和硫酸銅的總質量為石頭和硬石膏總質量的1～1.5％。
優選的是，減水劑的制備方法具體為：
步驟一、將85～95重量份的異戊烯醇聚氧乙烯醚、0.8～1.5重量份的過硫酸鉀、1～1.5重量份的過氧化二碳酸二異丙酯、2～5重量份的甲基丙烯磺酸鈉和20～30重量份的水，投入反應釜中，攪拌1.5～3h，設置反應釜溫度為60～80℃；
步驟二、將15～20重量份的丙烯酸和20～30重量份的水配置成溶液A，將0.1～0.15重量份的β-胡蘿卜素、0.1～0.15重量份的維生素E、0.2～0.5重量份的巰基丙酸和20～30重量份的水配置成溶液B備用；
步驟三、將步驟一中的反應釜溫度設置為30～35℃，待其降至30～35℃時，同時加入步驟二中的溶液A和溶液B，攪拌7～9h，得第一混合物；
步驟四、向步驟三中的第一混合物加入8～15重量份的氫氧化鈉和40～60重量份的水，攪拌均勻得第二混合物；
步驟五、向步驟四中的第二混合物加入0.15～0.25重量份的十二碳醇酯、0.05～0.09重量份的硅樹脂聚醚乳液、5～10重量份的十二醇硫酸鈉、8～12重量份的三乙醇胺，攪拌均勻即得。
優選的是，粉煤灰的粒徑為0.005～0.02mm。
優選的是，鈦纖維直徑小于0.08mm。
優選的是，所述骨料包括粒徑小于10mm的碎石和粒徑小于0.5mm的砂，其中碎石和砂按質量比為1:2.8～3.2。
優選的是，水淬錳渣和硬石膏的粒徑小于1mm。
優選的是，膨脹劑包括明礬石和硫鋁酸鈣，其中明礬石和硫鋁酸鈣的質量比為1:1。
本發明至少包括以下有益效果：
第一、泥土團聚或者包覆在骨料表面，會阻礙骨料和水泥的粘結，形成結構薄弱區，降低混凝土強度，木質素是由聚合的芳香醇構成的一類物質，可以形成交織網狀，起抗壓作用；半纖維素是由幾種不同類型的單糖構成的異質多聚體，半纖維素可以形成比木素更密集的網狀結構，果膠具有較強的凝膠性吸附性能，可將泥土吸附包裹，從木質素形成的交織網孔進入，而半纖維素的網狀結構可以附著于木質素形成的交織網外，阻止泥土再流出，從而避免泥土團聚或者包覆在骨料表面，使泥土無法阻礙骨料和水泥的粘結，最終可以提升混凝土的強度；
第二、在混凝土中加入鈦纖維，鈦具有比鋼更強的耐腐蝕性，自身重量比鋼小，可以提高混凝土的耐候性，鈦纖維的直徑小于0.08mm，可以更好的與混凝土其它成分混合均勻，分散性更好，均勻提升混凝土的強度；
第三、混凝土制備過程中為了減少用水及優化性能會加入減水劑，本發明提供的減水劑制備方法，其制備溫度為60～80℃的時間是1.5～3h，而其它耗時長的工藝均在接近常溫的狀態下制備，因此大大減少了能源的消耗，而且在此制備方法中，加入β-胡蘿卜素和維生素E，其抗氧化性能強，且無毒，可以保證混凝土作業人員的安全；同時，采用此方法制備的減水劑，可以減少混凝土坍落度損失，減水率高，保坍性好；
第四、混凝土攪拌混合時，混合料處于“液化”狀態，各顆粒沉降速度不同，將石頭和硬石膏磨成粉，其粒徑為0.075～1.25mm時，可以使其顆粒沉降速度接近，有利于成核，且初始形成的核大小均勻，與水泥相互混合后，成核劑里面的氯化鐵和硫酸銅與水接觸，促進初始形成的核表面形成一薄層無定形的膠體產物，為混凝土的后期水化反應打好基礎；
第五、混凝土結構由于內外因素的作用不可避免地存在裂縫，而裂縫是混凝土結構物承載能力、耐久性及防水性降低的重要原因，通過在混凝土中加入膠凝輔助劑，減少縫隙的產生，β-環糊精遇水形成空腔結構，可以將二氧化硅包合在其空腔內，再與多孔結構的膨脹珍珠巖混合，部分β-環糊精及其包合的二氧化硅填充至膨脹珍珠巖的多孔結構中，與其形成平衡狀態，隨著混凝土中水分向外蒸發，β-環糊精空腔結構減少，變成堅硬的顆粒狀，同時二氧化硅緩慢釋放出并與外面的骨料膠凝成固形物，可以減少混凝土縫隙，大大增加其強度，并且，在有水時，β-環糊精可以吸水，使混凝土具有良好的防水性能。
本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
<實施例1>
首先制備膠凝輔助劑、成核劑和減水劑，如下所示：
(1)膠凝輔助劑的制備方法具體為：
a按質量比1:4.5:2.5將β-環糊精、二氧化硅和水混合，浸泡1.5h后，于65℃烘干水分后得第三混合物；
b向a中的第三混合物中加入其質量的35％的膨脹珍珠巖，混合均勻即得；
(2)成核劑的制備方法具體為：按質量比1:1.5將石頭和硬石膏磨成粉，其粒徑為0.5mm，再加入氯化鐵和硫酸銅混合均勻，氯化鐵和硫酸銅的總質量為石頭和硬石膏總質量的1.2％；
(3)減水劑的制備方法具體為：
步驟一、將90重量份的異戊烯醇聚氧乙烯醚、1重量份的過硫酸鉀、1.2重量份的過氧化二碳酸二異丙酯、3重量份的甲基丙烯磺酸鈉和25重量份的水，投入反應釜中，攪拌2h，設置反應釜溫度為70℃；
步驟二、將18重量份的丙烯酸和25重量份的水配置成溶液A，將0.12重量份的β-胡蘿卜素、0.12重量份的維生素E、0.4重量份的巰基丙酸和25重量份的水配置成溶液B備用；
步驟三、將步驟一中的反應釜溫度設置為32℃，待其降至32℃時，同時加入步驟二中的溶液A和溶液B，攪拌8h，得第一混合物；
步驟四、向步驟三中的第一混合物加入12重量份的氫氧化鈉和50重量份的水，攪拌均勻得第二混合物；
步驟五、向步驟四中的第二混合物加入0.2重量份的十二碳醇酯、0.07重量份的硅樹脂聚醚乳液、7重量份的十二醇硫酸鈉、10重量份的三乙醇胺，攪拌均勻即得；
其次將水、水泥、骨料、減水劑、成核劑、膠凝輔助劑、粉煤灰、水淬錳渣、磺化木質素、氯化鈣、木質素、鈦纖維、半纖維素、果膠、硬石膏和膨脹劑按配方秤好備用；
其中，水、水泥和骨料按質量比為0.22:1:3，減水劑、成核劑、膠凝輔助劑、水淬錳渣和膨脹劑分別為水泥的質量的5％、12％、20％、30％和12％；
粉煤灰、硬石膏、鈦纖維、木質素和半纖維素分別為骨料的質量的15％、6％、1.1％、0.3％和0.4％；
磺化木質素、氯化鈣和果膠分別為水的質量的8％、8％和1.5％；
骨料包括粒徑小于10mm的碎石和粒徑小于0.5mm的砂，碎石和砂按質量比為1:3；
粉煤灰的粒徑為0.01mm，鈦纖維直徑小于0.08mm，水淬錳渣和硬石膏的粒徑小于1mm，膨脹劑包括明礬石和硫鋁酸鈣，其中明礬石和硫鋁酸鈣的質量比為1:1；
然后將磺化木質素、氯化鈣和果膠與水混合均勻，取1/2上述混合物、水泥、減水劑、膠凝輔助劑、粉煤灰、水淬錳渣、半纖維素、果膠、硬石膏和膨脹劑攪拌均勻后，再加入剩下1/2混合物、骨料、木質素、鈦纖維、木質素和鈦纖維攪拌均勻，即得綠色高性能混凝土。
<實施例2>
首先制備膠凝輔助劑、成核劑和減水劑，如下所示：
(1)膠凝輔助劑的制備方法具體為：
a按質量比1:4:2將β-環糊精、二氧化硅和水混合，浸泡1h后，于50℃烘干水分后得第三混合物；
b向a中的第三混合物中加入其質量的30％的膨脹珍珠巖，混合均勻即得；
(2)成核劑的制備方法具體為：按質量比1:1將石頭和硬石膏磨成粉，其粒徑為0.075mm，再加入氯化鐵和硫酸銅混合均勻，氯化鐵和硫酸銅的總質量為石頭和硬石膏總質量的1％；
(3)減水劑的制備方法具體為：
步驟一、將85重量份的異戊烯醇聚氧乙烯醚、0.8重量份的過硫酸鉀、1重量份的過氧化二碳酸二異丙酯、2重量份的甲基丙烯磺酸鈉和20重量份的水，投入反應釜中，攪拌1.5h，設置反應釜溫度為60℃；
步驟二、將15重量份的丙烯酸和20重量份的水配置成溶液A，將0.1重量份的β-胡蘿卜素、0.1重量份的維生素E、0.2重量份的巰基丙酸和20重量份的水配置成溶液B備用；
步驟三、將步驟一中的反應釜溫度設置為30℃，待其降至30℃時，同時加入步驟二中的溶液A和溶液B，攪拌7h，得第一混合物；
步驟四、向步驟三中的第一混合物加入8重量份的氫氧化鈉和40重量份的水，攪拌均勻得第二混合物；
步驟五、向步驟四中的第二混合物加入0.15重量份的十二碳醇酯、0.05重量份的硅樹脂聚醚乳液、5重量份的十二醇硫酸鈉、8重量份的三乙醇胺，攪拌均勻即得；
其次將水、水泥、骨料、減水劑、成核劑、膠凝輔助劑、粉煤灰、水淬錳渣、磺化木質素、氯化鈣、木質素、鈦纖維、半纖維素、果膠、硬石膏和膨脹劑按配方秤好備用；
其中，水、水泥和骨料按質量比為0.2:1:2.5，減水劑、成核劑、膠凝輔助劑、水淬錳渣和膨脹劑分別為水泥的質量的4％、10％、15％、25％和10％；
粉煤灰、硬石膏、鈦纖維、木質素和半纖維素分別為骨料的質量的10％、4％、1％、0.2％和0.2％；
磺化木質素、氯化鈣和果膠分別為水的質量的5％、5％和1.2％；
骨料包括粒徑小于10mm的碎石和粒徑小于0.5mm的砂，碎石和砂按質量比為1:2.8；
粉煤灰的粒徑為0.005mm，鈦纖維直徑小于0.08mm，水淬錳渣和硬石膏的粒徑小于1mm，膨脹劑包括明礬石和硫鋁酸鈣，其中明礬石和硫鋁酸鈣的質量比為1:1；
然后將磺化木質素、氯化鈣和果膠與水混合均勻，取1/2上述混合物、水泥、減水劑、膠凝輔助劑、粉煤灰、水淬錳渣、半纖維素、果膠、硬石膏和膨脹劑攪拌均勻后，再加入剩下1/2混合物、骨料、木質素、鈦纖維、木質素和鈦纖維攪拌均勻，即得綠色高性能混凝土。
<實施例3>
首先制備膠凝輔助劑、成核劑和減水劑，如下所示：
(1)膠凝輔助劑的制備方法具體為：
a按質量比1:5:3將β-環糊精、二氧化硅和水混合，浸泡2h后，于80℃烘干水分后得第三混合物；
b向a中的第三混合物中加入其質量的40％的膨脹珍珠巖，混合均勻即得；
(2)成核劑的制備方法具體為：按質量比1:2將石頭和硬石膏磨成粉，其粒徑為1.25mm，再加入氯化鐵和硫酸銅混合均勻，氯化鐵和硫酸銅的總質量為石頭和硬石膏總質量的1.5％；
(3)減水劑的制備方法具體為：
步驟一、將95重量份的異戊烯醇聚氧乙烯醚、1.5重量份的過硫酸鉀、1.5重量份的過氧化二碳酸二異丙酯、5重量份的甲基丙烯磺酸鈉和30重量份的水，投入反應釜中，攪拌3h，設置反應釜溫度為80℃；
步驟二、將20重量份的丙烯酸和30重量份的水配置成溶液A，將0.15重量份的β-胡蘿卜素、0.15重量份的維生素E、0.5重量份的巰基丙酸和30重量份的水配置成溶液B備用；
步驟三、將步驟一中的反應釜溫度設置為35℃，待其降至35℃時，同時加入步驟二中的溶液A和溶液B，攪拌9h，得第一混合物；
步驟四、向步驟三中的第一混合物加入15重量份的氫氧化鈉和60重量份的水，攪拌均勻得第二混合物；
步驟五、向步驟四中的第二混合物加入0.25重量份的十二碳醇酯、0.09重量份的硅樹脂聚醚乳液、10重量份的十二醇硫酸鈉、12重量份的三乙醇胺，攪拌均勻即得；
其次將水、水泥、骨料、減水劑、成核劑、膠凝輔助劑、粉煤灰、水淬錳渣、磺化木質素、氯化鈣、木質素、鈦纖維、半纖維素、果膠、硬石膏和膨脹劑按配方秤好備用；
其中，水、水泥和骨料按質量比為0.25:1:4，減水劑、成核劑、膠凝輔助劑、水淬錳渣和膨脹劑分別為水泥的質量的6％、15％、25％、40％和15％；
粉煤灰、硬石膏、鈦纖維、木質素和半纖維素分別為骨料的質量的20％、8％、1.2％、0.5％和0.5％；
磺化木質素、氯化鈣和果膠分別為水的質量的10％、10％和2％；
骨料包括粒徑小于10mm的碎石和粒徑小于0.5mm的砂，碎石和砂按質量比為1:3.2；
粉煤灰的粒徑為0.005mm，鈦纖維直徑小于0.08mm，水淬錳渣和硬石膏的粒徑小于1mm，膨脹劑包括明礬石和硫鋁酸鈣，其中明礬石和硫鋁酸鈣的質量比為1:1；
然后將磺化木質素、氯化鈣和果膠與水混合均勻，取1/2上述混合物、水泥、減水劑、膠凝輔助劑、粉煤灰、水淬錳渣、半纖維素、果膠、硬石膏和膨脹劑攪拌均勻后，再加入剩下1/2混合物、骨料、木質素、鈦纖維、木質素和鈦纖維攪拌均勻，即得綠色高性能混凝土。
<性能測試試驗>
按實施例1、實施例2和實施例3的方法制備的綠色高性能混凝土，設置對照組，即采用常規方法制備的混凝土，常規方法為不采用本發明制備的成核劑、膠凝輔助劑、減水劑，及不添加水淬錳渣、磺化木質素、氯化鈣、木質素、鈦纖維、半纖維素和果膠，其它均與實施例1一致；測試兩種混凝土的坍落度、抗折強度、抗壓強度，結果如表1所示：
表1混凝土性能測試表
如表1所示的實施例1、實施例2、實施例3和對照組的數據，可以看出，實施例1、實施例2、實施例3的初始坍落度在相同的泥沙比例下明顯好于對照組，而且1h后的坍落度損失明顯比對照組的小，說明本發明對減水劑改進后，可以使混凝土的保坍性能增強，延長泵送距離；從7d和28d的抗折強度可以看出，實施例1、實施例2和實施例3明顯高于對照組，說明本發明添加水淬錳渣、鈦纖維及膠凝輔助劑后，β-環糊精遇水形成空腔結構，可以將二氧化硅包合在其空腔內，再與多孔結構的膨脹珍珠巖混合，部分β-環糊精及其包合的二氧化硅填充至膨脹珍珠巖的多孔結構中，與其形成平衡狀態，隨著混凝土中水分向外蒸發，β-環糊精空腔結構減少，變成堅硬的顆粒狀，同時二氧化硅緩慢釋放出并與外面的骨料膠凝成固形物，可以減少混凝土縫隙，大大增加其強度，并且，在有水時，β-環糊精可以吸水，使混凝土具有良好的防水性能。可以增強混凝土內部的相互作用力，增強抗折強度；從7d和28d的抗壓強度可以看出，實施例1、實施例2和實施例3明顯高于對照組，說明本發明添加成核劑及木質素、半纖維素和果膠，及與上述水淬錳渣、鈦纖維及膠凝輔助劑等結合，可以減少混凝土的縫隙，并且隨著時間的延長，β-環糊精、二氧化硅、水泥及膨脹珍珠巖會增補縫隙，使縫隙變小，變少，抗壓強度更強。
盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的實施例。