CN101781110A - 铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土 - Google Patents

铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土 Download PDF

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刘世安
刘东红
贾江海
王玉池
孟华梅
曹志强
吕现明
徐保军
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates

Abstract

本发明提供一种铁路电缆槽盖板用的活性粉末混凝土(RPC)，属建筑材料技术领域。为了解决目前铁路施工使用的活性粉末混凝土造价高的问题，本发明采用的技术方案是由如下重量比的原料：水泥625～690份，石英砂1120～1200份，水140～162份，RPC专用掺合料295～320份，钢纤维85～140份，固含量≥30％的聚羧酸类外加剂33～38份，经搅拌、振动、养护后制成。与现有产品相比，本发明可降低成本500元/方左右。

Description

铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体为一种铁路电缆槽盖板用的活性粉末混凝土(RPC)。
背景技术
活性粉末混凝土(RPC)是一种超高抗压强度、高耐久性及高韧性的新型水泥基复合材料，它是根据最大密实性原理，由水泥、磨细石英砂、硅灰和高效减水剂、钢纤维并辅以适当的养护制度而制成。公开号为CN 101565288A的中国发明专利公开了一种铁路桥梁盖板用活性粉末混凝土，由水泥、硅粉、石英砂、外掺料、钢纤维、外加剂和水按重量比为650～700∶170～200∶1150～1200∶160～250∶140～150∶30～40∶135～160的比例均匀混制而成，外掺料为粉煤灰或矿渣。这种活性粉末混凝土存在的缺点是表面光洁度差，成本高，推广意义不大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本较低且达到技术指标要求的铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是由如下重量比的原料：水泥625～690份，石英砂1120～1200份，水140～162份，RPC专用掺合料295～320份，钢纤维85～140份，固含量≥30％的聚羧酸类外加剂33～38份，经搅拌、振动、养护后制成.
一般来说，钢纤维掺量的增加使得抗折及抗压强度均增加，但是随着钢纤维体积掺量的不断提高，RPC的造价也会不断增加，RPC拌合物的流动度也在不断减小，预制件成型越来越困难。减少钢纤维的用量，可明显降低成本，但是极易造成混凝土整体性能的下降。本发明特点在于调整钢纤维的用量，达到降低成本的目的，同时，经过反复试验调整各组分的用量使混凝土能够达到优良的性能指标。
表1
  立方体抗压强  度   抗折强度   抗冻融   氯离子渗透量  (电通量)   弹性模量
  130～140Mpa   18～20Mpa   ＞F500   ＜10coul   48～52Mpa
为了进一步解决现有铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土表面光洁度差的问题，本发明在RPC专用掺合料中含有占掺合料总重量5％的磺化三聚氰胺甲醛树脂，可以使混凝土表面的气泡大量减少，并出现瓷面效应，从而提高了构件表面的外观质量。
本发明具有以下特点：(1)成本低，目前，我国普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥的市场价在380～410元/吨之间，石英砂的市场价在440～450元/吨之间，RPC专用掺合料市场价在3300～4500元/吨之间，钢纤维市场价在13600～18000元/吨，聚羧酸类外加剂4700元/吨左右。按最低价计算，公开号为CN 101565288A的中国发明专利单方混凝土材料成本单价为3819元。本发明按实例2(目前施工用配方)成本单价为3300元，成本降低了500多元/方。(2)表面光洁度好，掺合料中增加了磺化三聚氰胺甲醛树脂，可以使混凝土表面的气泡大量减少，并出现瓷面效应，从而提高了构件表面的外观质量。(3)降低了骨胶比，使砂子随着水泥浆的收缩而移动，在砂子与水泥浆之间不产生裂缝。
具体实施方式
实施例中采用的材料性能指标如下：
1.水泥：采用稳定、强度等级为P.II42.5水泥，3天抗压强度20～25Mpa，28天抗压强度50～54Mpa。
2.石英砂：采用SiO2含量＞97％，含泥量≤0.5％的石英砂，级配要满足下表的石英砂颗粒级配要求，可以减少了骨料内部缺陷，减小浆石过渡段微裂缝宽度，改善了水泥石微结构。
石英砂颗粒级配
Figure GSA00000031659700031
3.钢纤维：直径0.18～0.23mm，长度12～14mm，抗拉强度大于2850Mpa的质量稳定的产品，掺入适量钢纤维可增大RPC韧性。
4.RPC专用掺合料：主要成分为微硅粉和其它活性粉末材料的复合材料，与水泥有很好的相容性，掺入后能显著增加混凝土的各项性能指标，其活性指数大于120％；其中占RPC专用掺合料重量5％的磺化三聚氰胺甲醛树脂，使混凝土表面光亮，瓷化光洁，减少了混凝土表面的气泡含量，增加了光洁度。
5.聚羧酸类外加剂：与混凝土的各种材料有很好的相容性，固含量≥30％减水率不低于29％，能保证30分钟内混凝土状态不改变，30分钟后能保证混凝土快速凝结的质量稳定的产品。
采用最大密实理论模型选择材料直径；尽量选用本级颗粒的粒径变化范围较小，而与相邻粒级的平均粒径差比较大的材料，选用石英砂粒径范围在1250～160μm；水泥粒径范围为17～80μm；掺合料粒径范围0.1～45μm。
配方满足如下要求：水胶比(含水量与胶凝材料重量比)：0.17～0.19；骨胶比(石英砂与胶凝材料重量比)：1.1～1.3；灰掺比(水泥与RPC专用掺合料的重量比)：2～3；钢混比(钢纤维与混凝土总重量比)：3～7％；剂胶比(聚羧酸类外加剂固含量与胶凝材料总量比)：1～1.15％，所述的胶凝材料为水泥与RPC专用掺合料的总重量，含水量为加入的水和聚羧酸类外加剂等原料中所含水份的总重量。
以下为本发明铁路电缆槽盖板活性粉末混凝土的实施例：
实施例1
铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土，以如下重量比例的原料组成(每份为1公斤)：P.II42.5水泥670份，石英砂1120份，水162份，RPC专用掺合料320份，钢纤维96份，聚羧酸类外加剂38份。
石英砂采用河北金晶矿物粉体有限公司的石英砂，其二氧化硅含量为99.74％；重量级配比例组成如下：粗粒径石英砂(1.25～0.63mm)56％，中粒径石英砂(0.63～0.315mm)29％，细粒径石英砂(0.315～0.16mm)15％。
水泥采用唐山冀东水泥股份有限公司“盾石”牌P.II42.5水泥；
RPC掺合料采用北京齐天化工有限公司生产的RPC专用掺合料；
钢纤维采用天津路桥宝泰科技有限公司生产的微细高强钢纤维；
聚羧酸类外加剂采用河北金舵建材科技开发有限公司的RPC专用聚羧酸高性能减水剂。
制备时，采用专门的混凝土强制式搅拌机以增加混凝土的均匀性，先加入砂子、钢纤维，搅拌120s，再加入水泥和RPC专门掺合料，搅拌120s，最后加入水和外加剂，再搅拌300s，整个搅拌时间为540s。搅拌机主机频率为1480Hz。
混凝土拌制完成后，按成型盖板的大小采用混凝土分料器进行分料，注入模具，并由输送带传送到振动台，由振动台振动成型。
混凝土盖板成型6小时后，带模进入初养室，升温速度为10℃/h，温度达到40±5℃时，再恒温养护24h，然后以15℃/h降温，与室温温度相差不大于20℃时完成初养。初养完成后，进行脱模，送终养室进行养护，升温速度为10℃/h，到80±5℃恒温养护48h，然后以15℃/h降温，当盖板与环境温度相差不大于20℃时，转入成品库，采用自然养护，环境温度不低于20℃，自然养护时间不少于7天，采用以上特殊的养护工艺，可增加材料的活性。
实施例2
铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土，以如下重量比例的原料组成(每份为1公斤)：P.II42.5水泥688份，石英砂1150份，水150份，RPC专用掺合料295份，钢纤维85份，聚羧酸类外加剂35.9份。
石英砂采用河北金晶矿物粉体有限公司的石英砂，其二氧化硅含量为99.74％；重量级配比例组成如下：粗粒径石英砂(1.0～0.63mm)66％，中粒径石英砂(0.63～0.315mm)34％。
水泥采用唐山冀东水泥股份有限公司“盾石”牌P.II 42.5水泥；
RPC掺合料采用北京齐天化工有限公司生产的RPC专用掺合料；
钢纤维采用天津路桥宝泰科技有限公司生产的微细高强钢纤维；
聚羧酸类外加剂采用河北金舵建材科技开发有限公司的RPC专用聚羧酸高性能减水剂。
制备方法同实施例1
实施例3
铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土，以如下重量比例的原料组成(每份为1公斤)：P.II42.5水泥650份，石英砂1200份，水140份，RPC专用掺合料295份，钢纤维85份，聚羧酸类外加剂33份。
石英砂采用河北金晶矿物粉体有限公司的石英砂，其二氧化硅含量为99.74％；重量级配比例组成如下：粗粒径石英砂(1.0～0.63mm)56％，中粒径石英砂(0.63～0.315mm)29％，细粒径石英砂(0.315～0.16mm)15％。
水泥采用唐山冀东水泥股份有限公司“盾石”牌P.II42.5水泥；
RPC掺合料采用北京齐天化工有限公司生产的RPC专用掺合料；
钢纤维采用北京福斯达轨道交通科技有限公司生产的微细高强钢纤维；
聚羧酸类外加剂采用河北金舵建材科技开发有限公司的RPC专用聚羧酸高性能减水剂。
制备方法同实施例1
实施例4
铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土，以如下重量比例的原料组成(每份为1公斤)：P.II42.5水泥625份，石英砂1150份，水155份，RPC专用掺合料310份，钢纤维140份，聚羧酸类外加剂35份。
石英砂采用河北金晶矿物粉体有限公司的石英砂，其二氧化硅含量为99.74％；重量级配比例组成如下：粗粒径石英砂(1.0～0.63mm)56％，中粒径石英砂(0.63～0.315mm)29％，细粒径石英砂(0.315～0.16mm)15％。
水泥采用唐山冀东水泥股份有限公司“盾石”牌P.II42.5水泥；
RPC掺合料采用北京齐天化工有限公司生产的RPC专用掺合料；
钢纤维采用天津路桥宝泰科技有限公司生产的微细高强钢纤维；
聚羧酸类外加剂采用河北金舵建材科技开发有限公司的RPC专用聚羧酸高性能减水剂。
制备方法同实施例1
实施例5
铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土，以如下重量比例的原料组成(每份为1公斤)：P.II42.5水泥690份，石英砂1130份，水145份，RPC专用掺合料315份，钢纤维130份，聚羧酸类外加剂37份。
石英砂采用河北金晶矿物粉体有限公司的石英砂，其二氧化硅含量为99.74％；重量级配比例组成如下：粗粒径石英砂(1.0～0.63mm)56％，中粒径石英砂(0.63～0.315mm)29％，细粒径石英砂(0.315～0.16mm)15％。
水泥采用唐山冀东水泥股份有限公司“盾石”牌P.II42.5水泥；
RPC掺合料采用北京齐天化工有限公司生产的RPC专用掺合料；
钢纤维采用北京福斯达轨道交通科技有限公司生产的微细高强钢纤维；
聚羧酸类外加剂采用河北金舵建材科技开发有限公司的RPC专用聚羧酸高性能减水剂。
制备方法同实施例1。

Claims (6)

1.铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土，其特征在于由如下重量比的原料：水泥625～690份，石英砂1120～1200份，水140～162份，RPC专用掺合料295～320份，钢纤维85～140份，固含量≥30％的聚羧酸类外加剂33～38份，经搅拌、振动、养护后制成。.
2.根据权利要求1所述的铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土，其特征在于：RPC专用掺合料中含有占掺合料总重量5％的磺化三聚氰胺甲醛树脂。
3.根据权利要求1、2或3所述的铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土，其特征在于：水泥强度等级为P.II42.5，3天抗压强度20～25MPa，28天抗压强度50～54MPa，粒径范围为17～80μm。
4.根据权利要求1、2或3所述的铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土，其特征在于：石英砂粒径范围为160～1250μm，SiO2含量＞97％，含泥量≤0.5％。
5.根据权利要求1、2或3所述的铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土，其特征在于：钢纤维直径0.18～0.23mm，长度12～14mm，抗拉强度大于2850MPa。
6.根据权利要求1、2或3所述的铁路电缆槽盖板用活性粉末混凝土，其特征在于：RPC专用掺合料粒径范围0.1～45μm。
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