CN103381621A

CN103381621A - 一种活性粉末混凝土制品的生产工艺

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Publication number: CN103381621A
Application number: CN2012101367076A
Authority: CN
Inventors: 赵宇周; 苏超; 赵连霞; 赵世博; 田伟元; 杨远航; 祝春彦
Original assignee: Bridge Branch of China Railway No 9 Group Co Ltd
Current assignee: Bridge Branch of China Railway No 9 Group Co Ltd
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2013-11-06

Abstract

本发明涉及建筑材料设计领域，公开了一种活性粉末混凝土制品的生产工艺，该工艺包括原料的检验、上料拌合、下料入模、带模振捣、码垛、静置、初养、脱模、终养、自然养护以及成品检验过程。应用本发明的技术方案，整个生产工艺过程简单，生产工艺经过静置、初养（带模蒸汽养护)、拆模、终养（脱模蒸汽养护）以及自然养护，系列养护工序能完全保证活性粉末混凝土制品的质量。

Description

一种活性粉末混凝土制品的生产工艺

技术领域

本发明及建筑材料设计领域，尤其涉及一种活性粉末混凝土制品的生产工艺。

背景技术

活性粉末混凝土（RPC）材料作为高技术混凝土,具有高强度、高韧性、高耐久性、高抗腐蚀性、高耐冻融性及高耐水性等特点，其性能同普通混凝土和现有的高性能混凝土相比有了质的飞跃，并且在经济性和环保性方面优于钢材。

法国Bouygues公司于1994年在美国旧金山由ACI召开的春季会议上首次公布了RPC。该材料兼具有高强度、高韧性、高密实性与高耐久性，在一般情况下可不配钢筋，即可用作结构材料，故对工程界有很大的吸引力。在1994—1998年期间RPC已在土建工程中初露头角。例如，法国在一核电站的冷却系统中耗用823立方米的RPC制作了2500多根尺寸不等的梁，并用以制作大量核废料储存容器。美国CPAR计划及法国与美国陆军工程师团合作生产的RPC制品包括：大跨度预应力混凝土梁、压力管道及放射性固体废料储存容器。加拿大在地处恶劣环境的加拿大魁北克省Sherbrooke用RPC预制构件现场组装了一座供行人和自行车通行的桁架桥。该桥采用RPC材料构件后不仅大大减轻了自重,施工极其简便，而且大幅度提高了结构在高湿度环境、频繁受除冰盐腐蚀与冻融循环作用下的耐久性能。另外,加拿大银行系统利用RPC材料的高强度与高韧性,开始制作银行的保险柜。利用RPC的超高强度和高韧性，可以替代钢材制造薄壁制品、细长构件，如市政桥梁和大型工业厂房的桁架、梁、屋面板、桥面板等，可大大减小截面尺寸和制品自重，增加桥梁净高和厂房使用空间。

利用RPC的高抗渗性能，可制造压力管道和容器，用来作输送油气、腐蚀性液气体的输送管道和固体废料（如核废料等）处理容器。

中国RPC的推广应用，是一个技术引进消化吸收的典型成功案例。通过2004年以来铁道部组织的多个科研课题和工程应用（包括在举世瞩目的青藏铁路首次进行应用），在技术逐渐成熟的同时完成了市场培育，直至2009年3月，由铁道部发文进行全国范围内的大面积应用推广，包括哈大客专、沪宁城际、广珠城际、长吉城际在内的在建项目以及今后新开工建设的客运专线、城际铁路将全部使用RPC材料替代普通混凝土制造路基桥梁盖板，以实现附属设施材料技术的升级换代。特别是举世瞩目的京沪高速铁路，其RPC盖板的总面积近三百万平方米，是迄今为止世界上最大规模的单项工程应用案例，在RPC技术发展历史上具有里程碑式的意义。

当前，RPC材料在普通铁路、高速客专线上的应用已得到铁道部相关专业人员和决策层的一致认可。它可以应用于桥梁主体工程制造低高度梁；可以应用于桥面系附属设施的制造，包括人行道步板、电缆槽及其盖板、桥面栏杆和桥面挡板；也可以应用于路基电缆槽及其盖板的制造等。

而目前为止，活性粉末混凝土盖板及其生产工艺具有以下缺点：（1）配合比原材料的取量范围太大，对施工者不便；（2）原材的选取水泥标号较低，影响强度较低；（3）原材料石英砂级配过于简单；（4）塌落度要求太小，砼过干，不便施工；（5）砼的搅拌时间描述过于简单、振动时间过长，增加施工时间；（6）盖板养护工序过于简单，而一次性养护影响塑料模具的变形。

发明内容

本发明的目的是提供一种活性粉末混凝土制品的生产工艺，包括以下步骤：

（1）原料的检验：将粗粒径石英砂、粗粒径石英砂、中粒径石英砂、细粒径石英砂、超细粒径石英砂、硅灰、水泥、钢纤维、水以及外加剂进行检验，合格的作为原料，原料进行称量；

（2）上料拌合：将称量好的原料投入搅拌设备中进行拌合，具体为：先将石英砂与钢纤维投入搅拌设备中进行搅拌，再将硅灰与水泥投入搅拌设备中进行搅拌，最后将拌合用水以及外加剂投入搅拌设备中进行搅拌，得到活性粉末混凝土拌合物；

（3）下料入模：将活性粉末混凝土拌合物从搅拌设备中下料，灌注入模具中；

（4）带模振捣；将带模的活性粉末混凝土拌合物运至振捣台，进行振捣；

（5）码垛：底层放置托盘，再将内置活性粉末混凝土的模盒一层一层地叠起来，每个模盒加盖一块竹胶板，得到带模具的活性粉末混凝土制品垛；

（6）静置：将带模具的活性粉末混凝土盖板垛运至温度为20~30℃静养区静置；

（7）初养：将经过静置的带模具的活性粉末混凝土制品垛运至初养室进行初养；

（8）脱模：将经过初养的带模的活性粉末混凝土制品垛进行脱模，得到活性粉末混凝土制品，脱模时活性粉末混凝土制品的表面温度与环境温度之差小于等于20℃；

（9）终养：将活性粉末混凝土制品运至终养室进行终养；

（10）自然养护：将经过终养的活性粉末混凝土制品进行自然养护，得到活性粉末混凝土制品成品；

（11）成品检验：将活性粉末混凝土制品成品进行检验。

优选的，原料为（以每立方米活性粉末混凝土配比计）：粗粒径石英砂684.6kg、中粒径石英砂228.2kg、细粒径石英砂114.1kg、超细粒径石英砂114.1kg、硅灰186kg、水泥743kg、钢纤维150kg、水130kg以及外加剂41.8kg，原料塌落度不小于180mm。

优选的，搅拌设备为强制式搅拌机，搅拌速度不低于45转/分。

优选的，上料拌合过程具体为：先将石英砂与钢纤维投入搅拌设备中进行搅拌4min，再将硅灰与水泥投入搅拌设备中进行搅拌1min，最后将拌合用水以及外加剂投入搅拌设备中进行搅拌3～4min，得到活性粉末混凝土拌合物。

优选的，模具经过清洗，具体清洗步骤为：将模具放入模板清洗架，盐酸清泡模具，冲洗模具，晾晒模具，将模具涂蜡。

优选的，灌注时应充满模型表面，应在30min内完成，温度应在18℃以上。

优选的，振捣时间为3～6min，振捣后将带模的活性粉末混凝土拌合物放入托架再次进行填充抹平。

优选的，初养为蒸汽恒温初养，温度为30~40℃，时间大于等于6h。

优选的，终养的温度控制如下：先以升温速率小于等于12℃/h进行升温至75~85℃，再恒温48h，最后以降温速率小于等于15℃/h降至室温（不低于20℃）。

优选的，自然养护为在室温（不低于20℃）下洒水养护大于等于7天。

优选的，该工艺还包括活性粉末混凝土制品成品的边角修理。

应用本发明的技术方案，整个生产工艺过程简单，生产工艺经过静置、初养（带模蒸汽养护)、拆模、终养（脱模蒸汽养护）以及自然养护，能完全保证活性粉末混凝土制品成品的质量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明活性粉末混凝土电缆槽盖板的生产工艺的流程框图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

采用此工艺成型的744mm*494mm*25mm试件（电缆槽盖板）为例说明：

活性粉末混凝土是由如下质量配比（kg/m³计）的原材料组成：粗粒径石英砂684.6kg，中粒径石英砂228.2kg，细粒径石英砂114.1kg，超细粒径石英砂114.1kg，硅灰186kg，52.5MPa水泥743kg，钢纤维150kg，水130kg，外加剂41.8kg。活性粉末混凝土的塌落度不小于180mm。

所述粗粒径石英砂的粒径为1.0～0.63mm，中粒径石英砂的粒径为0.63～0.315mm，细粒径石英砂的粒径为0.315～0.16mm，超细粒径石英砂的粒径为0.16mm以下。

所述钢纤维的直径为0.18～0.23mm、长度为12～14mm、抗拉强度不得低于2850MPa。

图1为本发明活性粉末混凝土电缆槽盖板的生产工艺的流程框图，由图1可知，活性粉末混凝土电缆槽盖板的生产工艺如下：

第一步：原料的检验，对粗粒径石英砂、中粒径石英砂、细粒径石英砂、超细粒径石英砂、硅灰、水泥、钢纤维、水以及外加剂进行检验，具体如下：

（1）石英砂采用蛟河市北镇白石村天利石英砂厂生产的石英砂，其技术条件满足SiO2含量大于97%的石英砂，分粗粒径石英砂（1.0～0.63mm)、中粒径石英砂（0.63～0.315mm)、细粒径石英砂（0.315～0.16mm）及超细粒径石英砂（0.16mm以下）四个粒级，含泥量不大于0.5%，其技术要求符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52-2006)、《客运专线活性粉末砼（RPC）材料人行道挡板、盖板暂行技术条件》和《铁路砼与砌体工程施工规范》(TB10210-2001)的规定；

（2）硅灰采用的是沈阳众都建筑材料有限公司生产的硅灰，质量要求符合《高强度高性能混凝土用矿物外加剂》（GB/18736-2002)、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）规定，具体检测项目如表1所示：

表1硅灰的检测项目及其技术要求

名称	技术要求
		C1含量（％）	≤0.02
烧矢量（％）	≤6
		SiO2含量（％）	≥85
水（％）	≤3.0
		需水量比（％）	≤125
28d活性指数（％）	≥85
		比表面积（m²/kg）	≥18000
碱含量（％）	/

（3）水泥采用吉林冀东生产的高强度等级为P.052.5的袋装低碱普通硅酸盐水泥，其技术质量标准符合《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）、《客运专线活性粉末混凝土（RPC）材料人行道挡板、盖板暂行技术条件》的规定。水泥的检测项目如表2所示：

表2水泥的检测项目及其技术要求

（4）钢纤维采用鞍山市铁西区宏昌钢纤维厂制造的钢纤维，其技术条件满足：直径0.18～0.23mm，长度12～14mm，抗拉强度不得低于2850MPa，其他性能应满足《钢纤维混凝土》（JG3064-1999）、《混凝土钢纤维》（YB/T151-1999)、《金属材料室温拉伸试验方法》（GB/T228-2002）和《客运专线活性粉末砼（RPC）材料人行道盖板、挡板暂行技术条件》技术要求。如表3所示：

表3钢纤维的检测项目及其技术要求

（5）外加剂采用北京横峰科技有限公司生产的聚羧酸减水剂，使用的外加剂符合《混凝土外加剂》（GB8076-2008)、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）和《客运专线活性粉末砼（RPC）材料人行道盖板、挡板暂行技术条件》的技术规定。外加剂的检测项目如表4所示：

表4外加剂的检测项目及其技术要求

（6）水应符合《混凝土用水标准》（JGJ63-2006)、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》（科技基【101】号)、《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》（铁科技函【2004】120号）和《客运专线活性粉末砼（RPC）材料人行道盖板、挡板暂行技术条件》的技术规定要求。凡符合饮用标准的水，均可使用。水的检测项目如表5所示：

表5水的检测项目及其技术要求

通过以上方法检测检测合格的原料按照粗粒径石英砂684.6kg、中粒径石英砂228.2kg、细粒径石英砂114.1kg、超细粒径石英砂114.1kg、硅灰186kg、52.5MPa水泥743kg、钢纤维150kg、水130kg以及外加剂41.8kg的量称取。称取过程中：水泥采用干燥状态下的水泥，称量应准确到±1%；骨料采用干燥骨料，称量应准确到±2%；水、外加剂称量应准确到±0.5%。

第二步：上料拌合，先将四种级别石英砂、钢纤维倒入搅拌机中进行4min搅拌，再将硅灰、水泥倒入搅拌机搅拌进行1min搅拌，再将水和外加剂均匀物加入搅拌进行3～4min搅拌，搅拌完毕得到活性粉末混凝土拌合物，搅拌机为强制式搅拌机，搅拌速度不低于45转/分。

第三步：下料入模，将活性粉末混凝土拌合物从搅拌机中下料，灌注至电缆槽盖板模具中。活性粉末混凝土拌合物应在30min内灌注完毕。构件宜连续灌注，最大间隔时间应不超过6min。RPC材料搅拌、运输、浇筑及构件静停应在18℃以上的环境下完成。在灌注RPC材料构件过程中模板内侧必需无灰尘和粘渣，灌注时应充满模型表面。按标准试件应随盖板或同条件下成型，与盖板在同一条件下养护。

第四步：带模振捣，将带模的活性粉末混凝土拌合物运至振捣台，进行振捣，开动振动平台振捣3～6min，放入托架再次进行填充抹平。

第五步：码垛，底层放置托盘，再将内置活性粉末混凝土的模盒一层一层地叠起来，每个模盒加盖一块竹胶板，得到带模具的活性粉末混凝土电缆槽盖板垛。

第六步：静置，将带模具的活性粉末混凝土电缆槽盖板垛运至温度为20~30℃静养区静置，即在浇筑完毕之后将活性粉末混凝土电缆槽盖板用叉车运送至静停养护车间，静停养护车间温度应控制25±5℃进行6h静停。

第七步：初养，将经过静置的带模具的活性粉末混凝土电缆槽盖板垛运至初养室进行初养，即静停完毕之后将盖板送入初养室温度控制在35±5℃，养护时间不少于6h。

第八步：脱模，初养结束后可以脱模，但应注意不得损坏活性粉末混凝土电缆槽盖板的外观并不得造成活性粉末混凝土电缆槽盖板的主体损伤，脱模时活性粉末混凝土电缆槽盖板的表面温度与环境温度之差小于等于20℃，得到活性粉末混凝土电缆槽盖板；模具经过清洗，具体清洗步骤为：将模具放入模板清洗架，盐酸清泡模具，冲洗模具，晾晒模具，将模具涂蜡。

第九步：终养，将活性粉末混凝土电缆槽盖板运至终养室进行终养，即拆完模具之后，将活性粉末混凝土电缆槽盖板面对面、背对背靠立放入托架送入终养室，进行终养，养护时升温、恒温、降温三阶段，升温速度不应大于12℃/h，恒温温度应控制在80±5℃，恒温养护时间不少于48h，降温速度不应大于15℃/h。

第十步：自然养护，将经过终养的活性粉末混凝土电缆槽盖板进行自然养护，即活性粉末混凝土电缆槽盖板蒸汽养护结束后需自然养护，环境温度不低于20℃，并对活性粉末混凝土电缆槽盖板进行洒水养护，时间不应少于7天，得到活性粉末混凝土电缆槽盖板成品。

第十一步：成品检验，将活性粉末混凝土电缆槽盖板成品进行检验，得出：外表光滑平整，颜色统一鲜亮，抗压强度均在140MPa到150MPa之间，合格率100%。具体检测项目见表6所示：

表6活性粉末混凝土电缆槽盖板成品的检测项目及其技术要求

原料的检验前还包括生产的准备，成品检验后还包括对成品进行角修理处理、检验合格后存放以及成品运出等工艺步骤。

电缆槽盖板生产前需达到以下标准：（1）生产车间托架所放地面要水平；（2）盖板托架要平；（3）振捣器表面要水平；（4）模板要平；（5）模板之间垫板厚度均匀正反表面要平；（6）养护车间托架所放地面要水平；（7）模板内部要光；（8）模板之间垫板正反表面要光；（9）盖板表面要光；（10）盖板侧面要光；（11）盖板背要光。以上生产工艺中拆模、模盒清理、边角修理、活性粉末混凝土的拌合、砼的入模、成型振捣、蒸汽养护、自然养护需要有专职技术人员和旁站监理监控并签字确认。

采用本发明的活性粉末混凝土制品的生产工艺，具有以下特点：

（1）原料经过严格的检验，保证其质量，减低次品的生产率；

（2）原料的配合取量范围小，有利于不同环境下的施工；

（3）原材中的石英砂采用多级别的石英砂，有利于保证产品的质量；

（4）原料的配比中，采用不小于180mm的塌落度标准，便于施工；

（5）生产工艺中的各项参数选取得当，即可以节省生产的时间，又可以保证产品的质量；

（6）生产工艺中活性粉末混凝土制品的养护工序经静置、初养（带模蒸汽养护）、终养（脱模蒸汽养护）以及自然养护，整个过程简单，而系列的养护工序又能保证活性粉末混凝土制品成品的质量。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种活性粉末混凝土制品的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（6）静置：将带模具的活性粉末混凝土制品垛运至温度为20~30℃静养区静置；

（9）终养：将活性粉末混凝土制品运至终养室进行终养；

（11）成品检验：将活性粉末混凝土制品成品进行检验。

2.根据权利要求1所述活性粉末混凝土制品的生产工艺，其特征在于所述原料为（以每立方米活性粉末混凝土配比计）：粗粒径石英砂684.6kg、中粒径石英砂228.2kg、细粒径石英砂114.1kg、超细粒径石英砂114.1kg、硅灰186kg、水泥743kg、钢纤维150kg、水130kg以及外加剂41.8kg，原料塌落度不小于180mm。

3.根据权利要求1所述活性粉末混凝土制品的生产工艺，其特征在于所述搅拌设备为强制式搅拌机，搅拌速度不低于45转/分。

4.根据权利要求1所述活性粉末混凝土制品的生产工艺，其特征在于所述上料拌合过程具体为：先将石英砂与钢纤维投入搅拌设备中进行搅拌4min，再将硅灰与水泥投入搅拌设备中进行搅拌1min，最后将拌合用水以及外加剂投入搅拌设备中进行搅拌3～4min，得到活性粉末混凝土拌合物。

5.根据权利要求1所述活性粉末混凝土制品的生产工艺，其特征在于所述模具经过清洗，具体清洗步骤为：将模具放入模板清洗架，盐酸（优选盐酸为淡性盐酸）浸泡模具，冲洗模具，晾晒模具，将模具涂蜡；灌注时应充满模型表面，应在30min内完成，温度应在18℃以上。

6.根据权利要求1所述活性粉末混凝土制品的生产工艺，其特征在于所述振捣时间为3～6min，振捣后将带模的活性粉末混凝土拌合物放入托架再次进行填充抹平。

7.根据权利要求1所述活性粉末混凝土制品的生产工艺，其特征在于所述初养为蒸汽恒温初养，温度为30~40℃，时间大于等于6h。

8.根据权利要求1所述活性粉末混凝土制品的生产工艺，其特征在于所述终养的温度控制如下：先以升温速率小于等于12℃/h进行升温至75~85℃，再恒温48h，最后以降温速率小于等于15℃/h降至室温（不低于20℃）。

9.根据权利要求1所述活性粉末混凝土制品的生产工艺，其特征在于所述自然养护为在室温（不低于20℃）下洒水养护大于等于7天。

10.根据权利要求1所述活性粉末混凝土制品的生产工艺，其特征在于还包括活性粉末混凝土制品成品的边角修理。