CN104310879A - 一种活性粉末混凝土(rpc)及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种活性粉末混凝土(RPC)的制备方法，该活性粉末混凝土是由水泥、矿物活性掺合料、石英砂、钢纤维、减水剂和水组成，该活性粉末混凝土的单方组成为：水泥800～900、硅灰180～250、矿粉120～180、石英砂940～1020、钢纤维120～160、减水剂38～45、水130～150。不仅具有高强度、高耐候性和一定的韧性和耐冲击性，而且还提高施工便利性、可浇筑性，降低了原材料成本；可广泛应用于制作结构中的关键承载构件提高其耐久性及结构承载力，也可单独用于减轻结构自重，降低基础造价和结构总成本，在预制构件领域中有着广泛的应用价值。
Description
一、技术领域
本发明属于建筑材料领域，尤其是涉及到一种活性粉末混凝土制备方法，以及用于预制构件的生产工艺。
二、背景技术
1993年法国Bouygues公司研制出一种超高抗压强度、高耐久性及高韧性的新型水泥基复合材料，在Richard等人发表的论文中，第一次公开提出活性粉末混凝土 (Reactive Powder Concrete，简称RPC)这一术语。作为一类新型混凝土，RPC是一种高强度、高韧性、低孔隙率和低渗透性的超高性能混凝土，它主要由水泥、硅灰、矿物掺合料、石英砂、钢纤维和高效减水剂组成，采用适当的成型和养护工艺制成的。RPC集钢材强度大、韧性高和传统混凝土抗火、抗腐蚀性强的优点于一体。
近年来我国一些科研人员也成功配制出RPC200活性粉末混凝土。目前，它的应用已经进入到桥梁与路面工程、建筑工程、水利工程、特种结构多个领域。随着研究的不断深入和我国经济建设的不断发展，从实际工程应用来看，RPC在海洋、石油、核电、军事设施以及其它工业民用工程中具有广泛的应用前景。我们应该结合各地的具体情况，因地制宜，合理选材，相信通过广大科研人员的努力，活性粉末混凝土技术一定会在我国的生产建设中得到更广泛的应用。
三、发明内容
本发明的目的是为生产企业提供一种配料科学、性能优良、既能满足水泥预制构件制品强度要求，有一定韧性和耐冲击性，还能满足材料成本能够被市场承受的活性粉末混凝土。
本发明的技术方案是：活性粉末混凝土是以单位立方混凝土含量计的组份为：水泥800kg～900kg、硅灰180kg～250kg、矿粉120kg～180kg、石英砂940kg～1020kg、钢纤维120kg～160kg、减水剂38kg～45kg、水135kg～150kg。
进一步的是，单位立方混凝土含量计的组份为：水泥851kg、硅灰212kg、矿粉154kg、石英砂963kg、钢纤维150kg、减水剂40kg、水140kg。其中：水泥为425标号低碱水泥；硅灰为无加密或半加密硅灰；矿粉为S95级矿粉；石英砂为三种颗粒粒径的砂，分别为粗石英砂（1.25～0.63mm）、中石英砂（0.63～0.315mm）、细石英砂（0.315～0.16mm）；钢纤维为直径0.18～0.22mm、长度12～14mm的镀铜钢纤维；减水剂宜采用减水率30%以上、与所用胶材适应性能良好的减水剂。
活性粉末混凝土的制备方法包括如下步骤：
（1）第一次投料干拌：向搅拌机内首先投入石英砂、钢纤维进行干拌，干拌时间不低于3min，若发现钢纤维仍有大量结团，应适当延长搅拌时间；
（2）第二次投料干拌：向搅拌机内投放水泥和矿物掺合料硅灰、矿粉，搅拌时间不低于1min；
（3）加水、搅拌：干拌结束后，加入减水剂和水继续搅拌，搅拌时间不低于4min；
（4）运输、浇筑：通过斗车运输混凝土到达模具停放处进行投料浇筑、振捣，要求浇筑过程连续进行，浇筑总时间不超过30min；
（5）静养：浇筑完成后覆盖雨布静养20～24h；
（6）脱模：当静养结束后即可揭开雨布，进行脱模，脱模后的产品集中堆码、打包固定，使用叉车转运至蒸养房存放；
（7）蒸养：向蒸养房内通蒸汽进行升温蒸养，3～4h内升温至80℃，之后保持在75℃～85℃恒温48h，关闭蒸汽阀门，随后进行自然降温；
（8）自然养护：当蒸养房温度降至与室温基本相同时，通过叉车将产品转运至室外堆放处堆码，开始7天进行洒水养护，即可视为成品，入库。
本发明的有益效果是：由于采用了科学的活性粉末混凝土配合比，在保留混凝土高强度和韧性的同时，可大幅度降低原有活性粉末混凝土配合比的生产成本。由于添加了矿粉，代替了部分水泥用量，降低了原材料成本，使混凝土的水化热降低，有利于拌合物的持续浇筑。大量使用减水剂，保证拌合物在低水胶比的条件下具备良好的工作性能，混凝土浇筑密实性达到良好的效果；低水胶比的严格控制，混凝土的强度得到保证；蒸养工序可缩短养护时间，产品强度在较短时间内达到使用强度，缩短工期。
四、具体实施方式
本发明以单位立方混凝土含量计的组份为：425标号低碱水泥800kg～900kg，无加密或半加密硅灰180kg～250kg，S95级矿粉120kg～180kg，石英砂940kg～1020kg，直径0.18～0.22mm钢纤维或长度12～14mm的镀铜钢纤维120kg～160kg，减水率30%以上、与所用胶材适应性能良好的减水剂38kg～45kg，水135kg～150kg。通过投料干拌、加水、搅拌、运输、浇筑、静养、脱模、蒸养和自然养护等工序制作而成。
实施例1：
以配制1m3活性粉末混凝土为例，其各种原料组份为：水泥851kg，硅灰212kg，矿粉154kg，粗石英砂187kg，中石英砂672kg，细石英砂104kg，钢纤维150kg，减水剂40kg，水140kg。其中：水泥为湖北世纪新峰雷山水泥有限公司生产的P.O42.5水泥，硅灰为武汉新必达微硅粉有限公司生产的混凝土用微硅灰，矿粉为鄂州融航新型建材有限公司生产的S95级矿粉，石英砂为安徽凤阳产的石英砂，减水剂为江苏苏博特新材料股份有限公司生产的PCA-Ⅰ聚羧酸减水剂，拌合水为饮用自来水。
活性粉末混凝土的具体制作方法是：首先向搅拌机内依次投入石英砂、钢纤维进行干拌3min，然后向搅拌机内加入水泥、硅灰和矿粉继续干拌1min，最后投放减水剂和水，搅拌4min，结束搅拌。搅拌结束后，卸料，经现场测试该活性粉末混凝土的坍落度不低于160mm。通过斗车运输至模具停放处，运输过程中拌合物表面需要覆盖，防止水分散失。投料浇筑时边浇筑边振动，浇筑完成后覆盖雨布静养24h脱模，脱模后的产品通过叉车转运至蒸养房集中堆码。关闭房门，向蒸养房内通蒸汽进行升温蒸养，3～4h内升温至80℃，之后保持在75℃～85℃恒温48h，关闭蒸汽阀门，随后进行自然降温。当蒸养房温度降至与室温基本相同时，通过叉车将产品转运至室外堆放处堆码，开始7天进行洒水养护，即可视为成品，入库。对养护完成的试块进行强度测试，抗压强度达到182.2MPa，抗折强度达到21.5MPa。
实施例2：
以配制1m3活性粉末混凝土为例，其各种原料组份为：水泥835kg，硅灰230kg，矿粉180kg，粗石英砂289kg，中石英砂578kg，细石英砂96kg，钢纤维145kg，减水剂45kg，水132kg。其中：水泥为湖北世纪新峰雷山水泥有限公司生产的P.O42.5水泥，硅灰为武汉新必达微硅粉有限公司混凝土用微硅灰，矿粉为鄂州融航新型建材有限公司生产的S95级矿粉，石英砂为安徽凤阳产的石英砂，减水剂为江苏苏博特新材料股份有限公司生产的PCA-Ⅰ聚羧酸减水剂，拌合水为饮用自来水。
活性粉末混凝土的具体制作方法是：首先向搅拌机内依次投入石英砂、钢纤维进行干拌3min，然后向搅拌机内加入水泥、硅灰和矿粉继续干拌1min，最后投放减水剂和水，搅拌4min，结束搅拌。搅拌结束后，卸料，经现场测试该活性粉末混凝土的坍落度不低于160mm。通过斗车运输至模具停放处，运输过程中拌合物表面需要覆盖，防止水分散失。投料浇筑时边浇筑边振动，浇筑完成后覆盖雨布静养24h脱模，脱模后的产品通过叉车转运至蒸养房集中堆码。关闭房门，向蒸养房内通蒸汽进行升温蒸养，3～4h内升温至80℃，之后保持在75℃～85℃恒温48h，关闭蒸汽阀门，随后进行自然降温。当蒸养房温度降至与室温基本相同时，通过叉车将产品转运至室外堆放处堆码，开始7天进行洒水养护，即可视为成品，入库。对养护完成的试块进行强度测试，抗压强度达到197.6MPa，抗折强度达到22.8MPa。
Claims (4)
1.一种活性粉末混凝土，其特征在于：以单位立方混凝土含量计的组份为：水泥800kg～900kg、硅灰180kg～250kg、矿粉120kg～180kg、石英砂940kg～1020kg、钢纤维120kg～160kg、减水剂38kg～45kg、水135kg～150kg。
2.根据权利要求1所述的活性粉末混凝土，其特征在于：单位立方混凝土含量计的组份为：水泥851kg、硅灰212kg、矿粉154kg、石英砂963kg、钢纤维150kg、减水剂40kg、水140kg。
3.根据权利要求1或2所述的活性粉末混凝土，其特征在于：水泥为425标号低碱水泥；硅灰为无加密或半加密硅灰；矿粉为S95级矿粉；石英砂为三种颗粒粒径的砂，分别为粗石英砂（1.25～0.63mm）、中石英砂（0.63～0.315mm）、细石英砂（0.315～0.16mm）；钢纤维为直径0.18～0.22mm、长度12～14mm的镀铜钢纤维；减水剂宜采用减水率30%以上、与所用胶材适应性能良好的减水剂。
4.一种活性粉末混凝土制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）第一次投料干拌：向搅拌机内首先投入石英砂、钢纤维进行干拌，干拌时间不低于3min，若发现钢纤维仍有大量结团，应适当延长搅拌时间；
（2）第二次投料干拌：向搅拌机内投放水泥和矿物掺合料硅灰、矿粉，搅拌时间不低于1min；
（3）加水、搅拌：干拌结束后，加入减水剂和水继续搅拌，搅拌时间不低于4min；
（4）运输、浇筑：通过斗车运输混凝土到达模具停放处进行投料浇筑、振捣，要求浇筑过程连续进行，浇筑总时间不超过30min；
（5）静养：浇筑完成后覆盖雨布静养20～24h；
（6）脱模：当静养结束后即可揭开雨布，进行脱模，脱模后的产品集中堆码、打包固定，使用叉车转运至蒸养房存放；
（7）蒸养：向蒸养房内通蒸汽进行升温蒸养，3～4h内升温至80℃，之后保持在75℃～85℃恒温48h，关闭蒸汽阀门，随后进行自然降温；
（8）自然养护：当蒸养房温度降至与室温基本相同时，通过叉车将产品转运至室外堆放处堆码，开始7天进行洒水养护，即可视为成品入库。
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