CN107162526A - 一种抗渗活性粉末混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种抗渗活性粉末混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗渗活性粉末混凝土及其制备方法。抗渗活性粉末混凝土由以下重量份原料组成：水泥1份、石英砂0.9份、硅灰0.35份、硅微粉0.35份、石英粉0.20份、减水剂0.015份、钢纤维0.7～1.3份、聚丙烯纤维0.0033～0.0066份和水0.28份。本发明添加了钢纤维和聚丙烯纤维，钢纤维使混凝土抗拉强度及抗折强度得到明显的提高，韧性和延性得到明显改善，而聚丙烯纤维对混凝土能起到阻裂增韧、抗磨抗渗和提高抗冲击疲劳性能作用，提高了活性粉末混凝土的力学性能和抗渗性能，通过配合比中硅灰、硅微粉等超细矿物掺合料优化组合，优化了孔结构，改善了混凝土内部微观结构，提升了混凝土的抗渗性能。

Description

一种抗渗活性粉末混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗渗活性粉末混凝土及其制备方法，属于土木工程材料技术领域。
背景技术
随着混凝土用量急剧增加,使用范围不断扩大,沿海及近海地区由于海洋环境对混凝土的腐蚀,氯离子渗透至钢筋表面,导致钢筋锈蚀进而结构发生破坏,丧失了混凝土结构的耐久性能,需花费大量的资金进行维修,造成巨大经济损失,这己经成为不可忽视的重要问题。而活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete简称RPC)是对传统混凝土的重大突破,是一种环保型、节约型的新型材料,在节能节料、工程经济、劳动保护以及环保等方面都具有重要意义,它的出现是混凝土发展史上的一个新的里程碑。通过改进活性粉末混凝土的配比，加入钢纤维和聚丙烯纤维，得到抗渗活性粉末混凝土，具有良好的抗渗性、抗裂性和力学性能，保证了建筑物的使用功能，减少了因为返修而造成的费用，节约了维修成本。
发明内容
本发明的目的就在于克服传统混凝土耐久性的不足，提供一种抗渗活性粉末混凝土及其制备方法，该混凝土抗渗性好，抗裂性好，力学性能优异。
本发明的技术方案如下：
一种抗渗活性粉末混凝土，由下列重量份的原料制成：水泥1份、石英砂0.9份、硅灰0.35份、硅微粉0.35份、石英粉0.20份、减水剂0.015份、钢纤维0.7～1.3份、聚丙烯纤维0.0033～0.0066份和水0.28份。
所述水泥，为标号P.O42.5或P.052.5普通硅酸盐水泥。
所述石英砂，粒径范围为0.4～0.6mm，SiO2质量百分比含量≥99.6％。
所述石英粉，粒径范围为15～60μm之间，SiO2质量百分比≥99％。
所述硅灰，白灰色细粉末颗粒，密度为2.223g/cm3，颗粒大小为<2μm，平均粒径±0.31μm，比表面积14300cm2/g，SiO2质量百分比≥75％。
所述硅微粉，颗粒大小1.53μm左右，SiO2质量百分比≥97％。
所述减水剂为高性能聚羧酸减水剂，减水率≥25％。
所述钢纤维为镀铜光面平直钢纤维，长度12～15mm，直径0.18～0.23mm，抗拉强度在2300MPa以上。
所述聚丙烯纤维，光量直径为22～44μm，抗拉强度≥440Mpa。
所述的抗渗活性粉末混凝土的制备方法具体步骤为：
(1)搅拌：采用先大后小的顺序依次加入各种材料，将0.9公斤石英砂、1公斤水泥、0.20公斤石英粉、0.35公斤硅灰、0.35公斤硅微粉倒入强制式搅拌机中，将0.7～1.3公斤钢纤维用合适的钢筛在搅拌过程中多次筛入混合材料，并将0.0033～0.0066公斤聚丙烯纤维分批倒入搅拌机内，干料先预拌4分钟，充分混合固体物料。
(2)振捣成型：在步骤(1)所得物中加入0.28公斤水和0.015公斤减水剂，将减水剂融入水中缓慢倒入，搅拌5～8分钟，充分搅拌均匀，最后将搅拌好的混凝土浇注在模具中，经过振捣、施加围压、抹平等工序，在室温下静置24小时成型。
(3)脱模养护：将步骤(2)所得物进行脱模，将脱模后的RPC试件用湿润的木屑覆盖，在室温下自然保湿养护28d，即得到抗渗活性粉末混凝土制品。
本发明的有益效果：
本发明是在活性粉末混凝土配比的基础上进行改善，活性粉末混凝土本就具有高强度，高韧性，高耐久性等优良特征，本发明添加了钢纤维和聚丙烯纤维，钢纤维能使混凝土抗拉强度及抗折强度得到明显的提高，而且韧性和延性也能得到明显改善，而聚丙烯纤维对混凝土能起到阻裂增韧、抗磨抗渗和提高抗冲击疲劳性能等作用，因此综合提高了活性粉末混凝土的力学性能和抗渗性能；并且通过该配合比中硅灰，硅微粉等超细矿物掺合料优化组合，优化了孔结构，改善了混凝土内部的微观结构，从而全面提升混凝土的抗渗性能。
本发明所述制备方法的优点：
本发明所述制备方法简单实用，改善了多组分的均匀分散问题，尤其是搅拌时钢纤维经钢筛均匀筛入搅拌机，能很好的避免钢纤维在拌合物中出现“抱团”现象；采用常温养护，养护方式简单方便，适用经济，更有利于抗渗活性粉末混凝土在工程实践中进行推广。
附图说明：
图1为本发明一种抗渗活性粉末混凝土的制备流程图。
具体实施方式
实施例1：
一种抗渗活性粉末混凝土，由下列原料制成：水泥1公斤、石英砂0.9公斤、硅灰0.35公斤、硅微粉0.35公斤、石英粉0.20公斤、减水剂0.015公斤、钢纤维0.7公斤、聚丙烯纤维0.0066公斤和水0.28公斤。
所述的抗渗活性粉末混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)搅拌：采用先大后小的顺序依次加入各种材料，将0.9公斤石英砂、1公斤水泥、0.20公斤石英粉、0.35公斤硅灰、0.35公斤硅微粉倒入强制式搅拌机中，将0.7公斤钢纤维用合适的钢筛在搅拌过程中多次筛入混合材料，并将0.0066公斤聚丙烯纤维分批倒入搅拌机内，干料先预拌4分钟，充分混合固体物料。
(2)振捣成型：在步骤(1)所得物中加入0.28公斤水和0.015公斤减水剂，将减水剂融入水中缓慢倒入，搅拌5分钟，充分搅拌均匀，最后将搅拌好的混凝土浇注在模具中，经过振捣、施加围压、抹平等工序，在室温下静置24小时成型。
(3)脱模养护：将步骤(2)所得物进行脱模，将脱模后的RPC试件用湿润的木屑覆盖，在室温下自然保湿养护28d，即得到抗渗活性粉末混凝土制品。
所述水泥，为标号P.O42.5或P.052.5普通硅酸盐水泥。
所述石英砂，粒径范围为0.4～0.6mm，SiO2质量百分比含量≥99.6％。
所述石英粉，粒径范围为15～60μm之间，SiO2质量百分比≥99％。
所述硅灰，白灰色细粉末颗粒，密度为2.223g/cm3，颗粒大小为<2μm，平均粒径±0.31μm，比表面积14300cm2/g，SiO2质量百分比≥75％。
所述硅微粉，颗粒大小1.53μm左右，SiO2质量百分比≥97％。
所述减水剂为高性能聚羧酸减水剂，减水率≥25％。
所述钢纤维为镀铜光面平直钢纤维，长度12～15mm，直径0.18～0.23mm，抗拉强度在2300MPa以上。
所述聚丙烯纤维，光量直径为22～44μm，抗拉强度≥440Mpa。
实验数据：
该抗渗活性粉末混凝土抗压强度为156.7MPa，抗折强度为25.30MPa，Cl-扩散系数为3.692×10-13m2/s，混凝土渗透性等级为Ⅵ，混凝土渗透性评价为极低。
实施例2：
一种抗渗活性粉末混凝土，由下列原料制成：水泥1公斤、石英砂0.9公斤、硅灰0.35公斤、硅微粉0.35公斤、石英粉0.20公斤、减水剂0.015公斤、钢纤维1.3公斤、聚丙烯纤维0.0033公斤和水0.28公斤。
所述水泥，为标号P.O42.5或P.052.5普通硅酸盐水泥。
所述的抗渗活性粉末混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)搅拌：采用先大后小的顺序依次加入各种材料，将0.9公斤石英砂、1公斤水泥、0.20公斤石英粉、0.35公斤硅灰、0.35公斤硅微粉倒入强制式搅拌机中，将1.3公斤钢纤维用合适的钢筛在搅拌过程中多次筛入混合材料，并将0.0033公斤聚丙烯纤维分批倒入搅拌机内，干料先预拌4分钟，充分混合固体物料。
(2)振捣成型：在步骤(1)所得物中加入0.28公斤水和0.015公斤减水剂，将减水剂融入水中缓慢倒入，搅拌8分钟，充分搅拌均匀，最后将搅拌好的混凝土浇注在模具中，经过振捣、施加围压、抹平等工序，在室温下静置24小时成型。
(3)脱模养护：将步骤(2)所得物进行脱模，将脱模后的RPC试件用湿润的木屑覆盖，在室温下自然保湿养护28d，即得到抗渗活性粉末混凝土制品。
所述石英砂，粒径范围为0.4～0.6mm，SiO2质量百分比含量≥99.6％。
所述石英粉，粒径范围为15～60μm之间，SiO2质量百分比≥99％。
所述硅灰，白灰色细粉末颗粒，密度为2.223g/cm3，颗粒大小为<2μm，平均粒径±0.31μm，比表面积14300cm2/g，SiO2质量百分比≥75％。
所述硅微粉，颗粒大小1.53μm左右，SiO2质量百分比≥97％。
所述减水剂为高性能聚羧酸减水剂，减水率≥25％。
所述钢纤维为镀铜光面平直钢纤维，长度12～15mm，直径0.18～0.23mm，抗拉强度在2300MPa以上。
所述聚丙烯纤维，光量直径为22～44μm，抗拉强度≥440Mpa。
实验数据：
该抗渗活性粉末混凝土抗压强度为162.1MPa，抗折强度为28.11MPa，Cl-扩散系数为4.099×10-13m2/s，混凝土渗透性等级为Ⅵ，混凝土渗透性评价为极低。
上述实施例为本实验发明较好的一些实施方式，但本发明的实施方式不受上述实施例的限制，任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变，均应包含在本发明的保护范围之类。

Claims (2)

1.一种抗渗活性粉末混凝土，其特征在于抗渗活性粉末混凝土由下列重量份的原料组成：水泥1份、石英砂0.9份、硅灰0.35份、硅微粉0.35份、石英粉0.20份、减水剂0.015份、钢纤维0.7～1.3份、聚丙烯纤维0.0033～0.0066份和水0.28份；
所述水泥，为标号P.O42.5或P.052.5普通硅酸盐水泥；
所述石英砂，粒径范围为0.4～0.6 mm，SiO2质量百分比含量≥99.6%；
所述石英粉，粒径范围为15～60 μm之间，SiO2质量百分比≥99%；
所述硅灰，白灰色细粉末颗粒，密度为2.223 g/cm3，颗粒大小为<2 μm，平均粒径0.31μm，比表面积，SiO2质量百分比≥75%；
所述硅微粉，颗粒大小左右，SiO2质量百分比≥97%；
所述减水剂为高性能聚羧酸减水剂，减水率≥25%；
所述钢纤维为镀铜光面平直钢纤维，长度12～15 mm，直径0.18～0.23 mm，抗拉强度在2300 MPa以上；
所述聚丙烯纤维，光量直径为22～44 μm，抗拉强度≥440 Mpa。
2.根据权利要求1所述的抗渗活性粉末混凝土的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）将0.9公斤石英砂、1公斤水泥、0.20公斤石英粉、0.35公斤硅灰、0.35公斤硅微粉倒入强制式搅拌机中，将0.7～1.3公斤钢纤维用合适的钢筛在搅拌过程中多次筛入混合材料，并将0.0033～0.0066公斤聚丙烯纤维分批倒入搅拌机内，干料先预拌4分钟，充分混合固体物料；
（2）在步骤（1）所得物中加入0.28公斤水和0.015公斤减水剂，将减水剂融入水中缓慢倒入，搅拌5～8分钟，充分搅拌均匀，最后将搅拌好的混凝土浇注在模具中，经过振捣、施加围压、抹平等工序，在室温下静置24小时成型；
（3）将步骤（2）所得物进行脱模，将脱模后的RPC试件用湿润的木屑覆盖，在室温下自然保湿养护28d，即得到抗渗活性粉末混凝土。
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