CN107500648A - 一种高强度活性粉末混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种高强度活性粉末混凝土及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107500648A
CN107500648A CN201710730901.XA CN201710730901A CN107500648A CN 107500648 A CN107500648 A CN 107500648A CN 201710730901 A CN201710730901 A CN 201710730901A CN 107500648 A CN107500648 A CN 107500648A
Authority
CN
China
Prior art keywords
high intensity
rpc
cement
flyash
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710730901.XA
Other languages
English (en)
Inventor
吴伟
汪艳明
宋凯
舒阳
成子昌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China MCC20 Group Corp Ltd
Shanghai Ershiye Construction Co Ltd
Original Assignee
China MCC20 Group Corp Ltd
Shanghai Ershiye Construction Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China MCC20 Group Corp Ltd, Shanghai Ershiye Construction Co Ltd filed Critical China MCC20 Group Corp Ltd
Priority to CN201710730901.XA priority Critical patent/CN107500648A/zh
Publication of CN107500648A publication Critical patent/CN107500648A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C04B28/04—Portland cements
    • 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
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高强度活性粉末混凝土及其制备方法，按每方用量，水泥730～810kg、粉煤灰150～220kg、硅粉160～220kg、石英砂或河砂920～1100kg、钢纤维80～120kg、高效减水剂30～36kg和水132～148kg。本发明具有高强度、高韧性、低孔隙率、高耐久性、环保、体积稳定、施工便利、节约材料、浇筑无需振捣等特征，可广泛应用于人行桥、沟盖板、钢结构楼板、无配筋空心板、桥梁、房屋建筑中，也可单独用于减轻结构自重降低成本；使用普通原材料、制备方法简单、在混凝土预制和现浇领域有广泛应用价值。

Description

一种高强度活性粉末混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土领域，特别涉及一种高强度活性粉末混凝土及其制备方法。
背景技术
随着国民经济的快速发展，混凝土的大范围使用，结构耐久性问题成为关注的重点。活性粉末混凝土一种高强度、高韧性、低孔隙率、高耐久性、环保、体积稳定、施工便利、节约材料、浇筑无需振捣的混凝土，它主要由水泥，粉煤灰、硅粉、石英石(河砂)、钢纤维、高效减水剂和水组成，材料的各种优越特性堪称是千年混凝土，为人类的环境保护和节能减排做出贡献。
近年来我国一些科研人员成功配制处200MPa活性粉末混凝土。目前，它已经应用在桥梁结构、铁路工程建筑工程、水利工程等多个领域。随着研究的不断深入和经济建设的发展，活性粉末混凝土应用前景广阔，完全可以在海洋工程、石油工程、核电工程、军事设施以及其他特殊结构工程中使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度活性粉末混凝土及其制备方法，该混凝土既能满足预制构件制作，又能满足现浇施工，辅以先进的自动化生产线制作工艺，材料具有自密实性、成型简单、材料市场采购方便、成本低廉、应用前景广阔能够被市场认可。
本发明提供了一种高强度活性粉末混凝土，由以下组分组成，按每方用量，水泥730～810kg、粉煤灰150～220kg、硅粉160～220kg、石英砂或河砂920～1100kg、钢纤维80～120kg、高效减水剂30～36kg和水132～148kg。
优选的，按每方用量，水泥786kg、硅粉197kg、粉煤灰157kg、石英砂1004kg、高效减水剂34kg、钢纤维80kg和水148kg。
所述水泥为42.5级普通硅酸盐或硅酸盐水泥。
所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
所述硅粉的比表面积≥20000m2/Kg。
所述石英砂的SiO2含量大于97％、含泥量不大于0.5％；所述河砂为粒径≤5mm的烘干河砂，含泥量不大于0.5％，不得含有泥块含量。石英砂分4个粒级，分别为粗粒径(1.0～0.63mm)、中粒径(0.63～0.315mm)、细粒径(0.315～0.16mm)、超细粒径(0.16mm以下)。
所述钢纤维直径0.18～0.24mm、长度12～14mm、抗拉强度不低于2850MPa。
所述高效减水剂为减水率不低于33％、硫酸钠含量不低于2％的聚羧酸系高效减水剂。
本发明又提供了一种高强度活性粉末混凝土的制备方法，包括：
(1)按配比，先将水泥、硅粉、粉煤灰以及石英砂或河砂倒入搅拌机内，干拌1～2min；加入溶有高效减水剂的一半用量的水，搅拌1～2min；倒入另一半用量的水，搅拌1～2min；最后掺入钢纤维，再搅拌1～2min；
(2)在搅拌机下料口设置斜坡(20°)中转卸料平台，卸料平台底部设置手动蝶阀分料器口将混凝土布料，卸料平台下设振捣器辅助下料(防止混凝土粘附卸料平台)；浇筑后的混凝土通过平台滚轮自动运输到振捣成型生产线，利用生产线两侧的振捣平台(5m间隔)进行振捣密实；振捣密实后的构件通过滚轮运输到构件静养区；
(3)构件静养4～6h后，采用蒸汽养护，养护过程分为升温、恒温、降温三个阶段：升温速率≤15℃，降温速度≤20℃，恒温温度控制在80±5℃，恒温养护时间不小于36h；撤除保温设施时，构件表面温度与环境温度之差不超过25℃。
(4)蒸汽养护后进行拆模，最后自然养护即可。
所述步骤(1)中的搅拌机为强制性立轴搅拌机。
所述步骤(2)中的振捣平台下设2～4台高频振捣器，振捣器对称布置。
所述步骤(4)中的拆模应注意不得损坏构件的外观且不得对构件的主体损伤。
所述步骤(4)中的自然养护具体为：构件脱模后按规格码放整齐，用叉车将成品转运至室外进行洒水养护，养护时间不少于7天。
成品构件性能检验使用多功能板材试验装置进行检验。对成批生产的构件应进行承载能力和抗裂性检验，承载力检验按0.1％抽检；抗裂性检验应按1％抽检。同一工艺生产条件下不足100件时，在每批中随机抽取一个构件进行检验。抗裂安全系数不得小于1.2，强度安全系数不得小于1.8。检验合格的构件准予出厂，不合格产品降级或做报废处理。
有益效果
(1)本发明通过最优级配合设计，具有高强度、高韧性、高耐久性、质量稳定、易于制造、外形美观、低孔隙率等特点。
其减少材料内部缺陷的具体措施包括：
①只用直径<lmm的石英砂作为细骨料，以在整体上消除内部结构的不均匀性；
②优选与活性组分相容性良好的减水剂，以降低水胶比(一般控制在不大于0.2)，提高水泥浆强度，同时减小用水量，大大降低空隙率；
③优化组分的级配，通过提高组分的细度，成型过程中对混凝土施加压力，使RPC内部达到最大填充密实度，将材料初始缺陷降至最低；
④掺入短细高强钢纤维.以提高韧性和体积稳定性；
⑤通过蒸汽养护手段来加速活性粉末的水化反应和改善微观结构，促进细骨料与活性粉末的反应，改善界面的粘结力；
⑥掺加钢纤维后明显提高了抗弯拉强度，同时可以获得所需要的高韧性和延性。
(2)本发明采用科学配置的配合比，在保留混凝土高强度和韧性的同时，降低了生产成本。掺加了粉煤灰替代了部分水泥用量，降低了原材料成本和水化热，给连续浇筑提供便利。使用了高效聚羧酸减水剂在确保拌合物工作性能的同时降低了用水量，节约了生产用水。采用蒸汽养护，缩短了养护成本，压缩了工期。
(3)本发明可广泛应用于人行桥、沟盖板、钢结构楼板、无配筋空心板、桥梁、房屋建筑中，也可单独用于减轻结构自重降低成本；材料施工中重量轻，有效降低主体结构荷载，并且可切割、开孔，现场安装简便；使用普通原材料、制备方法简单、在混凝土预制和现浇领域有广泛应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
以配置1m2高强度活性粉末混凝土铁路沟槽盖板为例，其中原材料组成为：水泥786kg、硅粉197kg、粉煤灰157kg、石英砂1004kg、高效减水剂34kg、水148kg、钢纤维80kg。
其中水泥为山东平阴山山水水泥有限公司生产的普通42.5水泥、硅粉为淄博三美硅材料有限公司生产的微硅粉(比表面积25300m2/Kg)、粉煤灰为山东邹县电厂生产的Ⅰ级粉煤灰、石英砂为山东泰安广源精制石英砂厂生产的石英砂(粗粒级为1.0～0.63mm30％、中粒径0.63～0.315mm30％、细粒径0.315～0.16mm30％、超细粒径0.16mm以下10％)、高效减水剂为津雍阳减水剂厂生产的S90型聚羧酸减水剂、钢纤维为天津市路桥建钢纤维工贸有限公司生产的镀铜钢纤维(直径0.21mm、长度13mm、抗拉强度3350MPa)、水为自来水。
高强度活性粉末混凝土的具体制作方法：
(1)先将水泥、硅粉、粉煤灰和石英砂倒入搅拌机内，干拌1.5min；加入溶有减水剂的一半用量的水，搅拌2min；倒入另一半用量的水，搅拌1.5min；最后掺入钢纤维，再搅拌2min。
(2)搅拌结束后，卸料至卸料平台，经现场测试混凝土坍落度≥180mm。用坡度20°的斜坡在搅拌机下料口中转卸料平台，配合手动蝶阀分料器口将混凝土布料均匀，浇筑后的混凝土通过平台滚轮自动运输到振捣成型生产线，利用生产线两侧5m间隔的振捣平台进行振捣密实；振捣密实后的构件通过滚轮运输到构件静养区静养4～6h后运至蒸汽养护房间蒸汽养护，养护过程分为升温、恒温、降温三个阶段，升温速率≤15℃，降温速度≤20℃，恒温温度控制在80±5℃，恒温养护时间不小于36h；撤除保温设施时，构件表面温度与环境温度之差不超过25℃；蒸汽养护结束后拆模、自然养护不少于7天，紧接着测试混凝土强度和承载力。对养护完成的混凝土试件进行强度测试，抗压强度达到177.2MPa，抗折强度24.9MPa。
实施例2
以配置1m2高强度活性粉末混凝土市政工程积水井盖为例，其中原材料组成为：水泥736kg、硅粉184kg、粉煤灰220kg、河砂1000kg、高效减水剂34kg、水148kg、钢纤维120kg。
其中水泥为山东榴园水泥有限公司生产的普通42.5水泥、硅粉为上海天恺硅粉材料有限公司生产的微硅粉(比表面积≥25300m2/Kg)、粉煤灰为山东邹县电厂生产的Ⅰ级粉煤灰、河砂为曲阜市防山乡大官庄石料厂生产的河砂(粒径≤5mm)、高效减水剂为津雍阳减水剂厂生产的S90型聚羧酸减水剂、钢纤维为天津市路桥建钢纤维工贸有限公司生产的镀铜钢纤维(直径0.21mm、长度13mm、抗拉强度3350MPa)、水为自来水。
高强度活性粉末混凝土的具体制作方法：
(1)先将水泥、硅粉、粉煤灰和石英砂倒入搅拌机内，干拌1.5min；加入溶有减水剂的一半用量的水，搅拌2min；倒入另一半用量的水，搅拌1.5min；最后掺入钢纤维，再搅拌2min。搅拌结束后，卸料至卸料平台，经现场测试混凝土坍落度≥180mm。
(2)用坡度20°的斜坡在搅拌机下料口中转卸料平台，配合手动蝶阀分料器口将混凝土布料均匀，浇筑后的混凝土通过平台滚轮自动运输到振捣成型生产线，利用生产线两侧5m间隔的振捣平台进行振捣密实；振捣密实后的构件通过滚轮运输到构件静养区静养4～6h后运至蒸汽养护房间蒸汽养护，养护过程分为升温、恒温、降温三个阶段，升温速率≤15℃，降温速度≤20℃，恒温温度控制在80±5℃，恒温养护时间不小于36h；撤除保温设施时，构件表面温度与环境温度之差不超过25℃；蒸汽养护结束后拆模、自然养护不少于7天，紧接着测试混凝土强度和承载力。对养护完成的混凝土试件进行强度测试，抗压强度达到155.2MPa，抗折强度26.1MPa。

Claims (10)

1.一种高强度活性粉末混凝土，其特征在于：由以下组分组成，按每方用量，水泥730～810kg、粉煤灰150～220kg、硅粉160～220kg、石英砂或河砂920～1100kg、钢纤维80～120kg、高效减水剂30～36kg和水132～148kg。
2.根据权利要求1所述的一种高强度活性粉末混凝土，其特征在于：所述水泥为42.5级普通硅酸盐或硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种高强度活性粉末混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
4.根据权利要求1所述的一种高强度活性粉末混凝土，其特征在于：所述硅粉的比表面积≥20000m2/Kg。
5.根据权利要求1所述的一种高强度活性粉末混凝土，其特征在于：所述石英砂的SiO2含量大于97％、含泥量不大于0.5％；所述河砂为粒径≤5mm的烘干河砂，含泥量不大于0.5％。
6.根据权利要求1所述的一种高强度活性粉末混凝土，其特征在于：所述钢纤维直径0.18～0.24mm、长度12～14mm、抗拉强度不低于2850MPa。
7.根据权利要求1所述的一种高强度活性粉末混凝土，其特征在于：所述高效减水剂为减水率不低于33％、硫酸钠含量不低于2％的聚羧酸系高效减水剂。
8.一种如权利要求1所述的高强度活性粉末混凝土的制备方法，包括：
(1)按配比，先将水泥、硅粉、粉煤灰以及石英砂或河砂倒入搅拌机内，干拌1～2min；加入溶有高效减水剂的一半用量的水，搅拌1～2min；倒入另一半用量的水，搅拌1～2min；最后掺入钢纤维，再搅拌1～2min；
(2)在搅拌机下料口设置斜坡中转卸料平台，卸料平台底部设置手动蝶阀分料器口将混凝土布料，卸料平台下设振捣器辅助下料；浇筑后的混凝土通过平台滚轮自动运输到振捣成型生产线，利用生产线两侧的振捣平台进行振捣密实；振捣密实后的构件通过滚轮运输到构件静养区；
(3)构件静养4～6h后，采用蒸汽养护，养护过程分为升温、恒温、降温三个阶段：升温速率≤15℃，降温速度≤20℃，恒温温度控制在80±5℃，恒温养护时间不小于36h；撤除保温设施时，构件表面温度与环境温度之差不超过25℃。
(4)蒸汽养护后进行拆模，最后自然养护即可。
9.根据权利要求8所述的一种高强度活性粉末混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的搅拌机为强制性立轴搅拌机。
10.根据权利要求8所述的一种高强度活性粉末混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的振捣平台下设2～4台高频振捣器，振捣器对称布置。
CN201710730901.XA 2017-08-23 2017-08-23 一种高强度活性粉末混凝土及其制备方法 Pending CN107500648A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710730901.XA CN107500648A (zh) 2017-08-23 2017-08-23 一种高强度活性粉末混凝土及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710730901.XA CN107500648A (zh) 2017-08-23 2017-08-23 一种高强度活性粉末混凝土及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107500648A true CN107500648A (zh) 2017-12-22

Family

ID=60691579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710730901.XA Pending CN107500648A (zh) 2017-08-23 2017-08-23 一种高强度活性粉末混凝土及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107500648A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108249861A (zh) * 2018-02-07 2018-07-06 汝州郑铁三佳水泥制品有限公司 一种高速铁路活性粉末混凝土预制构件及其制备方法
CN110156420A (zh) * 2019-04-28 2019-08-23 南通昆腾新材料科技有限公司 一种钢屑混合型高强度混凝土及其制备方法
CN110627442A (zh) * 2019-10-14 2019-12-31 北京工业大学 纤维网格增强混杂纤维高强和高延性水泥基复合材料检查井井盖及制备
CN111348871A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 西南科技大学 一种高钛矿渣砂活性粉末混凝土及其制备方法
CN112456905A (zh) * 2020-11-27 2021-03-09 桂林理工大学 用河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101486554A (zh) * 2009-02-20 2009-07-22 武汉理工大学 一种低成本活性粉末混凝土及其制备方法
CN102320789A (zh) * 2011-08-29 2012-01-18 四川西南交大铁路发展有限公司 高强活性粉末混凝土及制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101486554A (zh) * 2009-02-20 2009-07-22 武汉理工大学 一种低成本活性粉末混凝土及其制备方法
CN102320789A (zh) * 2011-08-29 2012-01-18 四川西南交大铁路发展有限公司 高强活性粉末混凝土及制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108249861A (zh) * 2018-02-07 2018-07-06 汝州郑铁三佳水泥制品有限公司 一种高速铁路活性粉末混凝土预制构件及其制备方法
CN111348871A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 西南科技大学 一种高钛矿渣砂活性粉末混凝土及其制备方法
CN110156420A (zh) * 2019-04-28 2019-08-23 南通昆腾新材料科技有限公司 一种钢屑混合型高强度混凝土及其制备方法
CN110627442A (zh) * 2019-10-14 2019-12-31 北京工业大学 纤维网格增强混杂纤维高强和高延性水泥基复合材料检查井井盖及制备
CN110627442B (zh) * 2019-10-14 2022-03-08 北京工业大学 纤维网格增强混杂纤维高强和高延性水泥基复合材料检查井井盖及制备
CN112456905A (zh) * 2020-11-27 2021-03-09 桂林理工大学 用河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Patel et al. Enhancement of the properties of ground granulated blast furnace slag based self compacting geopolymer concrete by incorporating rice husk ash
Subaşı et al. Utilizing of waste ceramic powders as filler material in self-consolidating concrete
CN107500648A (zh) 一种高强度活性粉末混凝土及其制备方法
EP0042935B2 (en) Shaped article and composite material and method for producing same
CN106747128B (zh) 一种大流态高强无收缩灌浆料及其制备方法
CN110776289B (zh) 一种轻质高强陶粒混凝土及其制备方法和应用
Li et al. Investigation of the bond strength and microstructure of the interfacial transition zone between cement paste and aggregate modified by Bayer red mud
CN107098657A (zh) 用纳米材料增强的功能梯度水泥基复合材料及其制备方法
US20220144700A1 (en) High strength coral concrete and preparation method thereof
CN106946520A (zh) 一种含玄武岩粗骨料的超高性能混凝土及其制备方法
CN107244854A (zh) 一种级配砂高强活性粉末混凝土及其制备方法
CN109608068A (zh) 一种胶凝材料、混凝土预制件及混凝土预制件的制备方法
CN109608124A (zh) 自密实混凝土及其制备方法和应用
CN105753410B (zh) 一种湿磨工艺制备高抗渗混凝土材料的方法
CN106587788A (zh) 一种低水泥用量自密实混凝土及其制备方法
CN104386969B (zh) 一种高强高耐久性轻骨料混凝土及其制备方法
CN105016671B (zh) 一种超流态自密实混凝土及其制备方法
CN102887716A (zh) 自密实耐火混凝土
Barbero-Barrera et al. Influence of the addition of waste graphite powder on the physical and microstructural performance of hydraulic lime pastes
Zheng et al. Evaluating feasibility of using sea water curing for green artificial reef concrete
CN107879681A (zh) 一种混凝土浆料、碱激发轻质橡胶再生混凝土及其制备方法
WO2023241542A1 (zh) 一种磷石膏基生态水泥泡沫轻质土及其制备方法
CN112321231A (zh) 一种聚合物复合流动型疏浚淤泥固化土配方及其制备方法
Luo et al. Experimental study on the early-age properties of cement pastes with recycled brick powder
CN111253127A (zh) 一种c30碳纤维碎砖再生混凝土及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171222