CN109437766A - 一种适用于道桥工程的活性粉末混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适用于道桥工程的活性粉末混凝土，属于建筑材料技术领域。所述活性粉末混凝土由以下重量份的原料组成：水泥60‑75份、石英砂40‑50份、硅灰12‑15份、钢纤维8‑15份、聚羧酸减水剂1.5‑2.5份、膨胀剂2‑3份、钢渣微粉4‑6份、三乙醇胺1‑1.5份、水18‑20份、缓凝剂0.8‑1.2份。本发明制备的活性粉末混凝土可控性好、经济性好且无收缩开裂，具有良好的抗折强度和抗压强度，同时有效的解决钢渣的高附加值利用问题，具有良好的实际应用之价值。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种适用于道桥工程的活性粉末混凝土。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
随着道桥工程技术的不断进步，在建筑材料领域对混凝土的要求越来越高。活性粉末混凝土作为一种新型的建筑材料，具有超高强和高韧性以及高耐久性等优异的性能，在短短十几年的发展中被应用到排水工程、桥梁工程等工程技术领域，发挥了常规混凝土难以替代的效用。活性粉末混凝土主要是以水泥为胶凝材料，硅灰、石英砂、掺合料、钢纤维以及外加剂按照最紧密堆积理论配制而成。活性粉末混凝土由于胶凝材料用量较大以及大量使用超细填料、细集料，存在着施工困难、收缩开裂率高且难以控制以及产品标准化程度低等问题。
钢渣是在炼钢过程中形成的造渣材料，排放量约占钢产量的15％～20％，长期以来是我国冶金行业环境污染的一大公害。随着工业技术装备的提高，钢渣经过热闷、除铁、粉磨等复杂工艺，钢渣微粉已经实现工业化生产，并且已经应用于建筑材料领域，但总体利用率较低，产品附加值不高。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种适用于道桥工程的活性粉末混凝土材料。本发明制备的活性粉末混凝土有效的利用了冶金行业的工业废渣，具有可控性好、经济性好且无收缩开裂，同时具有良好的抗折强度和抗压强度，是一种绿色新型建材产品，具有良好的实际应用之价值。
本发明的目的之一是提供一种适用于道桥工程的活性粉末混凝土材料。
本发明的目的之二是提供上述活性粉末混凝土材料的制备方法。
本发明的目的之三是提供上述活性粉末混凝土材料的应用。
为实现上述发明目的，具体的，本发明公开了以下技术方案：
本发明的第一个方面，公开了一种适用于道桥工程的活性粉末混凝土材料，所述活性粉末混凝土由以下重量份的原料组成：
水泥60-75份、石英砂40-50份、硅灰12-15份、钢纤维8-15份、聚羧酸减水剂1.5-2.5份、膨胀剂2-3份、钢渣微粉4-6份、三乙醇胺1-1.5份、水18-20份、缓凝剂0.8-1.2份；
其中，
所述水泥为普通硅酸盐水泥，进一步优选为P·O42.5水泥；
所述石英砂的粒径范围控制在0.6-1.0mm之间，其中，0.6～0.8mm粒级石英砂与0.8～1.0mm粒级石英砂的质量比为1∶2～3(优选为1∶2.5)；
所述硅灰为硅铁冶炼或工业硅生产的副产品，平均粒径为0.1～0.2μm，比表面积为15～25m2/g；
所述钢纤维直径为0.18-0.25mm，长度10-15mm；
所述聚羧酸高效减水剂，减水率高于30％；
所述膨胀剂为市售水泥膨胀剂，优选为硫铝酸钙类膨胀剂；
所述钢渣微粉为经热闷、除铁、磨细后的钢渣微粉，所述钢渣微粉粒径为15-45μm；
所述缓凝剂为无机缓凝剂，进一步优选为偏磷酸盐类缓凝剂。
进一步的，所述活性粉末混凝土由以下重量份的原料组成：水泥70份、石英砂40份、硅灰13份、钢纤维10份、聚羧酸减水剂1.5份、膨胀剂2份、钢渣微粉5份、三乙醇胺1份、水19份、缓凝剂0.9份。
本发明的第二个方面，提供上述活性粉末混凝土材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、将水泥、石英砂、硅灰和钢渣微粉按比例混合进行混磨处理得固体掺合料，使固体颗粒充分混合，颗粒级配进一步自然优化；
S2、将三乙醇胺、膨胀剂、聚羧酸减水剂与水按比例于室温下充分混合得混合液；
S3、将钢纤维材料和步骤S2制得的混合液加入步骤S1制得的固体掺合料中，室温下拌合均匀。
优选的，所述步骤S1中，
钢渣微粉的制备方法为：将经过热闷处理并陈化至少6个月的块状钢渣破碎至3mm以下，进行除铁；然后进行磨细处理，最后进行分级选粉，得到满足细度要求的钢渣微粉；
石英砂的制备将石英砂于球磨机中制备细度为0.6-1.0mm之间粉末，分选得到相应细度的石英砂粉；
混磨处理具体方法为：采用球磨机混磨处理15-20min，从而将不同粒径、不同易磨性的矿物材料混合均匀，并能起到一定的级配优化效果；处理时间多短，则混合均匀度不佳，处理时间过长，则容易产生过粉磨和团聚现象；
优选的，所述步骤S3中，采用搅拌机进行拌合，转速控制在500-800转/min；
优选的，所述制备方法还包括成型、养护；所述养护具体方法包括：将成型后的混凝土材料覆膜进行蒸汽养护24h，然后拆模进行热水90±5℃养护7d，然后室温高湿养护至28d，即得活性粉末混凝土材料。
本发明的第三个方面，提供上述活性粉末混凝土材料在道桥工程领域中的应用。
与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：
本发明的制备得到的活性粉末混凝土材料，通过合理调配各配比材料，有效填充水泥颗粒间的孔隙，同时与水化物生成凝胶体，降低材料水化热从而减缓收缩，有效改善活性粉末混凝土的整体性能，从而明显改善活性粉末混凝土的抗压、抗折、抗裂、抗冲击以及耐磨性，提高混凝土的力学性能，提高混凝土的使用寿命，同时，以磨细并分选的钢渣微粉作为超细掺合料制备适用于道桥工程的活性粉末混凝土，一方面有效的解决钢渣的高附加值利用问题，使钢渣得到再生循环利用，另一方面丰富了活性粉末混凝土材料的种类，为进一步探索经济型高性能混凝土材料制备提供了可行性方案。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
结合具体实例对本发明作进一步的说明，以下实例仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。如果实施例中未注明的实验具体条件，通常按照常规条件，或按照销售公司所推荐的条件；在本发明没有特别限定，均可通过商业途径购买得到。
正如背景技术所介绍的，现有技术中，活性粉末混凝土由于胶凝材料用量较大以及大量使用超细填料、细集料，存在着施工困难、收缩开裂率高且难以控制以及产品标准化程度低等问题。
有鉴于此，本发明的一种具体实施方式中，提供一种适用于道桥工程的活性粉末混凝土材料，所述活性粉末混凝土由以下重量份的原料组成：
水泥60-75份、石英砂40-50份、硅灰12-15份、钢纤维8-15份、聚羧酸减水剂1.5-2.5份、膨胀剂2-3份、钢渣微粉4-6份、三乙醇胺1-1.5份、水18-20份、缓凝剂0.8-1.2份；
本发明的又一具体实施方式中，所述水泥为普通硅酸盐水泥，进一步优选为P·O42.5水泥；该型号水泥强度适中，且有利于成本的控制；
本发明的又一具体实施方式中，所述石英砂的粒径范围控制在0.6-1.0mm之间，其中，0.6～0.8mm粒级石英砂与0.8～1.0mm粒级石英砂的质量比为1∶2～3(优选为1∶2.5)；石英砂作为活性粉末混凝土的细骨料成分，对活性粉末混凝土整体性能具有显著影响。使用上述用量和级配关系的石英砂，有利于形成较为紧实填充的搭接骨架，提高混凝土的强度；
本发明的又一具体实施方式中，所述硅灰为硅铁冶炼或工业硅生产的副产品，平均粒径为0.1～0.2μm，比表面积为15～25m2/g；硅灰的引入可以显著提高混凝土的电阻率，降低混凝土的抗氯离子渗透性，有利于提高混凝土早期强度；然而，掺入硅灰需水量大，对混凝土的工作性能不利；同时，活性粉末混凝土本身即采用较低的水胶比，同时剔除粗骨料，使其早期收缩远远大于同条件养护的普通混凝土，进而导致最终制备得到的活性粉末混凝土极易收缩开裂，产生裂缝，成为活性粉末混凝土领域难以克服的技术难题，本发明通过合理配比，引入一定粒度的钢渣微粉，从而实现了活性粉末混凝土性能的综合提高；
本发明的又一具体实施方式中，所述钢纤维直径为0.18-0.25mm，长度10-15mm；通过加入一定比例的钢纤维，能够有效提高混凝土的强度与韧性，从而提高混凝土的力学性能；
本发明的又一具体实施方式中，所述聚羧酸高效减水剂，减水率高于30％；其能够提供缓凝性能、保水性能；
本发明的又一具体实施方式中，所述膨胀剂为市售水泥膨胀剂，优选为硫铝酸钙类膨胀剂；加入适宜掺量的硫铝酸钙类膨胀剂有利于抑制混凝土收缩作用，减缓裂缝的产生；
本发明的又一具体实施方式中，所述钢渣微粉为经热闷、除铁、磨细后的钢渣微粉，所述钢渣微粉粒径为15-45μm；本发明使用的钢渣微粉由于其早期化学活性较低，且含有较大部分的非活性成分，能够有效的填充材料的堆积空隙，并起到较好的降低材料水化热以及减缓收缩的效果，改善活性粉末混凝土材料的整体性能；
本发明的又一具体实施方式中，所述缓凝剂为无机缓凝剂，进一步优选为偏磷酸盐类缓凝剂。偏磷酸盐类缓凝剂对混凝土有显著的早强、增效效果，能全面改善和提高混凝土的物理力学性能，在保持强度相同时可节约水泥。
本发明的又一具体实施方式中，所述活性粉末混凝土由以下重量份的原料组成：水泥70份、石英砂40份、硅灰13份、钢纤维10份、聚羧酸减水剂1.5份、膨胀剂2份、钢渣微粉5份、三乙醇胺1份、水19份、缓凝剂0.9份。
本发明的制备得到的活性粉末混凝土材料，通过合理调配各配比材料，有效调整硬化时间，减少混凝土因硬化过快导致开裂现象的发生；同时，通过控制水化热作用，使得混凝土内部温度上升速度趋缓，减缓了活性粉末混凝土内外温差较大产生的温度裂缝的情况；同时，明显改善混凝土内部流动性，使得活性粉末混凝土内部密度更为均匀，在保证混凝土力学强度的同时，提高抗裂性能。
本发明的又一具体实施方式中，提供上述活性粉末混凝土材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、将水泥、石英砂、硅灰和钢渣微粉按比例混合进行混磨处理得固体掺合料，使固体颗粒充分混合，颗粒级配进一步自然优化；
S2、将三乙醇胺、膨胀剂、聚羧酸减水剂与水按比例于室温下充分混合得混合液；
S3、将钢纤维材料和步骤S2制得的混合液加入步骤S1制得的固体掺合料中，室温下拌合均匀。
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S1中，
钢渣微粉的制备方法为：将经过热闷处理并陈化至少6个月的块状钢渣破碎至3mm以下，进行除铁；然后进行磨细处理，最后进行分级选粉，得到满足细度要求的钢渣微粉；
磨细处理工艺采用棒磨机、立式磨机或球磨机等；制备过程中要注意防止过粉磨现象，材料出现大量过粉磨对于配制RPC混凝土不利。
本发明的又一具体实施方式中，石英砂的制备将石英砂于球磨机中制备细度为0.6-1.0mm之间粉末，分选得到相应细度的石英砂粉；
本发明的又一具体实施方式中，混磨处理具体方法为：采用球磨机混磨处理15-20min，从而将不同粒径、不同易磨性的矿物材料混合均匀，并能起到一定的级配优化效果；处理时间多短，则混合均匀度不佳，处理时间过长，则容易产生过粉磨和团聚现象；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S3中，采用搅拌机进行拌合，转速控制在500-800转/min；采用上述转速，有利于在较短时间内使拌合料拌合均匀。
本发明的又一具体实施方式中，所述制备方法还包括成型、养护；所述养护具体方法包括：将成型后的混凝土材料覆膜进行蒸汽养护24h，然后拆模进行热水90±5℃养护7d，然后室温高湿养护至28d，即得活性粉末混凝土材料。
本发明的又一具体实施方式中，提供上述活性粉末混凝土材料在道桥工程领域中的应用。
下面结合具体实施例和实验例对本发明技术方案做进一步阐述。
实施例1
一种活性粉末混凝土材料，按重量份计由以下组分制成：
水泥70份、石英砂40份、硅灰13份、钢纤维10份、聚羧酸减水剂1.5份、膨胀剂2份、钢渣微粉5份、三乙醇胺1份、水19份、缓凝剂0.9份。
其中，水泥为P·O42.5水泥；
所述石英砂的粒径范围控制在0.6-1.0mm之间，其中，0.6～0.8mm粒级石英砂与0.8～1.0mm粒级石英砂的质量比为1∶2.5；
所述硅灰为硅铁冶炼或工业硅生产的副产品，平均粒径为0.1～0.2μm，比表面积为15～25m2/g；
所述钢纤维直径为0.18-0.25mm，长度10-15mm；
所述聚羧酸高效减水剂，减水率高于30％；
所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂；
所述钢渣微粉为经热闷、除铁、磨细后的钢渣微粉，所述钢渣微粉粒径为15-45μm；
所述缓凝剂偏磷酸盐类缓凝剂。
所述制备方法包括如下步骤：
S1、将水泥、石英砂、硅灰和钢渣微粉按比例混合置于球磨机中混磨处理20min得固体掺合料；
S2、将三乙醇胺、膨胀剂、聚羧酸减水剂与水按比例于室温下充分混合得混合液；
S3、将钢纤维材料和步骤S2制得的混合液加入步骤S1制得的固体掺合料中，室温下在转速500转/min搅拌机拌合均匀，得到活性粉末混凝土材料，将混凝土材料进行成型，然后覆膜将材料进行蒸汽养护24h，然后拆模进行热水90℃±5℃养护7d，然后室温高湿养护至28d，制备活性粉末混凝土材料。
实施例2
一种活性粉末混凝土材料，按重量份计由以下组分制成：
水泥65份、石英砂45份、硅灰12份、钢纤维10份、聚羧酸减水剂2份、膨胀剂2份、钢渣微粉4份、三乙醇胺1份、水20份、缓凝剂1.2份。
其中，水泥为P·O42.5水泥；
所述石英砂的粒径范围控制在0.6-1.0mm之间，其中，0.6～0.8mm粒级石英砂与0.8～1.0mm粒级石英砂的质量比为1∶2；
所述硅灰为硅铁冶炼或工业硅生产的副产品，平均粒径为0.1～0.2μm，比表面积为15～25m2/g；
所述钢纤维直径为0.18-0.25mm，长度10-15mm；
所述聚羧酸高效减水剂，减水率高于30％；
所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂；
所述钢渣微粉为经热闷、除铁、磨细后的钢渣微粉，所述钢渣微粉粒径为15-45μm；
所述缓凝剂偏磷酸盐类缓凝剂。
所述制备方法包括如下步骤：
S1、将水泥、石英砂、硅灰和钢渣微粉按比例混合置于球磨机中混磨处理20min得固体掺合料；
S2、将三乙醇胺、膨胀剂、聚羧酸减水剂与水按比例于室温下充分混合得混合液；
S3、将钢纤维材料和步骤S2制得的混合液加入步骤S1制得的固体掺合料中，室温下在转速500转/min搅拌机拌合均匀，得到活性粉末混凝土材料，将混凝土材料进行成型，然后覆膜将材料进行蒸汽养护24h，然后拆模进行热水90℃±5℃养护7d，然后室温高湿养护至28d，制备活性粉末混凝土材料。
实施例3
一种活性粉末混凝土材料，按重量份计由以下组分制成：
水泥73份、石英砂48份、硅灰14份、钢纤维13份、聚羧酸减水剂2份、膨胀剂3份、钢渣微粉6份、三乙醇胺1份、水20份、缓凝剂0.8份。
其中，水泥为P·O42.5水泥；
所述石英砂的粒径范围控制在0.6-1.0mm之间，其中，0.6～0.8mm粒级石英砂与0.8～1.0mm粒级石英砂的质量比为1∶3；
所述硅灰为硅铁冶炼或工业硅生产的副产品，平均粒径为0.1～0.2μm，比表面积为15～25m2/g；
所述钢纤维直径为0.18-0.25mm，长度10-15mm；
所述聚羧酸高效减水剂，减水率高于30％；
所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂；
所述钢渣微粉为经热闷、除铁、磨细后的钢渣微粉，所述钢渣微粉粒径为15-45μm；
所述缓凝剂偏磷酸盐类缓凝剂。
所述制备方法包括如下步骤：
S1、将水泥、石英砂、硅灰和钢渣微粉按比例混合置于球磨机中混磨处理20min得固体掺合料；
S2、将三乙醇胺、膨胀剂、聚羧酸减水剂与水按比例于室温下充分混合得混合液；
S3、将钢纤维材料和步骤S2制得的混合液加入步骤S1制得的固体掺合料中，室温下在转速500转/min搅拌机拌合均匀，得到活性粉末混凝土材料，将混凝土材料进行成型，然后覆膜将材料进行蒸汽养护24h，然后拆模进行热水90±5℃养护7d，然后室温高湿养护至28d，制备活性粉末混凝土材料。
实验例1
一种活性粉末混凝土材料，按重量份计由以下组分制成：
水泥55份、石英砂60份、硅灰20份、钢纤维6份、聚羧酸减水剂2份、膨胀剂4份、钢渣微粉8份、三乙醇胺0.8份、水22份、缓凝剂1份。
其中，水泥为P·O42.5水泥；
所述石英砂的粒径范围控制在0.6-1.0mm之间，其中，0.6～0.8mm粒级石英砂与0.8～1.0mm粒级石英砂的质量比为1∶2.5；
所述硅灰为硅铁冶炼或工业硅生产的副产品，平均粒径为0.1～0.2μm，比表面积为15～25m2/g；
所述钢纤维直径为0.18-0.25mm，长度10-15mm；
所述聚羧酸高效减水剂，减水率高于30％；
所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂；
所述钢渣微粉为经热闷、除铁、磨细后的钢渣微粉，所述钢渣微粉粒径为15-45μm；
所述缓凝剂偏磷酸盐类缓凝剂。
所述制备方法包括如下步骤：
S1、将水泥、石英砂、硅灰和钢渣微粉按比例混合置于球磨机中混磨处理20min得固体掺合料；
S2、将三乙醇胺、膨胀剂、聚羧酸减水剂与水按比例于室温下充分混合得混合液；
S3、将钢纤维材料和步骤S2制得的混合液加入步骤S1制得的固体掺合料中，室温下在转速500转/min搅拌机拌合均匀，得到活性粉末混凝土材料，将混凝土材料进行成型，然后覆膜将材料进行蒸汽养护24h，然后拆模进行热水90℃±5℃养护7d，然后室温高湿养护至28d，制备活性粉末混凝土材料。
实验例2
一种活性粉末混凝土材料，按重量份计由以下组分制成：
水泥70份、石英砂40份、硅灰13份、钢纤维10份、聚羧酸减水剂1.5份、膨胀剂2份、钢渣微粉5份、三乙醇胺1份、水19份、缓凝剂0.9份。
其中，水泥为P·O42.5水泥；
所述石英砂的粒径范围控制在0.6-1.0mm之间，其中，0.6～0.8mm粒级石英砂与0.8～1.0mm粒级石英砂的质量比为1∶1；
所述硅灰为硅铁冶炼或工业硅生产的副产品，平均粒径为0.1～0.2μm，比表面积为15～25m2/g；
所述钢纤维直径为0.18-0.25mm，长度10-15mm；
所述聚羧酸高效减水剂，减水率高于30％；
所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂；
所述钢渣微粉为经热闷、除铁、磨细后的钢渣微粉，所述钢渣微粉粒径为15-45μm；
所述缓凝剂偏磷酸盐类缓凝剂。
所述制备方法包括如下步骤：
S1、将水泥、石英砂、硅灰和钢渣微粉按比例混合置于球磨机中混磨处理20min得固体掺合料；
S2、将三乙醇胺、膨胀剂、聚羧酸减水剂与水按比例于室温下充分混合得混合液；
S3、将钢纤维材料和步骤S2制得的混合液加入步骤S1制得的固体掺合料中，室温下在转速500转/min搅拌机拌合均匀，得到活性粉末混凝土材料，将混凝土材料进行成型，然后覆膜将材料进行蒸汽养护24h，然后拆模进行热水90℃±5℃养护7d，然后室温高湿养护至28d，制备活性粉末混凝土材料。
实验例3
一种活性粉末混凝土材料，按重量份计由以下组分制成：
水泥55份、石英砂60份、硅灰20份、钢纤维6份、聚羧酸减水剂2份、膨胀剂4份、钢渣微粉8份、三乙醇胺0.8份、水22份、缓凝剂1份。
其中，水泥为P·O42.5水泥；
所述石英砂的粒径范围控制在0.6-1.0mm之间，其中，0.6～0.8mm粒级石英砂与0.8～1.0mm粒级石英砂的质量比为1∶2.5；
所述硅灰为硅铁冶炼或工业硅生产的副产品，平均粒径为0.1～0.2μm，比表面积为15～25m2/g；
所述钢纤维直径为0.18-0.25mm，长度10-15mm；
所述聚羧酸高效减水剂，减水率高于30％；
所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂；
所述钢渣微粉为经热闷、除铁、磨细后的钢渣微粉，所述钢渣微粉粒径为30-60μm；
所述缓凝剂偏磷酸盐类缓凝剂。
所述制备方法包括如下步骤：
S1、将水泥、石英砂、硅灰和钢渣微粉按比例混合置于球磨机中混磨处理20min得固体掺合料；
S2、将三乙醇胺、膨胀剂、聚羧酸减水剂与水按比例于室温下充分混合得混合液；
S3、将钢纤维材料和步骤S2制得的混合液加入步骤S1制得的固体掺合料中，室温下在转速500转/min搅拌机拌合均匀，得到活性粉末混凝土材料，将混凝土材料进行成型，然后覆膜将材料进行蒸汽养护24h，然后拆模进行热水90℃±5℃养护7d，然后室温高湿养护至28d，制备活性粉末混凝土材料。
实验例4
一种活性粉末混凝土材料，按重量份计由以下组分制成：
水泥70份、石英砂40份、硅灰13份、钢纤维10份、聚羧酸减水剂1.5份、膨胀剂2份、钢渣微粉5份、三乙醇胺1份、水19份、缓凝剂0.9份。
其中，水泥为P·O42.5水泥；
所述石英砂的粒径范围控制在0.6-1.0mm之间，其中，0.6～0.8mm粒级石英砂与0.8～1.0mm粒级石英砂的质量比为1∶2.5；
所述硅灰为硅铁冶炼或工业硅生产的副产品，平均粒径为0.1～0.2μm，比表面积为15～25m2/g；
所述钢纤维直径为0.18-0.25mm，长度10-15mm；
所述聚羧酸高效减水剂，减水率高于30％；
所述膨胀剂为氧化钙类膨胀剂；
所述钢渣微粉为经热闷、除铁、磨细后的钢渣微粉，所述钢渣微粉粒径为15-45μm；
所述缓凝剂偏磷酸盐类缓凝剂。
所述制备方法包括如下步骤：
S1、将水泥、石英砂、硅灰和钢渣微粉按比例混合置于球磨机中混磨处理20min得固体掺合料；
S2、将三乙醇胺、膨胀剂、聚羧酸减水剂与水按比例于室温下充分混合得混合液；
S3、将钢纤维材料和步骤S2制得的混合液加入步骤S1制得的固体掺合料中，室温下在转速500转/min搅拌机拌合均匀，得到活性粉末混凝土材料，将混凝土材料进行成型，然后覆膜将材料进行蒸汽养护24h，然后拆模进行热水90℃±5℃养护7d，然后室温高湿养护至28d，制备活性粉末混凝土材料。
效果验证
将实施例1-3以及实验例1-4制备的活性粉末混凝土性能采用如下方法进行测试：
(1)按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》测试活性粉末混凝土30min时的坍落度；
(2)按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中快速氯离子迁移系数法测试标准试块的氯离子渗透深度；
(3)按照GB/T50081-2016《普通混凝士力学性能试验方法标准》制作标准试块，并测量标准试块养护7d以及28d的抗折强度；
(4)按照GB/T50081-2016《普通混凝士力学性能试验方法标准》制作标准试块，并测量标准试块养护7d以及28d的抗压强度；
(5)按照GB/T50081-2016《普通混凝士力学性能试验方法标准》制作标准试块，计算混凝土浇注24h后测量得到单位面积的裂缝数目以及单位面积上的总开裂面积。
检测结果如下表1所示：
表1
由上表1可知，本发明各实施例制备得到的活性粉末混凝土各性能指标均显著优于各实验例，表明本发明活性粉末混凝土中各组分选择及配比对于活性粉末混凝土的最终性能产生决定性影响。
应注意的是，以上实例仅用于说明本发明的技术方案而非对其进行限制。尽管参照所给出的实例对本发明进行了详细说明，但是本领域的普通技术人员可根据需要对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种适用于道桥工程的活性粉末混凝土材料，其特征在于，所述活性粉末混凝土由以下重量份的原料组成：
水泥60-75份、石英砂40-50份、硅灰12-15份、钢纤维8-15份、聚羧酸减水剂1.5-2.5份、膨胀剂2-3份、钢渣微粉4-6份、三乙醇胺1-1.5份、水18-20份、缓凝剂0.8-1.2份。
2.如权利要求1所述的活性粉末混凝土，其特征在于，
所述水泥为普通硅酸盐水泥；
所述石英砂的粒径范围控制在0.6-1.0mm之间，其中，0.6～0.8mm粒级石英砂与0.8～1.0mm粒级石英砂的质量比为1：2～3；
所述硅灰平均粒径为0.1～0.2μm，比表面积为15～25m2/g；
所述钢纤维直径为0.18-0.25mm，长度10-15mm；
所述聚羧酸高效减水剂，减水率高于30％；
所述膨胀剂为市售水泥膨胀剂；
所述钢渣微粉为经热闷、除铁、磨细后的钢渣微粉，所述钢渣微粉粒径为15-45μm；
所述缓凝剂为无机缓凝剂。
3.如权利要求2所述的活性粉末混凝土，其特征在于，
所述水泥为P·O42.5水泥；
所述0.6～0.8mm粒级石英砂与0.8～1.0mm粒级石英砂的质量比为1：2.5；
所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂；
所述缓凝剂为偏磷酸盐类缓凝剂。
4.如权利要求1-3任一项所述的活性粉末混凝土，其特征在于，所述活性粉末混凝土由以下重量份的原料组成：水泥70份、石英砂40份、硅灰13份、钢纤维10份、聚羧酸减水剂1.5份、膨胀剂2份、钢渣微粉5份、三乙醇胺1份、水19份、缓凝剂0.9份。
5.权利要求1-4任一项所述活性粉末混凝土材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将水泥、石英砂、硅灰和钢渣微粉按比例混合进行混磨处理得固体掺合料；
S2、将三乙醇胺、膨胀剂、聚羧酸减水剂与水按比例于室温下充分混合得混合液；
S3、将钢纤维和步骤S2制得的混合液加入步骤S1制得的固体掺合料中，室温下拌合均匀。
6.如权利要求5所述的的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，
钢渣微粉的制备方法为：将经过热闷处理并陈化至少6个月的块状钢渣破碎至3mm以下，进行除铁；然后进行磨细处理，最后进行分级选粉，得到满足细度要求的钢渣微粉。
7.如权利要求5所述的的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，
石英砂的制备为：将石英砂于球磨机中制备细度为0.6-1.0mm之间粉末，分选得到相应细度的石英砂粉。
8.如权利要求5所述的的制备方法，其特征在于，
所述步骤S1中，混磨处理具体方法为：采用球磨机混磨处理15-20min；
所述步骤S3中，采用搅拌机进行拌合，转速控制在500-800转/min。
9.如权利要求5所述的的制备方法，其特征在于，
所述制备方法还包括成型、养护；所述养护具体方法包括：将成型后的混凝土材料覆膜进行蒸汽养护24h，然后拆模进行热水90±5℃养护7d，然后室温高湿养护至28d，即得活性粉末混凝土材料。
10.权利要求1-4任一项所述活性粉末混凝土材料和/或权利要求5-9任一项所述制备方法制备得到的活性粉末混凝土材料在道桥工程领域中的应用。
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Legal Events
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Denomination of invention: Reactive powder concrete suitable for road and Bridge Engineering Effective date of registration: 20220330 Granted publication date: 20210921 Pledgee: Qilu bank Limited by Share Ltd. Ji'nan science and technology innovation center sub branch Pledgor: SHANDONG HUAJIAN ENGINEERING DETECTION CO.,LTD. Registration number: Y2022980003432 |
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Date of cancellation: 20230327 Granted publication date: 20210921 Pledgee: Qilu bank Limited by Share Ltd. Ji'nan science and technology innovation center sub branch Pledgor: SHANDONG HUAJIAN ENGINEERING DETECTION CO.,LTD. Registration number: Y2022980003432 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Reactive Powder Concrete Suitable for Road and Bridge Engineering Effective date of registration: 20230329 Granted publication date: 20210921 Pledgee: Qilu bank Limited by Share Ltd. Ji'nan science and technology innovation center sub branch Pledgor: SHANDONG HUAJIAN ENGINEERING DETECTION CO.,LTD. Registration number: Y2023980036601 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20210921 Pledgee: Qilu bank Limited by Share Ltd. Ji'nan science and technology innovation center sub branch Pledgor: SHANDONG HUAJIAN ENGINEERING DETECTION CO.,LTD. Registration number: Y2023980036601 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Reactive Powder Concrete Suitable for Road and Bridge Engineering Granted publication date: 20210921 Pledgee: Qilu Bank Co.,Ltd. Jinan Science and Technology Innovation Financial Center Branch Pledgor: SHANDONG HUAJIAN ENGINEERING DETECTION CO.,LTD. Registration number: Y2024980010772 |