[發(fā)明專利]一種礦物聚合材料基活性粉末混凝土及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010133839.4
• 申請日: 2010-03-29
• 公開（公告）號: CN102001846A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 易忠來;李化建;譚鹽賓;謝永江;朱長華;馮仲偉;仲新華
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B28/08;B28C5/40;B28B11/24
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技術領域：

本發(fā)明屬于建筑材料領域，具體涉及一種低成本、含有大量工業(yè)廢料的活性粉末混凝土及其制備方法。

背景技術：

活性粉末混凝土是二十世紀九十年代初由法國的BOUYGUES科學部以Pierre?Richard為首的研究小組首先研究開發(fā)的一種新型超高強水泥基材料，這種材料由于其中粉末組分的活性和細度的增加而取名為活性粉末混凝土。它采用類似DSP材料的配制原理，但組成材料進一步合理化，因而它不同于普通鋼纖維混凝土(FRC)和高性能混凝土(HPC)，同時，又是DSP材料的進一步發(fā)展。RPC由密實填充的細顆粒混合料、超塑化劑和鋼纖維在低水膠比下拌合成流態(tài)漿體經(jīng)養(yǎng)護硬化而制成，隨組成、成型工藝及養(yǎng)護方法的不同，RPC可以具有200～800MPa的強度。

普通活性粉末混凝土的主要原材料是水泥、硅灰、石英粉、石英砂、鋼纖維、高效減水劑等，由于所使用的硅灰、石英粉、石英砂等原材料價格昂貴，導致活性粉末混凝土成本較高，阻礙了活性粉末混凝土的推廣的應用。

Geopolymer的概念最早是由法國學者Joseph?Davidovits于1978年提出的。后來Davidovits又進一步解釋說，Geopolymer可以認為是由地球化學作用或地質(zhì)合成作用而形成的礦物聚合物(Mineral?polymers)。其英文的同義詞還有Mineral?Polymer，Geopolymeric?materials，aluminosilicate?polymer，inorganic?Polymeric?materials等。Geopolymer在國內(nèi)翻譯為礦物聚合材料或地質(zhì)聚合物。自Joseph?Davidovits于1978年提出此概念后，國內(nèi)外對此礦物材料進行了一系列的研究，該材料的主要優(yōu)點包括：①具有高強度。Palomo等以煅燒高嶺石為主要原料，加入硅砂作為增強組分，制備出了抗壓強度達84.3MPa的地質(zhì)聚合物材料，而材料的固化時間僅24h。由Foder?A.J.等制備的碳纖維增強礦物聚合材料抗彎強度可達245MPa，抗拉強度327MPa，抗剪強度14MPa。在800℃下，可保持其63％的原始抗彎強度。墨爾本大學Hua?Xu和J.S.J.Van?Deventer對16種天然的硅酸鹽礦物制備礦物聚合材料進行了研究，結果表明，架狀構造和島狀構造硅酸鹽，并且鈣含量較高者形成的地質(zhì)聚合物抗壓強度最大。②具有良好的耐久性。與普通水泥相比，地質(zhì)聚合物在5％硫酸和鹽酸溶液中的分解率只有普通水泥的1/5～1/13。③滲透率與純硅酸鹽水泥凈漿相近，但要比粉煤灰水泥低了1個數(shù)量級。④在硬化過程中的線收縮率要比普通硅酸鹽水泥低得多，只有普通硅酸鹽水泥的1/5～1/8。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明基于活性粉末混凝土成本高的問題及礦物聚合材料可大量利用固體廢棄物的優(yōu)點，創(chuàng)造性的將礦物聚合材料的思想引入活性粉末混凝土的制備，提出本發(fā)明。

本發(fā)明的技術方案：一種礦物聚合材料基活性粉末混凝土，其特征在于：其組分包括膠凝材料、骨料、激發(fā)劑、水、減水劑、鋼纖維；活性粉末混凝土的配合比各組分的質(zhì)量比如下：

膠凝材料：1；

骨料：0.8-1.3；

激發(fā)劑：0.01-0.2；

水：0.1-0.3；

減水劑：0.005-0.07；

鋼纖維：0.01-0.25。

上述膠凝材料為水泥、粉煤灰、磨細礦渣粉、偏高嶺土、硅灰、鋼渣粉、磷渣粉、鋰渣粉之中的一種或二種以上的混合物。

上述骨料為石英砂、河砂、尾砂中的一種或河砂與尾砂的混合物。

上述激發(fā)劑為堿金屬硅酸鹽硅酸鈉或硅酸鉀和堿金屬氫氧化物氫氧化鈉或氫氧化鉀的混合物，模數(shù)為1.0-3.0，可以是固體，也可以是液體，當是液體時，折算成固體后考慮用量。

上述鋼纖維為鍍銅高強度圓截面纖維、波浪型、端鉤型鋼纖維中的一種；

上述的礦物聚合材料基活性粉末混凝土的制備方法，其制備工藝的步驟是：按配方稱量好膠凝材料、骨料、鋼纖維加入攪拌機中攪拌均勻，再將溶有激發(fā)劑和減水劑的拌合水加入攪拌機繼續(xù)攪拌，攪拌均勻后，倒出攪拌機，進行成型和養(yǎng)護后即可制的礦物聚合材料基活性粉末混凝土制品。

上述的礦物聚合材料基活性粉末混凝土的制備方法，所用的成型工藝可以采用振動成型或壓制成型中的一種。