[發明專利]一種活性粉末混凝土及其制備方法

有效

• 申請號: 201410004703.1
• 申請日: 2014-01-02
• 公開（公告）號: CN103755279A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 楊克家;謝子令;李桅;李顯;王強
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B14/06;C04B14/48
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及建筑材料技術領域，尤其涉及一種活性粉末混凝土及其制備方法。

背景技術

水泥在當前建筑領域廣泛應用，也是用量最大的人造材料，改革開放以來，隨著經濟建設規模擴大，我國水泥工業得到較快的發展，水泥的產量已經連續多年居世界首位，。據有關部分統計，2012年我國水泥年產量已突破20億噸，約占全世界60%。傳統的硅酸鹽水泥利用石灰石、粘土等原料，經過兩磨一燒的生產工藝制備而成，其中煅燒溫度高達1450℃，生產過程中會排放大量的CO₂，消耗大量電力和煤炭，因此傳統硅酸鹽水泥的生產是一個高能耗、高資源消耗、高環境負荷的產業。當前我國碳排放居世界第一，環境不堪重負，給水泥工業的發展帶來嚴峻的挑戰。

活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete）是一種高強度、高韌性的新型混凝土材料。由于其強度高，在承載力相同的前提下可以大大減少材料用量，進而可以減少原材料生產，尤其是水泥生產對環境的不利影響。

活性粉末混凝土在實際工程中的應用，仍存在一些不便之處，1）價格高，傳統活性粉末混凝土中用量最大的骨料為不同粒徑的石英砂，石英砂的價格約2000元/噸，使得活性粉末混凝土成本遠高于普通混凝土；2）需要養護，活性粉末混凝土為了獲得超高強度，通常需要熱水養護或者蒸壓養護，這使得在實際工程中應用時現場需要特殊的養護設備，提高了施工成本；3）流動性不好，活性粉末混凝土水灰比較低，摻入鋼纖維后流動性更受影響，難以澆筑密實，這對混凝土現場澆筑造成了困難。

上述問題極大影響了活性粉末混凝土在實際工程中的應用，使得這一材料難以推廣。本發明所述活性粉末混凝土采用山砂替代石英砂，相對石英砂來說山砂成本可以忽略不計，降低了成本。

發明內容

本發明的目的在于解決活性粉末混凝土實際應用過程中存在的成本高、養護設施養護方法復雜、難以自密實等問題，提供一種成本低、工藝簡單，原材料來源廣泛的活性粉末混凝土配比；本發明同時提供了上述粉煤灰基地質聚合物的制備方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

本發明的活性粉末混凝土是由干粉相、水和增強纖維組成；其中，干粉相的組成按重量份計為：水泥75-85、硅灰24-28、山砂130-150、減水劑0.4-0.8；增強纖維為鋼纖維。

所述的活性粉末混凝土的組成按重量份計為：干粉相30-40、水1-5、增強纖維1-5。

優選為：干粉相34、水3、增強纖維2.6。

本發明的進一步設置在于，所述的水泥為425#普通硅酸鹽水泥其比表面積實測值約為316m²/kg，氯離子含量0.014%，燒失量≤5，3d抗壓強度平均值27.7Mpa，抗折強度5.7Mpa；28d抗壓強度55Mpa，抗折強度9.0Mpa，各組分、強度均滿足《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007規定。

本發明的進一步設置在于，所述硅灰為在冶煉硅鐵合金或工業硅時通過煙道排出的粉塵，經收集得到的以無定形二氧化硅為主要成分的粉體材料；SiO₂質量含量≥85%，比表面積≥15m²/g，活性指數≥105%（部分技術要求符合砂漿和混凝土用硅灰（GB/T27690～2011）要求）。

本發明的進一步設置在于，所述山砂為從實際工程施工現場獲取的中砂，不含貝殼類雜質，其最大粒徑不超過5mm，2mm級配篩篩余量占45.8%，1mm級配篩篩余量72.3%，0.5mm級配篩篩余量93.4%。

本發明的進一步設置在于，所述鋼纖維為WSF0213鍍銅微絲鋼纖維，其長度為13mm，直徑0.2-0.25mm，抗拉強度為2850Mpa，鋼纖維為光潔平直型，外層鍍銅。廠家執行標準YB/T151-1999，ASTMA820，EN14889。

本發明的進一步設置在于，所述減水劑為粉體狀高性能聚羧酸減水劑，為淡黃色粉末，其堆積密度為510±10kg/m³，常溫下pH值為9.0±0.5，氯離子含量≤0.1%，砂漿減水率≥20%，具體執行標準為JG/T223-2007、GB8076-2008。

所述活性粉末混凝土抗壓強度可進行標準化設計，通過調整減水劑、水和鋼纖維等組分的摻量可實現抗壓強度在100～120MPa的強度范圍混凝土的配置。

本發明還同時提供了活性粉末混凝土制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）按配比將水泥、硅灰、山砂在攪拌機中攪拌不小于5分鐘使其混合均勻，得到干粉相；