[發明專利]施工現場養護條件下200MPa級防爆裂活性粉末混凝土及其制備方法

有效

• 申請號: 201610298231.4
• 申請日: 2016-05-06
• 公開（公告）號: CN105948649B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 閆凱;張鑫;張國強;賈強
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B16/06;C04B14/48;C04B111/34
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 董潔

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，具體涉及的是一種施工現場養護條件下(環境溫度大于20℃，撒水養護)200MPa級防爆裂活性粉末混凝土及其制備方法。

背景技術

活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，簡稱RPC)是一種新型水泥基復合材料。RPC200的理論強度應達到120～230MPa，按照目前現有配合比配制時，需采用70～90℃高溫蒸汽養護才能保證其強度大于120MPa。施工現場因沒有高溫蒸汽養護條件，采用現有配合比制備的RPC200的強度僅為100MPa，且在較大溫差或高溫下易于爆裂，嚴重制約了RPC200在工程中的廣泛應用。

現有研究成果和文獻中，給出了RPC200制備時的配合比，對RPC200配置技術和性能研究起到積極作用。按現有研究成果和文獻的配合比制備RPC200時，需采用高溫蒸汽養護或者80～95℃的溫水中養護，不適合施工現場澆筑和養護。按現有配合比制備的RPC200在施工現場養護條件下(環境溫度大于20℃，撒水養護)，RPC200的強度僅為100MPa，沒有達到RPC200的理論強度，且內部凝膠體水化不完全，極易高溫爆裂，爆裂將導致構件截面尺寸減小，內部溫度驟升和材料性能衰退，嚴重時導致結構毀損和倒塌。對于RPC200，一方面，制備時為使強度大于120MPa，需高溫和蒸汽養護，僅適用于預制件廠預制構件，且消耗大量能源；另一方面，按照現有配合比在施工現場澆筑和養護條件下的RPC200強度為100MPa，目前高強混凝土在施工現場澆筑和養護條件下的強度同樣可以達到100MPa，與高強混凝土相比，按現有配合比在施工現場澆筑和養護的RPC200無明顯優勢，且造價較高。雖然申請號為200910310966.4的中國專利《免蒸養活性粉末混凝土》公開了RPC在制備過程中無需高溫蒸汽養護，其抗壓強度最高能達到130MPa，但是其在無高溫蒸汽養護下只注重了抗壓強度，而沒有考慮到在較大溫差和火災時RPC的防爆裂性能。

基于上述現有技術，亟需研制適用于粗放簡易條件的施工現場養護條件的防爆裂RPC200及其配置方法。

發明內容

本發明針對目前在施工現場澆筑和養護條件下RPC200的強度僅為100MPa，小于理論值120MPa，且極易爆裂等問題，創造性地通過提高活性微粉末及早強劑的性能和摻量、優化配合比、復摻鋼纖維和聚丙烯纖維的方法，提高RPC200在施工現場澆筑和養護條件下的強度和抗爆裂性能，提出本發明。

本發明采用的技術方案如下：

本發明的施工現場養護條件下200MPa級防爆裂活性粉末混凝土的特點是由普通硅酸鹽水泥、改性硅灰、磨細礦渣、石英砂、早強型聚羧酸高效減水劑、鋼纖維、聚丙烯纖維和水等按照一定配合比攪拌而成，具體是由以下重量份的組分制成：

水泥1份，改性硅灰0.25～0.35份，磨細礦渣0.15～0.35份，石英砂1.0～1.5份，聚羧酸減水劑0.030～0.040份，鋼纖維0.15～0.25份，聚丙烯纖維0.00175～0.003份，水0.20～0.25份。

本發明的防爆裂RPC200在施工現場養護條件下(環境溫度大于20℃，撒水養護)的抗壓強度大于135MPa，抗折強度大于22MPa，彈性模量大于50GPa。

優選的，施工現場養護條件下200MPa級防爆裂活性粉末混凝土是由以下重量份的組分制成：水泥1份，改性硅灰0.30份，磨細礦渣0.20份，石英砂1.5份，聚羧酸減水劑0.0375份，鋼纖維0.20份，聚丙烯纖維0.0025份，水0.20份。

優選的，水泥為P.O52.5級普通硅酸鹽水泥。經過大量實驗驗證，采用此級配的水泥，使得最終得到的活性粉末混凝土的整體性能優異。

優選的，改性硅灰的粒徑為0.1～0.3μm(進一步優選為0.2μm)，比表面積應大于15000m²/kg，7天活性指數應大于110％。經過大量實驗驗證，采用此級配的改性硅灰，使得最終得到的活性粉末混凝土的整體性能優異。

優選的，磨細礦渣的比表面積應大于600m²/kg，28天活性指數應大于115％。經過大量實驗驗證，采用此級配的磨細礦渣，使得最終得到的活性粉末混凝土的整體性能優異。