【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新型rpc材料，尤其涉及一种机制砂活性粉末混凝土的制备方法。
技术介绍
1、活性粉末混凝土(rpc)是一种新型的超高性能混凝土，通过加热养护等工艺制作而成，其力学性能十分良好，可媲美钢材。rpc通过紧密堆砌理论，在制备过程中均采用细集料，有效地减少了混凝土内部的空隙，弥补了内部的缺陷，降低了混凝土的水胶比(w/b)，并通过加入钢纤维等材料，提升了rpc的韧性，获得了较高的混凝土力学性能。rpc具有重量轻、耐久性好、耐腐蚀性好和强度高等优点，在相同的承载力下，rpc所用的水泥量仅为普通混凝土的一半，因此同等量水泥生产过程中co2排放量也只有一半左右，符合建筑绿色发展的要求。与钢结构相比，rpc的成本低，耐火性、耐热性以及耐腐蚀性更好。因掺入了钢纤维和聚丙烯纤维，rpc的韧性也得到了大大增强，使构件在破坏前能吸收大量的能量。基于上述论述，rpc在房屋建筑、航空工程、核电站工程等诸多领域起到重要的作用。
2、然而现有的技术中对机制砂rpc研究较少且力学性能较低，无法满足现有需求，因此亟需制备一种力学性能更优的机制砂活性粉末混凝土材料。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种机制砂活性粉末混凝土的制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种机制砂活性粉末混凝土，在混凝土中掺入占混凝土体积2％的钢纤维，所述钢纤维包括短钢纤维和长钢纤维，二者体积比为(0.5-2)∶(0-1.5)。即短钢纤
4、机制砂是利用当地材料或者生产粗骨料的剩余料通过制砂机和其专属的设备加工而形成的砂子，成品的形状规则，且杂质较少，质地均匀，根据不同的要求，可以将机制砂加工成不同尺寸不同形状的砂子。随着当今社会的发展，砂子是基础建设用量最大、不可替代的原材料，光砂石的运输费用就高达5000多亿。而天然砂是一种不可再生资源，如果不节制的进行开采，对自然环境的危害是不可弥补的。为了向着环保和绿色方向发展，机制砂的使用和推广就十分符合绿色发展的理念，采用机制砂，无需考虑环境破坏问题，符合可持续发展理念的要求，值得大范围推广应用。
5、本专利技术以钢纤维作为掺料，是由于钢纤维在基体内部是呈三维乱向分布的，所以可以起到阻滞裂缝开展、缓冲裂缝尖端的应力集中的作用，rpc的抗拉性能得到显著提高，同时材料的抗疲劳、抗冲击和韧性等性能也有较大改善。本专利技术掺入两种不同形状的钢纤维，两种纤维会随机分布在混凝土基体中，混杂钢纤维相互作用，协同工作，本专利技术通过限定所述短钢纤维的直径为0.2mm，长为12mm，抗拉强度为3000mpa，平直镀铜钢纤维；所述长钢纤维直径为0.55mm，长为32mm，抗拉强度为1520mpa，弯钩形状，利用弯钩增大与混凝土的接触面积，增加与混凝土表面的机械咬合力，从而达到有效抑制混凝土裂缝生成的目的。在其他条件相同的条件下，将部分短钢纤维用同体积掺量的弯钩长钢纤维替代，可以提高机制砂rpc的抗压强度、抗折强度以及劈裂抗拉强度；在2％的钢纤维总体积掺量下，长纤维控制在0.6～0.9％的体积掺量下，机制砂rpc的力学性能最佳。
6、优选的，所述混凝土包括水泥、粉煤灰、硅灰、矿粉、机制砂、水和减水剂，各原料的质量比为0.62∶0.20∶0.13∶0.05∶0.7∶0.18∶0.015。
7、优选的，所述水泥为p.ⅱ52.5r水泥，比表面积为350kg/m2，cl-含量为0.007wt％；
8、本专利技术限定所述粉煤灰为ⅰ级粉煤灰，密度为2.55g/cm3，含铁量为0.85g/cm；所述硅灰中sio2含量≥90％，比表面积为27g/cm2；所述矿粉的密度为3g/cm3，烧失量为0.51％，7天活性指数值为78％，28天活性指数值为95％，含水率为0.08％。本专利技术使用的硅灰、矿粉和粉煤灰材料，在对于rpc的早期水化反应中起着促进作用，从而使得机制砂rpc的强度增加迅速，早期rpc的强度较高，同时，还能起到促进纤维与混凝土基体之间的粘结应力，从而大幅度提升混凝土的耐久性。
9、本专利技术采用机制砂作为制备机制砂活性粉末混凝土的原料之一。为满足本专利技术需求，本专利技术限定所使用的机制砂的粒径为40目以下，即过40目筛，细度模数2.66，石粉含量≤2％。
10、优选的，所述减水剂为氨基磺酸盐系减水剂、脂肪族系减水剂和聚羧酸系减水剂中的一种或任意几种。更优选的，所述减水剂为聚羧酸系减水剂，ph值为5.2，减水率≥28％，含气量≤3.0％，密度为1.06g/cm3。本专利技术使用hsc聚羧酸高效减水剂(纯碱水型)。hsc聚羧酸减水剂(纯碱水型)可在不改变机制砂rpc正常的工作性能外，能够降低水的用量，水胶比随之减少，从而能够大幅度提高机制砂rpc的力学性能，进而有效提高机制砂rpc的力学性能与耐久性。
11、本专利技术还提供一种所述机制砂活性粉末混凝土的制备方法，包括以下步骤：
12、(1)将称重好的水泥、机制砂、硅灰、矿粉和粉煤灰依次倒入混凝土搅拌机中，搅拌机转速不宜低于45rpm，进行3min干拌，然后边搅拌边慢慢加入总质量一半的水，湿拌4min；
13、(2)将剩余水和减水剂混合，得到的溶液缓慢加入上述湿拌后的溶液中，混拌4min，最后均匀撒入钢纤维，搅拌6min后出料，同时，将拌合物注入到试模中，进行捣实，然后将试块放到振动台上进行震动成型，试块表面泛浆之后，即可停止震动；
14、(3)对试块进行抹平处理，24h拆模，并进行28的养护，养护完成后即可得到所述机制砂活性粉末混凝土(机制砂rpc)。
15、本专利技术还提供一种所述的机制砂活性粉末混凝土在制备房屋建筑、航空工程、核电站工程等诸多领域起到重要的作用。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
17、本专利技术以短钢纤维和长钢纤维混合使用的方式，通过严格控制二者之间的掺量比，使其可以有效提高混凝土的力学性能。并且，本专利技术通过严格筛选，最终确认以水泥、粉煤灰、硅灰、矿粉、机制砂、水和减水剂为基础原料，并且严格限定各原料的性能参数以及各原料之间的配比关系，同时结合特殊的混合技术，使得制备的机制砂活性粉末混凝土力学性能增强。
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1.一种机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，在混凝土中掺入混凝土体积2％的短钢纤维，采用长钢纤维部分取代所述短钢纤维，取代量为0-1.5％。
2.根据权利要求1所述的机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，所述混凝土原料包括水泥、粉煤灰、硅灰、矿粉、机制砂、水和减水剂，各组分的质量比为0.62∶0.20∶0.13∶0.05∶0.7∶0.18∶0.015。
3.根据权利要求2所述的机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，所述水泥为P.Ⅱ52.5R水泥，比表面积为350kg/m2，Cl-含量为0.007wt％；
4.根据权利要求2所述的机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，所述减水剂为氨基磺酸盐系减水剂、脂肪族系减水剂和聚羧酸系减水剂中的一种或任意几种。
5.根据权利要求4所述的机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，所述聚羧酸系减水剂pH值为5.2，减水率≥28％，含气量≤3.0％，密度为1.06g/cm3。
6.根据权利要求1所述的机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，所述短钢纤维的直径为0.2mm，长为12mm，平直镀铜钢纤维；所述长钢纤维直径为
7.一种如权利要求1-6任一项所述的机制砂活性粉末混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.一种如权利要求1-6任一项所述的机制砂活性粉末混凝土在房屋建筑、航空工程和核电站工程领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，在混凝土中掺入混凝土体积2％的短钢纤维，采用长钢纤维部分取代所述短钢纤维，取代量为0-1.5％。
2.根据权利要求1所述的机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，所述混凝土原料包括水泥、粉煤灰、硅灰、矿粉、机制砂、水和减水剂，各组分的质量比为0.62∶0.20∶0.13∶0.05∶0.7∶0.18∶0.015。
3.根据权利要求2所述的机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，所述水泥为p.ⅱ52.5r水泥，比表面积为350kg/m2，cl-含量为0.007wt％；
4.根据权利要求2所述的机制砂活性粉末混凝土，其特征在于，所述减水剂为氨基磺酸盐系减水剂、脂...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜浩，王江涛，张云龙，乔丽，崔津语，王静，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：
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