一种活性粉末混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料技术领域，具体涉及一种活性粉末混凝土及其制备方法。一种活性粉末混凝土，其特征在于它包括水泥、硅灰、碱活性石粉、砂、钢纤维、减水剂和水原材料；水泥、硅灰、碱活性石粉、砂、钢纤维、减水剂、水的重量比为（０．６～０．９）∶０．１∶（０．１～０．３）∶１∶（０．０６～０．１４）∶（０．０２～０．０２５）∶（０．１４５～０．１８８）。所述的碱活性石粉为硅质岩磨细加工而成，具有碱活性，１４天砂浆棒快速检测膨胀率＞０．２０％，比表面积＞６００ｍ２／ｋｇ。本发明专利技术提高了石料资源的利用率，并且混凝土强度超过２００ＭＰａ，无破坏性碱－集料反应的发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料
，具体涉及。
技术介绍
混凝土的碱_集料反应作为导致混凝土耐久性下降的重要原因之一，已在世界范 围内造成了大量混凝土工程的破坏和巨大的经济损失。碱含量是指混凝土中等当量氧化钠 的含量，以kg/m3计。当水泥含碱含量超过0. 6衬％或混凝土中含碱量超过3. Okg/m3时，在 潮湿环境下，碱活性集料将发生碱_集料反应，导致混凝土发生膨胀破坏。因为由碱-集料 反应造成的开裂破坏难以阻止其继续发展和修补，所以被称为混凝土的“癌症”。碱-集料反应有三个必要条件集料中含有活性成分，并超过一定数量；混凝土中 含碱量较高；有水分。从这三个必要条件出发，人们已经发现了一些防止碱-集料反应的抑 制措施，例如选择非碱活性集料；选择低碱水泥，并控制混凝土中总的含碱量；在混凝土 中掺入适量的活性掺合料，如粉煤灰、硅灰等；在混凝土中掺入引气剂，使其中含有大量均 勻分布的微笑气泡，可减小膨胀破坏作用；在条件允许时，采取防止外界水分渗入混凝土内 部的措施等。在各国采取的大量预防碱-集料反应发生的措施中，使用非活性集料是最安 全可靠的措施。因此，在混凝土界，人们通常不会采用碱活性集料来配制混凝土，而是使用 无碱活性的优质集料，这在一方面降低了碱-集料反应发生的可能，但在另一方面也增加 了一定的经济成本，同时也造成了一定的资源浪费。活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete)是近年来发展起来的一种超高强、 低脆性，空隙率低且具有高耐久性的新型水泥基复合材料，由法国Bouygues公司在1993年 率先研制成功。活性粉末混凝土的基本设计思想是通过提高材料组分的细度与活性，减少 材料内部的缺陷(如孔隙与微裂缝)，获得超高强度与高耐久性。根据这个原理，活性粉 末混凝土所采用的原材料平均颗粒尺寸在0. 1 1.0mm之间，目的是尽量减小混凝土中的 孔间距，从而提高拌合物的密实度。世界上第一座以活性粉末混凝土为材料的步行桥位于 加拿大魁北克省的Sherebrooke市，该桥由于采用活性粉末混凝土，大大减轻了自重，提高 了在高湿度环境、频繁受除冰盐腐蚀与冻融循环作用下的结构耐久性能。Lafarge公司在美 国Iowa州建造的Mars Hill桥，由于完全采用活性粉末混凝土材料建造，该桥2006年获得 美国PCI学会两年一届的“第十届桥梁竞赛奖”，并被誉为“未来的桥梁”。活性粉末混凝土虽然具有良好的力学性能和优异的耐久性，但毕竟问世的时间不 长，关于活性粉末混凝土在碱_集料反应方面的研究较少，更没有人将具有碱活性的集料 作为原料应用于活性粉末混凝土中。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该方法可提高硅质岩的 利用率。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是一种活性粉末混凝土，其特征在于它包括水泥、硅灰、碱活性石粉、砂、钢纤维、减水剂和水原材料；水泥、硅灰、碱活性石粉、 砂、钢纤维、减水剂、水的重量比为(0. 6 0. 9) 0.1 (0.1 0.3) 1 (0. 06 0. 14) (0. 02 0. 025) (0. 145 0. 188)。所述的水泥为普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，强度等级> 42. 5。所述的硅灰的比表面积彡15000m2/kg, SiO2含量彡90%。所述的碱活性石粉为硅质岩磨细加工而成，具有碱活性，14天砂浆棒快速检测膨 胀率> 0. 20%，比表面积> 600m2/kg。所述的砂为天然河砂，细度为40 70目。所述的钢纤维，长度为15 30mm，直径为0. 2 0. 4mm,抗拉强度为IOOOMPa级， 即抗拉强度彡1 OOOMPa。所述的减水剂为聚羧酸系高效减水剂。所述的水为自来水。上述一种活性粉末混凝土的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1)原材料的选取按水泥、硅灰、碱活性石粉、砂、钢纤维、减水剂、水的重量比为 (0.6 0.9) 0. 1 (0. 1 0. 3) 1 (0. 06 0. 14) (0. 02 0. 025) (0. 145 0. 188)，选取水泥、硅灰、碱活性石粉、砂、钢纤维、减水剂和水，备用；2)搅拌首先将水泥、硅灰、碱活性石粉倒入搅拌机内，搅拌2 4分钟，加砂再搅 拌1 2分钟，再加入钢纤维搅拌2 4分钟，加水和减水剂搅拌6 8分钟，得到混合料；3)养护混合料浇筑入模后24小时拆模，立即放入75 95°C、标准大气压的环境 下，蒸养72小时，之后自然冷却。利用碱活性石粉制备活性粉末混凝土的可行性分析由于活性粉末混凝土的水胶 比很低，通常在0. 20以下，一方面，内部水分不足以使胶凝材料完全水化，混凝土内部无自 由水存在；另一方面，活性粉末混凝土具有致密的微观结构，外界水分不能渗入。因此，本发 明有效地控制了有水的环境，这也是碱_集料反应的三个必要条件之一；而且，碱活性石粉 颗粒很细，并均勻地分布在活性粉末混凝土中，颗粒反应在材料中均勻分布，因而活性粉末 混凝土不会因碱_集料反应而破坏。本专利技术的有益效果是将原来不能用的硅质岩通过制成石粉，使得成为可以使用 的原材料；利用硅质岩(碱活性集料)粉磨制成石粉，来配制活性粉末混凝土，这种混凝土 利用碱活性石粉替代了部分水泥，提高了石料资源的利用率，并且混凝土强度超过200MPa， 无破坏性碱_集料反应的发生。具体实施例方式为了更好的理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的 内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1 9 一种利用碱活性石粉制备的活性粉末混凝土，各原材料所占重量比如表1所示。表1活性粉末混凝土的原材料重量比和强度值4 碱活性石粉来自贵州构皮滩水电站，为白云质玉髓硅质岩磨细加工而成，根据 《水工混凝土骨料试验规范DL/T 5151-2001》，14天砂浆棒快速检测膨胀率为0. 239%，为 碱活性骨料，碱活性石粉的比表面积为653m2/kg ；水泥普通硅酸盐水泥，强度等级为42. 5 ；硅灰比表面积为20000m2/kg，SiO2含量为95 % ；砂天然河砂，细度为50目；钢纤维鞍山市昌宏钢纤维厂生产，长度为18mm，直径为0.2mm，抗拉强度为 IOOOMPa 级；减水剂Sika公司聚羧酸系20HE-1高效减水剂，40%含固量；水自来水。将上述活性粉末混凝土按如下步骤进行制备1)搅拌首先将水泥、硅灰、碱活性石粉倒入搅拌机内，搅拌2分钟，加砂再搅拌2 分钟，再加入钢纤维搅拌2分钟，加水和减水剂搅拌8分钟，得到混合料；2)养护混合料浇筑入模后24小时拆模，立即放入90°C、标准大气压的环境下，蒸 养72小时，之后自然冷却。得到的各组利用碱活性石粉制备的活性粉末混凝土，其强度值如表1所示。为检验混凝土是否具有潜在的碱集料反应，参考《水工混凝土骨料试验规范DL/ T5151-2001》，外加NaOH使水泥含碱当量达到1. 25%，试件尺寸为275X75X75mm。按照以 上重量比在室温为20士2°C的拌和成型试件，试件成型后连试模一起送入室温为20士 1°C、 相对湿度95%以上的养护箱中养护24士4小时后拆模，然后把试件放入室温为38士2°C的 养护室中养护。在1周、2周、4周、13周、26周和52周龄期测量试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性粉末混凝土，其特征在于它包括水泥、硅灰、碱活性石粉、砂、钢纤维、减水剂和水原材料；水泥、硅灰、碱活性石粉、砂、钢纤维、减水剂、水的重量比为（０．６～０．９）∶０．１∶（０．１～０．３）∶１∶（０．０６～０．１４）∶（０．０２～０．０２５）∶（０．１４５～０．１８８）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，刘数华，杨文，赵日煦，孙克平，郑广军，
申请(专利权)人：中建商品混凝土有限公司，武汉大学，中建三局建设工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]