CN112456905A - 用河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土及其制备方法 - Google Patents

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金奇志
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任义成
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何达波
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Abstract

本发明公开一种用河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土及其制备方法。该活性粉末混凝土主要由如下重量份数(钢纤维掺量为(体积分数)％)的原材料制成：水泥:1份；石英砂：粗砂0.2份；河砂：中砂0.8份，细砂0.2份；硅灰:0.3份；减水剂:0.02份；水:0.23份；钢纤维:0.75％份；河砂采用两种粒径，粒径范围为0～0.6mm，其中细砂为0.16～0.315mm，中砂为0.03～0.60mm；石英砂的粗砂采用0.60～1.25mm粒径。本发明选用两种粒径河砂和一种粒径的石英砂增大骨料密实度，根据具体优化级配，掺入适量钢纤维提高基体抗拉强度，优选合适的胶凝材料用量，提高活性粉末混凝土和易性。实验证明，本发明制得的活性粉末混凝土性能仍旧优异，而且取材方便、制作简单，大幅度降低了制备成本。

Description

用河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，特别是涉及一种用河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土及其制备方法。
背景技术
活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete)是超高性能混凝土的一种，具有超高强度、高韧性、高耐久、体积稳定性良好的特点，但其成本造价过高导致其使用率很低。
活性粉末混凝土的制备原理基于最大密实度理论的固体悬浮模型，以此来优化内部孔结构，减小孔隙率，提高密实度。根据已研究出的配比，用河砂替代部分费用较高的石英砂，降低活性粉末混凝土制品的成本，以推动活性粉末混凝土的大规模应用。
活性粉末混凝土养护时选择常温养护的方式，常温养护方式适宜施工现场浇筑和养护，方便经济。
发明内容
有鉴于此，本发明提供河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土，主要由如下重量份数的原材料制成(钢纤维掺量为(体积分数)％)：水泥：1份；石英砂：粗砂0.2份；河砂：细砂0.2份，中砂0.8份；硅灰：0.3份；减水剂：0.02份；水：0.23份；钢纤维：0.75％。
所述胶凝材料用量为质量份数配比，钢纤维掺量为(体积分数)％。
所述水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，初凝时间≥45min，终凝时间≤600min。
所述河砂采用两种粒径，粒径范围为0～0.6mm，其中细砂为0.16～0.315mm，中砂为0.03～0.60mm；石英砂的粗砂采用0.60～1.25mm粒径。
所述硅灰成份为二氧化硅(SiO2)，平均粒径0.31μm左右。
所述减水剂为白色粉末状高性能聚羧酸减水剂，减水率为30.5％，密度：1.09±0.02g/m。
所述钢纤维采用镀铜光面平直钢纤维，长度约为13mm，直径约为0.15～0.2mm，抗拉强度＞2000MPa。
上述河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)按河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土的配比称取原料；
(2)将两种河砂和一种石英砂倒入搅拌机，用合适大小的筛子将钢纤维在搅拌过程分多次筛入，钢纤维分散与两类砂混合均匀；
(3)将水泥、硅灰倒入搅拌机，干拌≥4min，充分混合固体物料；
(4)加入减水剂和水，搅拌≥4min，充分搅拌均匀；
(5)将搅拌好的级配砂活性粉末混凝土浇注在模具中，经过振捣、施加围压、抹平等工序，在室温下静置24h，成型构件；
(6)养护方式：
脱除模具，在试件表面覆盖锯末皮，进行淋水保湿常温养护28d；即得到常温养护的活性粉末混凝土制品。
本发明的机理：本发明在现有配合比的情况下，通过将中、粗石英砂替代为河砂，制得的活性粉末混凝土性能仍旧优异，并大幅度降低了活性粉末混凝土的成本。
活性粉末混凝土养护时选择常温养护的方式，常温养护方式适宜施工现场浇筑和养护，方便经济。
通过常温养护的方式，可以了解本发明的活性粉末混凝土材料相关强度范围。
河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土减少了石英砂用量，增加了河砂用量，并进一步优化细骨料级配，采用三种粒径的砂子，根据具体级配，不同材料的颗粒能够更好的相互包裹、嵌实，提高了骨料密实度。
采用的钢纤维体积掺量0.75％，通过优选钢纤维掺量，河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土自密性更好。
本发明的有益效果是：
(1)在常温养护下(施工现场养护条件)，钢纤维体积参量0.75％，河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土立方体抗压强度平均值95.5MPa，棱柱体抗压强度平均值为82.9MPa，圆柱体抗压强度平均值为74.2MPa，立方体劈裂抗拉强度平均值为5.9MPa，棱柱体抗折强度平均值为15.1MPa。
(2)原材料种类少，取材方便。
(3)本发明的制备方法按照顺序采用两次干拌、一次湿拌方法，没有发生拌合物离析、钢纤维抱团等现象，使得拌合物均匀和最终的材料性能提高。
(4)本发明的活性粉末混凝土具有较好的流动性且自密性良好。
附图说明
图1是本发明常温养护活性粉末混凝土制备的流程图。
具体实施方式
下面结合配制实例及工艺流程附图(图1)举例对本发明做更详细的描述。
下述非限定性实施例，可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。
实施例1
一种常温养护河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土,各组分按如下重量份数的原材料制成(钢纤维掺量为(体积分数)％)：
水泥:1份；石英砂：粗砂0.2份；河砂：细砂0.2份，中砂0.8份；硅灰:0.3份；减水剂:0.02份；水:0.23份；钢纤维:0.75％。
其中，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥；河砂采用两种粒径，粒径范围为0～0.6mm，其中细砂为0.16～0.315mm，中砂为0.03～0.60mm；石英砂的粗砂采用0.60～1.25mm粒径；硅灰成份为二氧化硅(SiO2)，平均粒径0.31μm左右；减水剂为白色粉末状高性能聚羧酸减水剂，减水率为30.5％，密度：1.09±0.02g/m；钢纤维掺量为体积分数，采用镀铜光面平直钢纤维，长度约为13mm，直径约为0.15～0.2mm，抗拉强度＞2000MPa。
按河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土的配比称取原料，将一种石英砂和两种河砂倒入搅拌机，用合适大小的筛子将钢纤维在搅拌过程分多次筛入，钢纤维分散与石英砂和河砂混合均匀，将水泥、硅灰倒入搅拌机，干拌4分钟，充分混合固体物料，再加入减水剂和水，搅拌4分钟，充分搅拌均匀所有材料。将搅拌好的常温养护活性粉末混凝土浇注在模具中，需经过振捣、加压、抹平等工序，在室温下静置24h，成型构件，脱除模具，在试件表面覆盖锯末皮，进行淋水保湿的常温养护28d；即得到常温养护的活性粉末混凝土制品。
在常温养护下(施工现场养护条件)，河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土立方体抗压强度平均值95.5MPa，棱柱体抗压强度平均值为82.9MPa，圆柱体抗压强度平均值为74.2MPa，立方体劈裂抗拉强度平均值为5.9MPa，棱柱体抗折强度平均值为15.1MPa。

Claims (2)

1.用河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土，其特征在于，主要由如下重量份数的原材料制成：水泥：1份；石英砂：粗砂0.2份；河砂：细砂0.2份，中砂0.8份；硅灰：0.3份；减水剂：0.02份；水：0.23份；钢纤维：0.75％；
所述胶凝材料用量为质量份数配比，钢纤维掺量为体积分数％；
所述水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，初凝时间≥45min，终凝时间≤600min；
所述河砂采用两种粒径，粒径范围为0～0.6mm，其中细砂为0.16～0.315mm，中砂为0.03～0.60mm；石英砂的粗砂采用0.60～1.25mm粒径；
所述硅灰成份为二氧化硅，平均粒径为0.31μm；
所述减水剂为白色粉末状高性能聚羧酸减水剂，减水率为30.5％，密度：1.09±0.02g/m；
所述钢纤维采用镀铜光面平直钢纤维，长度为13mm，直径为0.15～0.2mm，抗拉强度＞2000MPa。
2.根据权利要求1所述的河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按河砂替代部分石英砂的活性粉末混凝土的配比称取原料；
(2)将两种河砂和一种石英砂倒入搅拌机，用合适大小的筛子将钢纤维在搅拌过程分多次筛入，钢纤维分散与两类砂混合均匀；
(3)将水泥、硅灰倒入搅拌机，干拌≥4min，充分混合固体物料；
(4)加入减水剂和水，搅拌≥4min，充分搅拌均匀；
(5)将搅拌好的级配砂活性粉末混凝土浇注在模具中，经过振捣、施加围压、抹平等工序，在室温下静置24h，成型构件；
(6)养护方式：
脱除模具，在试件表面覆盖锯末皮，进行淋水保湿常温养护28d；即得到常温养护活性粉末混凝土制品。
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