本發(fā)明涉及混凝土技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土及其制備方法，屬于土木工程材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

（reactivepowderconcrete）是超高性能混凝土的一種，具有超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久、體積穩(wěn)定性良好的特點(diǎn)，其研究始于1993年法國bouygues實(shí)驗(yàn)室。

活性粉末混凝土的制備原理是基于最大密實(shí)度理論的固體懸浮模型，以此優(yōu)化內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，減小孔隙率，提高密實(shí)度。為了使不同材料的顆粒能夠更好的相互包裹、嵌實(shí)，充實(shí)整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)，必須剔除粗骨料，并通過優(yōu)化細(xì)骨料的級(jí)配達(dá)到提高骨料密實(shí)度的目的?！痘钚苑勰┗炷烈?guī)范》gb/t31387-2015并未提出具體的細(xì)骨料級(jí)配。

《活性粉末混凝土規(guī)范》gb/t31387-2015已提出相應(yīng)膠凝材料的用量要求，但經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)完全按規(guī)范進(jìn)行拌制則混凝土和易性較差，無法攪拌成型。

《活性粉末混凝土規(guī)范》gb/t31387-2015已提出相應(yīng)的鋼纖維摻量

（（體積分?jǐn)?shù)）/%）的要求。一方面，鋼纖維是造成rpc高成本的主要原因；另一方面，摻鋼纖維量過多，rpc的流動(dòng)性降低，抗壓強(qiáng)度提升較少，需優(yōu)化鋼纖維體積摻量。

活性粉末混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)可選擇高溫和常溫養(yǎng)護(hù)兩種方式，常溫養(yǎng)護(hù)方式適宜施工現(xiàn)場澆筑和養(yǎng)護(hù)，方便經(jīng)濟(jì)；高溫養(yǎng)護(hù)方式需采用60～90℃高溫蒸汽或溫水養(yǎng)護(hù)激發(fā)材料的活性，減少化學(xué)收縮，促進(jìn)活性摻合料與細(xì)骨料的反應(yīng)，改善材料的微觀結(jié)構(gòu)，提高rpc早期強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土及其制備方法。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土，由如下重量份數(shù)的原材料制成：水泥:1份；石英砂：粗砂0.2份；中砂0.8份；細(xì)砂0.2份；硅灰:0.3份；減水劑:0.02份；水:0.23份；

鋼纖維體積為上述所有材料體積的0.075%或2%，其中：常溫養(yǎng)護(hù)0.75%；高溫養(yǎng)護(hù)2%。

所述水泥采用某42.5普通硅酸鹽水泥，初凝時(shí)間≥45分鐘，終凝時(shí)間≤600分鐘。

所述石英砂采用了三種粒徑，粒徑范圍為0～1.25mm，其中細(xì)砂為0.16～0.315mm，中砂為0.30～0.60mm，粗砂為0.60～1.25mm。

所述硅灰成份為二氧化硅(sio2)，平均粒徑0.31μm左右。

所述減水劑為白色粉末狀高性能聚羧酸減水劑，減水率為30.5%，密度：1.09±0.02g/m。

所述鋼纖維采用鍍銅光面平直鋼纖維，長度約為13mm，直徑約為0.15～0.2mm，抗拉強(qiáng)度＞2000mpa。

上述級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土的制備方法，包括以下步驟：

1）按上述級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土的配比稱取原料。

2）將三種石英砂倒入攪拌機(jī)，用合適大小的篩子將鋼纖維在攪拌過程分多次篩入，鋼纖維分散與石英砂混合均勻。

3）將水泥、硅灰倒入攪拌機(jī)，干拌4～6分鐘，充分混合固體物料。

4）加入減水劑和水，攪拌4～6分鐘，充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

5）將攪拌好的級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土澆注在模具中，經(jīng)過振搗、施加圍壓、抹平等工序，在室溫下靜置24小時(shí)，成型構(gòu)件。

6）養(yǎng)護(hù)方式：

方式一：脫除模具，構(gòu)件移入養(yǎng)護(hù)池內(nèi)，以65℃左右的高溫養(yǎng)護(hù)3天；取出試件，在試件表面覆蓋鋸末皮，進(jìn)行淋水保濕常溫養(yǎng)護(hù)28天；即得到高溫養(yǎng)護(hù)活性粉末混凝土制品。

方式二：脫除模具，在試件表面覆蓋鋸末皮，進(jìn)行淋水保濕常溫養(yǎng)護(hù)28天；即得到常溫養(yǎng)護(hù)活性粉末混凝土制品。

本發(fā)明的機(jī)理：本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有規(guī)范提出的配合比進(jìn)行優(yōu)化，通過優(yōu)化選擇合適的膠凝材料用量，提高活性粉末混凝土的和易性，選擇不同粒徑的細(xì)骨料增大密實(shí)度，提出石英砂適宜級(jí)配。

根據(jù)材料強(qiáng)度要求，在不同溫度養(yǎng)護(hù)條件下，摻入適量鋼纖維提高基體抗拉強(qiáng)度。

活性粉末混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)可選擇高溫養(yǎng)護(hù)和常溫養(yǎng)護(hù)兩種方式，常溫養(yǎng)護(hù)方式適宜施工現(xiàn)場澆筑和養(yǎng)護(hù)，方便經(jīng)濟(jì)，但材料性能低于高溫養(yǎng)護(hù)方式。

高溫養(yǎng)護(hù)方式需采用60～90℃高溫蒸汽或溫水養(yǎng)護(hù)激發(fā)材料的活性，可以減少化學(xué)收縮，促進(jìn)活性摻合料與細(xì)骨料的反應(yīng)，改善材料的微觀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度等。

通過兩種不同的養(yǎng)護(hù)方式，可以了解本發(fā)明的活性粉末混凝土材料相關(guān)強(qiáng)度范圍。

級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土膠凝材料的使用略高于規(guī)范，水膠比為0.177，但優(yōu)化后的配合比具有較好流動(dòng)性且自密性良好，更適合于現(xiàn)場施工。

級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土增加了石英砂的用量，并進(jìn)一步優(yōu)化細(xì)骨料的級(jí)配，采用三種粒徑石英砂，提出石英砂的具體級(jí)配，級(jí)配更為均勻合理，不同材料的顆粒能夠更好的相互包裹、嵌實(shí)，提高了骨料密實(shí)度。

采用的鋼纖維體積摻量常溫為0.75%，高溫為0.2%，通過優(yōu)選鋼纖維摻量，級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土的流動(dòng)性更好，抗壓強(qiáng)度基本不變，且具有較好的抗折強(qiáng)度。

本發(fā)明的有益效果是：

1）在常溫養(yǎng)護(hù)下（施工現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)條件），鋼纖維體積摻量0.75%，級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土立方體抗壓強(qiáng)度平均值為118.9mpa，棱柱體抗壓強(qiáng)度平均值為105.8mpa，圓柱體抗壓強(qiáng)度平均值為94.9mpa，立方體劈裂抗拉強(qiáng)度平均值為5.9mpa，棱柱體抗折強(qiáng)度平均值為18.29mpa；

2）在高溫養(yǎng)護(hù)下（65℃左右），鋼纖維體積摻量2%，級(jí)配砂活性粉末混凝土立方體抗壓強(qiáng)度平均值為153.0mpa，棱柱體抗壓強(qiáng)度平均值為134.4mpa，圓柱體抗壓強(qiáng)度平均值為123.6mpa，立方體劈裂抗拉強(qiáng)度平均值為11.16mpa，棱柱體抗折強(qiáng)度平均值為35.84mpa；

3）原材料種類少，取材方便；

4）本發(fā)明的制備方法按照順序采用兩次干拌、一次濕拌方法，沒有發(fā)生拌合物離析、鋼纖維抱團(tuán)等現(xiàn)象，使得拌合物均勻和最終的材料性能提高；

5）本發(fā)明的活性粉末混凝土具有較好流動(dòng)性且自密性良好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1常溫養(yǎng)護(hù)活性粉末混凝土制備的流程圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2高溫養(yǎng)護(hù)活性粉末混凝土制備的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合配制實(shí)例及工藝流程附圖(圖1、圖2)舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述。

下述非限定性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。未詳細(xì)描述的各種過程和方法是本領(lǐng)域中公知的常規(guī)方法。

實(shí)施例1：

一種常溫養(yǎng)護(hù)級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土,各組分按下列重量份稱重：

水泥:1份；石英砂：粗砂0.2份，中砂0.8份，細(xì)砂0.2份；硅灰:0.3份；減水劑:0.02份；水:0.23份；鋼纖維體積為上述所有材料體積的0.075%。

其中，水泥采用某42.5普通硅酸鹽水泥；石英砂采用了三種粒徑，粒徑范圍為0～1.25mm，其中細(xì)砂為0.16～0.315mm，中砂為0.30～0.60mm，粗砂為0.60～1.25mm；硅灰成份為二氧化硅(sio2)，平均粒徑0.31μm；減水劑為白色粉末狀高性能聚羧酸減水劑，減水率為30.5%，密度：1.09±0.02g/m；鋼纖維采用鍍銅光面平直鋼纖維，長度約為13mm，直徑約為0.15～0.2mm，抗拉強(qiáng)度＞2000mpa。

按級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土的配比稱取原料，將三種石英砂倒入攪拌機(jī)，用合適大小的篩子將鋼纖維在攪拌過程分多次篩入，鋼纖維分散與石英砂混合均勻，將水泥、硅灰倒入攪拌機(jī)，干拌4分鐘，充分混合固體物料，再加入減水劑和水，攪拌4分鐘，充分?jǐn)嚢杈鶆蛩胁牧?。將攪拌好的常溫養(yǎng)護(hù)活性粉末混凝土澆注在模具中，需經(jīng)過振搗、加壓、抹平等工序，在室溫下靜置24小時(shí)，成型構(gòu)件，脫除模具，在試件表面覆蓋鋸末皮，進(jìn)行淋水保濕的常溫養(yǎng)護(hù)28天；即得到常溫養(yǎng)護(hù)活性粉末混凝土制品。

在常溫養(yǎng)護(hù)下（施工現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)條件），級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土立方體抗壓強(qiáng)度平均值為118.9mpa，棱柱體抗壓強(qiáng)度平均值為105.8mpa，圓柱體抗壓強(qiáng)度平均值為94.9mpa，立方體劈裂抗拉強(qiáng)度平均值為5.9mpa，棱柱體抗折強(qiáng)度平均值為18.29mpa。

實(shí)施例2：

一種高溫養(yǎng)護(hù)級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土,各組分按下列質(zhì)量份稱重：

水泥:1份；石英砂：粗砂0.2份，中砂0.8份，細(xì)砂0.2份；硅灰:0.3份；減水劑:0.02份；水:0.23份；鋼纖維體積為上述所有材料體積的0.02%。

其中，水泥采用某42.5普通硅酸鹽水泥；石英砂采用了三種粒徑，粒徑范圍為0～1.25mm，其中細(xì)砂為0.16～0.315mm，中砂為0.30～0.60mm，粗砂為0.60～1.25mm；硅灰成份為二氧化硅(sio2)，平均粒徑0.31μm左右；減水劑為白色粉末狀高性能聚羧酸減水劑，減水率為30.5%，密度：1.09±0.02g/m；鋼纖維摻量為體積分?jǐn)?shù)，采用鍍銅光面平直鋼纖維，長度約為13mm，直徑約為0.15～0.2mm，抗拉強(qiáng)度＞2000mpa。

按級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土的配比稱取原料，將三種石英砂倒入攪拌機(jī)，用合適大小的篩子將鋼纖維在攪拌過程分多次篩入，鋼纖維分散與石英砂混合均勻，將水泥、硅灰倒入攪拌機(jī)，干拌4分鐘，充分混合固體物料，再加入減水劑和水，攪拌4分鐘，充分?jǐn)嚢杈鶆蛩胁牧?。將攪拌好的常溫養(yǎng)護(hù)活性粉末混凝土澆注在模具中，需經(jīng)過振搗、加壓、抹平等工序，在室溫下靜置24小時(shí)，成型構(gòu)件，脫除模具，構(gòu)件移入養(yǎng)護(hù)池內(nèi)，以65℃左右的高溫養(yǎng)護(hù)3天；取出試件，在試件表面覆蓋鋸末皮，進(jìn)行淋水保濕的常溫養(yǎng)護(hù)28天；即得到高溫養(yǎng)護(hù)活性粉末混凝土制品。

在高溫養(yǎng)護(hù)下（65℃左右），級(jí)配砂高強(qiáng)活性粉末混凝土立方體抗壓強(qiáng)度平均值為153.0mpa，棱柱體抗壓強(qiáng)度平均值為134.4mpa，圓柱體抗壓強(qiáng)度平均值為123.6mpa，立方體劈裂抗拉強(qiáng)度平均值為11.16mpa，棱柱體抗折強(qiáng)度平均值為35.84mpa。