[发明专利]钢渣粉活性粉末混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型材料，用工业废弃物——钢渣磨成细粉作为胶凝材料来制备活性粉末混凝土(RPC)。

背景技术

RPC是20世纪90年代初，法国的BOUYGUES科学部以Pierre Richard为首的研究小组仿效“高效密水泥均匀体系”(DSP)材料，将粗骨料剔除，根据密实堆积原理，用最大粒径400μm的石英砂为骨料，制备出强度和其它性能优异的水泥基复合材料。由于增加了组分的细度和反应活性，因此它被称为活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，简称RPC)。RPC具有很高的强度(200～800MPa)。

普通RPC的原料为水泥、水、石英砂、硅灰、石英粉、高效减水剂以及钢纤维。由于使用硅灰和石英砂等价格昂贵的原材料，使得造价太高，阻碍了这种新型材料的推广和应用。因此，寻找和采用价格低廉原材料也是活性粉末混凝土研究的一个重点。由微观实验证明，RPC的基体相主要由未水化完全的水泥熟料颗粒、活性粉末颗粒(硅灰等)以及水化凝胶产物等组成。由此可知，由于RPC的水灰比很低，胶凝材料不能水化完全，不是所有的胶凝材料都发挥了作用。本发明从这点出发，考虑到试用矿物成份与水泥熟料相似，胶凝活性比水泥低的钢渣粉作为RPC的胶凝材料代替水泥来制备RPC，并成功制备出强度较高的钢渣粉RPC。这种RPC以工业废弃物为原料，能降低RPC的成本，也通过废物利用节约了资源，实现了绿色环保的要求。

发明内容

本发明利用钢渣粉替代水泥来制备活性粉末混凝土。

本发明制备的钢渣粉RPC其特征在于它是由下列材料复合而成的：钢渣粉、硅灰、石英砂(80～100μm)、石英粉(5～25μm)、高效减水剂(高效减水剂与普通减水剂的区别在于减水率的高低，高效减水剂的减水率可达15％~30％，常见的高效减水剂有萘系高效减水剂，聚羧酸系高效减水剂)、钢纤维和水。

本发明制备的钢渣粉RPC其特征在于：钢渣粉可以部分或全部替代水泥来制备RPC。

本发明制备的钢渣粉RPC其特征在于：采用热水养护和热水养护后再用高温高压蒸养的方式对RPC进行养护。

该RPC包含的组分以及各组分质量配合比如下(除了水与钢纤维之外，其它组分均为与钢渣粉的质量之比)：

钢渣粉  水灰比    硅灰        石英砂    石英粉      高效减水剂    钢纤维*

1       1.9～2.4  0.25～0.35  0.8～1.2  0.27～0.37  0.015～0.025  0～0.03

*钢纤维掺量是指钢纤维与原料中的固体物质，即钢渣粉、硅灰、石英砂和石英粉的质量之和的比。

以上组分比例是在现有工艺的基础上调整而来的。

本发明的有益效果如下：

1、相同条件下，钢渣粉制备的RPC与普通RPC相比较强度稍低，但相差不大，能达到RPC要求的强度。相同水灰比条件下，一般钢渣粉RPC的流动性能要比普通RPC的好，从而改善了RPC的工作性能。

2、钢渣粉RPC也能应用于制作预制构件、用于高速公路或机场跑道、制造压力管道和腐蚀性介质的输送管道、制造中低放射性核废料储藏容器等。

3、该PRC所用的原料是工业废弃物，能够降低RPC的生产成本，同时能够改善钢渣堆放的问题，其社会效益明显。

下面通过若干实例的试验数据以表格的形式说明本发明钢渣粉RPC的强度性能，并与普通42.5硅酸盐水泥制成的RPC相比较。

具体实施方式

实施例1：

将各固体物料按下列配比称量

钢渣粉  水灰比  硅灰  石英砂  石英粉  聚羧酸系高效减水剂

1       1.9     0.25  1.1     0.37    0.019

用行星式水泥胶砂搅拌机先将物料慢速干搅3分钟，然后倒入减水剂和水，慢速搅拌3分钟后再快速搅拌5分钟。搅拌后浇注于40mm×40mm×160mm的水泥胶砂三联试模中，在振动台上振三分钟。成型后放入养护箱标养48小时后拆模(由于钢渣水化速度较慢，凝结时间要延长)，然后放入90℃水浴中养护48小时。

实施例2：

将各原料按下列配比称量

钢渣粉  水灰比  硅灰  石英砂  石英粉  聚羧酸系高效减水剂  钢纤维