[发明专利]一种以河砂或尾砂为骨料的活性粉末混凝土及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种低成本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，简称RPC)是二十世纪九十年代初由法国的BOUYGUES科学部以Pierre Richard为首的研究小组首先研究开发的一种新型超高强水泥基材料，这种材料由于其中粉末组分的活性和细度的增加而取名为活性粉末混凝土。活性粉末混凝土是一种高强度、高韧性、低孔隙率和极低渗透性的超高性能混凝土。它主要由水泥、石英砂、石英粉、硅灰、钢纤维和高效减水剂组成，采用适当的成型和养护工艺制成的。它的基本配制原理是：材料含有的微裂缝和孔隙等缺陷最少，就可以获得由其组成材料所决定的最大承载能力，并具有特别好的耐久性。根据这个原理，RPC所采用的原材料平均颗粒尺寸在0.1μm到1mm之间，目的是尽量减小混凝土中的孔间距，从而使拌合物更加密实。RPC的制备采取了以下措施：(1)去除粗骨料以提高匀质性；(2)优化颗粒级配，以提高拌合物的密实度；(3)凝固后以热养护使RPC的反应性得到充分发挥，改善微结构；(4)掺加微细的钢纤维以提高韧性。

活性粉末混凝土目前已广泛应用于高速铁路和客运专线的人行道挡板、电缆槽盖板等构件的制备，铁路工程的长条状特性决定了活性粉末混凝土构件厂分布的分散性。但在我国，作为活性粉末混凝土中用量最大的组分——石英砂的资源较为稀缺、价格昂贵，导致活性粉末混凝土成本较高，阻碍了活性粉末混凝土的推广的应用。

与此同时，我国大量堆存采矿尾砂，大部分尾砂的主要成分是石英，同时颗粒粒级较细，如能将尾砂替代石英砂应用于活性粉末混凝土的生产，不仅可以降低活性粉末混凝土的生产成本，同时可以大量利用尾砂，有效缓解因尾砂大量堆存所带来的生态环境破坏等问题。

发明内容：

本发明基于制备活性粉末混凝土用量最大的石英砂价格昂贵的问题，以廉价易得的河砂和大量堆积的矿业固体废弃物尾砂来代替石英砂，有效降低活性粉末混凝土的生产成本，同时有效缓解因尾砂大量堆存所带来的生态环境破坏等问题。

本发明的技术方案：一种以河砂或尾砂为骨料的活性粉末混凝土，其特征在于：其组分包括胶凝材料、骨料、水、减水剂、钢纤维；活性粉末混凝土的配合比各组分的质量比如下：

胶凝材料：1

骨料：0.8-1.3

水：0.1-0.25

减水剂：0.005-0.07

钢纤维：0.01-0.25

上述胶凝材料组分包括水泥、硅灰和矿物掺合料，其中矿物掺合料为粉煤灰、磨细矿渣粉、偏高岭土、石英粉、钢渣粉、磷渣粉、锂渣粉之中的一种或二种以上的混合物。

上述骨料为河砂、尾砂中的一种或河砂与尾砂的混合物。较好的骨料最大粒径为5mm；更好的骨料最大粒径为1.25mm；

上述钢纤维为镀铜高强度圆截面纤维、波浪型、端钩型钢纤维中的一种；

上述的活性粉末混凝土的制备方法，其制备工艺的步骤是：按配方称量好胶凝材料、骨料、钢纤维加入搅拌机中搅拌均匀，再将减水剂的拌合水加入搅拌机继续搅拌，搅拌均匀后，倒出搅拌机，进行成型和养护后即可制的活性粉末混凝土制品。

上述的活性粉末混凝土的制备方法，所用的成型工艺可以采用振动成型或者压制成型中的一种。

上述的活性粉末混凝土的制备方法，养护工艺是：振动成型后试件可采用带模养护或脱模后养护，采用带模养护时，试件需静停6h以上；养护工艺采用蒸汽养护或蒸压养护，采用蒸汽养护时，养护温度为60-95℃，养护时间24-96小时；采用蒸压养护时，养护温度100-200℃，养护时间24-96小时。蒸汽养护或蒸压养护完成后再放入混凝土标准养护室养护。

本发明的显著特点和优点是：与传统的活性粉末混凝土相比，本发明通过采用廉价易得的河砂和大量堆积的矿业固体废弃物——尾砂来代替石英砂，制备高性能的活性粉末混凝土材料，不仅有效降低了活性粉末混凝土的生产成本，有利于活性粉末混凝土在我国的推广和应用，而且大量利用了矿业固体废弃物尾砂，对于节约资源和能源、保护生态环境、促进可持续发展具有重要的意义和深远的影响。

具体实施方式：

下面以实施例说明具体实施方式：

实施例1

将各原料按下列比例称量

水泥：0.6

硅灰：0.2

磨细矿渣粉：0.2

河砂：1.1

减水剂：0.03

水：0.15

钢纤维(镀铜高强度圆截面纤维)：0.01