[发明专利]一种掺超活性矿渣粉的活性粉末混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种掺超活性矿渣粉的活性粉末混凝土及其制备方法，属于建筑材料领域。 

背景技术

活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，简称RPC）是一种超高强、超高性能、低孔隙率的新型水泥基复合材料。它是根据最大密实性原理，剔除粗骨料，主要由水泥、石英粉、硅灰、砂子、钢纤维和高效减水剂搅拌混合成型后，再通过蒸养或蒸压养护而制成的。RPC的型号可按抗压强度分为200MPa级、500MPa级和800MPa级。目前，200MPa级的RPC材料已在部分工程中应用，而500MPa级和800MPa级则都处在实验室的试配阶段。 

RPC的基本组成部分为活性粉末，其中，所述活性粉末主要是指水泥、硅灰和石英粉。采用上述活性粉末制备得到的RPC在使用过程中，由于活性粉末的水化热较高，在后期养护或使用过程中存在温度收缩和自收缩的问题，这样易导致RPC在使用过程中产生裂缝。此外，活性粉末中的石英粉只有在200℃以上和一定压力下进行高温蒸压养护时才具有反应活性，而在常压热养护（100℃及以下）条件下，石英粉的反应活性较低，使得其与水泥基体存在明显的界面过渡区，导致常压热养护条件下的活性粉末混凝土的抗压强度不高。而如果将RPC在200℃以上和一定压力条件下养护时，会导致该RPC的成本更高，更不利于其工业应用。为了不使RPC的成本太高，现有技术中通常将RPC在常压热养护条件下进行养护，这样也就导致200MPa级的RPC在实际工程应用中，其抗压强度较低，通常远低于200MPa。 

诸如，中国专利文献CN101139192A公开了一种掺杂纤维材料的活性混凝土，其由水泥、硅灰、石英砂、石英粉、减水剂、钢纤维或聚丙烯纤维火钢纤维与聚丙烯纤维的混合物、水组成，其组分配比如下：水泥100份、硅灰20~30份、石英粉27~42份、石英砂100~120份，按混凝土总体积计算，钢纤维为1~2.5%，聚丙烯纤维为0.05~0.3%，按水泥和硅灰总和为100质量份计，减水剂为2~3份，水为22~27份。 

上述技术中，通过在活性粉末混凝土中加入钢纤维或聚丙烯纤维或钢纤维与聚丙烯纤维混合物，钢纤维材料的加入可以改善RPC的延性，从而提高RPC的抗拉强度，聚丙烯纤维的加入可以提高RPC的抗折强度和韧性，在RPC中加入上述纤维材料后可以一定程度上减缓PRC后期养护过程中出现的收缩问题，从而在一定程度上解决RPC在使用过程中易于开裂的问题。但是上述技术中，仅在原有RPC中加入纤维材料，这样一方面会增加活性粉末混凝土的成本，另一方面，纤维材料只是在一定程度上解决了RPC易开裂问题，但是并没有改变活性粉末之间的反应活性，也就是该方法制备得到的RPC在常压热氧护条件下抗压强度也很低，经测试其抗压强度最高还不超过120MPa，远低于200MPa级活性混凝土的抗压强度。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中活性粉末混凝土成本高，且在实际工程应用中，活性粉末混凝土的抗压强度低的问题，进而提供一种通过掺加超活性矿渣粉而降低活性粉末混凝土的开裂性和成本、同时还能提高其常压热养护条件下的抗压强度的活性粉末混凝土及其制备方法。 

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种掺超活性矿渣粉的活性粉末混凝土，包括水泥、硅灰、石英粉、砂子、水、减水剂和钢纤维，还包括超活性矿渣粉； 

其中，所述超活性矿渣粉由如下方法制备得到：

（1）将矿渣粉与第一研磨介质混合，在球磨机内研磨45~90min；

（2）向所述步骤（1）中加入第二研磨介质，继续研磨180~480min，即制备得到本发明所述超活性矿渣粉；

其中，所述第一研磨介质为直径为、、的钢球，以及直径为、的钢柱的混合物； 

所述第二研磨介质为直径为的钢球。

以重量份数计，所述第一研磨介质与所述第二研磨介质添加量比为（7~9）：（1~3）。 

在第一研磨介质内，以第一研磨介质的重量份数计，所述所述的钢球为20~35份、所述的钢球为5~15份，所述的钢球为10~25份；所述的钢柱为2~15份，所述所述的钢柱为3~20份。 

以所述第一研磨介质和所述第二研磨介质总质量计，所述矿渣粉的添加量为5~25wt%。 

所述掺超活性矿渣粉的活性粉末混凝土，包括如下重量份数的组分： 

水泥                      1份

超活性矿渣粉              0.2~0.3份