活性粉末混凝土配合比设计研究及生产工艺.pdf

1 4 2 铁道建筑 Ra i l wa y En g i ne e r i n g 文章 编号 ： 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 0 ) 0 7 0 1 4 2 - 0 3 活性粉末 混凝 土配合 比设计研究及生产 工艺 蒋宗全 ， 杨 忠 ， 郭晓安 ， 刘士城。 ， 王文云 ( 1 中国水 电集团 ， 北京1 0 0 0 4 8 ； 2 中国水电三局 有限公 司 ， 西安7 1 0 0 1 6 ； 3 中国水 电十 四局有 限公 司， 昆明6 5 0 0 4 1 ) 摘 要 ： 新 建铁 路 采 用活性粉 末混 凝 土( R P C) 混凝 土 生产 盖板 ， R P C组 分 包括 水泥 、 石 英砂 、 钢 纤维 、 特殊 掺合 料和 外加 剂 ， 导致 了 R P C成本偏 高， 通 过研 究影 响 R P C活 性粉 末 混 凝 土 质 量 的主 要 因素 ， 建议 用 普通 河砂取 代石 英砂 。通过 试验 确 定 R P C配合 比 ， 介 绍 R P C盖 板混凝 土 生产新 工 艺。 关键词 ： 活性 粉 末混凝 土 配合 比设计 生产 工艺 中图分 类号 ： U 5 2 8 3 1 文 献标识码 ： B 活性粉末混凝土( R P C ) 是继高强度 、 高性 能混凝 土之后 的一种 超高 强 、 低 脆性 、 耐久性 优 异并具 有 广阔 应 用 前 景 的新 型超 高 强 混 凝 土 ， 一 般 分 为 R P C 2 0 0 、 R P C 4 0 0和 R P C 8 0 0三个级别。R P C组分包括水泥、 石 英砂、 钢纤维 、 特殊掺合料和外加剂。由于特殊掺合料 组分为专利产 品， 形成 了 R P C应用的技术 障碍， 并导 致了 R P C成本偏高。新建铁路全线均采用 R P C生产 混凝 土人行 道 和 电缆 槽 盖 板 ， 需 要 R P C材 料 7万 多 m 。为掌握 R P C生产 技术 ， 降低生产 成本 ， 进 行 了 R P C配合 比试 验研 究和 生产 工艺研 究 。 1 原材料和混凝土配合比试 验 R P C盖板 技术 指标 要求 如 表 1 所 示 ， 其 强度 指 标 不足 RP C 2 0 0。 表 1 RP C盖板技术要求 试验 采用平 阴山水 P 0 4 2 5和鲁 城 P 1 I 4 2 5两 种水泥 ， 2 8 d抗压强度分别为 5 4 2 MP a和 6 2 9 M P a ， 抗折强度分别 为 9 6 MP a和 1 0 5 MP a ； 掺合料采用 G F 、 K F和 C HL三种 ； 纤维采用 A纤维和 B纤维两种 ； 采 用 粒 径 为 1 0 0 0 1 6 I n m 石 英 砂 ， S i O 含 量 9 7 6 ， 细度模 数 2 7 1 ； 粒径 2 5 0 m m 和 3 0 的聚羧酸高效减水剂 。 收稿 13期 ： 2 0 1 0 - 0 4 -0 5 ； 修回 日期 ： 2 0 1 0 -05 - 3 0 基金项 目： 铁道部科技计划开发项 目( 2 0 0 8 G 0 3 1 - F ) 。 作者简介 ： 蒋宗全 ( 1 9 6 3 一) ， 男 ， 四川绵阳人 ， 教授级 高工 。 试验因素安排见表 2 ， 试验安排见表 3 ， 配合 比基 本条件为： 水 泥 7 0 0 k g m ， 复合掺合 料 ( 2 0 0+1 0 0) k g m ， 砂 1 2 0 0 k g m ， 水 1 3 0 k g m 。 表 2 R P C混凝土配合比试验因素水平表 表 3 ( 3 ) 试验安排表 试验先将砂 、 纤维倒入搅拌锅干拌 4 mi n ， 然后加 人水泥 、 掺合材料继续干拌 5 m i n ， 后将加有减水剂的 水倒入搅拌 5 m i n ， 搅拌完毕后装模 。成型后在试件表 面盖一层薄膜 ， 让试件水分不蒸发 ， 静停 2 4 h后拆模 ， 移入 ( 8 0 5 ) ? 【 = 的养护箱中进行蒸汽养护 ( 蒸汽养护 时温度应以逐级升温或降温的方式进行 ， 升降温速度 2 0 1 0年第 7期 活性粉末混凝 土配合 比设计 研究 及生产工艺 l 4 3 应 以不 大于 1 2 h为 宜 ) ， 4 8 h后关 闭养 护 箱 电源 ， 待试件 自然 冷却 至室温后 进行 强度 试验 。 试 验所 得 的 R P C材料 力学 和耐 久性 能见表 4 。各 种 因素对 R P C材料 强度 的影 响趋势 见 图 1 。 表 4 R P C材料力学性 能及 耐久 性试 验结果 掺合料种类 ( b )掺合料 品种 图 1 纤维掺料和砂品种对 R P C混凝土强度的影响 从图 1可以看出， 掺合料 品种对 R P C强度有显著 的影响， 在 R P C中K F主要起到以下作用： 填充不同粒 径颗粒之间的孔隙； 提高流变特征； 起到第二次水化 作用。合理利用这种活性材料 ， 能得到更高的强度。 相对于 B纤维 ， A纤维能显著的提高 R P C的抗折 和抗 压强 度 。当 A纤 维 掺量 为 2 0 时 ， R P C的 性 能 指标 较好 。 砂 的种 类对 R P C强度影 响很 小 。试 验 结 果表 明 ， 石英砂 与 9 7 的石英砂进行 R P C的生 产。采用石英砂的 R P C弹模 明显高于 9 7 的石英砂 ， 分粗粒径石 英砂 ( 1 0 00 6 3 0 m m) 、 中粒 径 石 英砂 ( 0 6 3 0 0 3 1 5 m m) 、 细 粒 径 石 英 砂 ( 0 3 1 50 1 6 0 n l m) 及 超 细粒径石英砂 ( 0 1 6 f i l m) 4个粒级 ， 含泥量不应大 于 0 5 。所 采用 的钢 纤维 满 足 ： 直径 0 1 80 2 3 m m， 长度 1 21 4 m m， 抗拉强度不得低 于2 8 5 0 MP a ， 其他性能应满足规范 J G 3 0 6 4 1 9 9 9技术要求 。 铁道建筑 低碱水泥 石英砂 钢纤维 生产准备 原材料进场检验 干料先拌 5 rai n 底部槽钢架托盘 一 次蒸养 上 料 工 拌 合 非氯盐外加剂 拌合物用水 加水 、 外加剂再拌均 匀 振捣 5 8 min 每个模盒加盖一块 竹胶板码放2 O 层 叉车运至静停区I L _ 一 = 静停 6 h 叉车运至蒸养房f 三三工 叉车运至拆模区l 二二=l I 拆模 l 图 2 RP C盖 板 生 产 流 程 外加剂符合 G B 8 0 7 6规定 ， 并检验合格后方可使 用。且减水率不得低 于 2 9 ， 硫酸钠 含量不 得大 于 2 ， 外 加剂 掺量 由试验 确定 。 拌合物用水符合 J G J 6 3 -1 9 8 9的要求 。凡符合饮 用标准的水 ， 均可使用 。 2 ) 模板具有足够的强度 、 刚度和稳定性。保证构 件各部 位形 状 、 尺寸及 预埋件 的准 确定 位 。 3 ) R P C材料 的配 制和灌 注工 艺 。 R P C 材料 的水胶 比不 应 大于 0 2 ， 在 配 制 R P C 材 料拌合物时 ， 水泥和专用掺合料干燥状态的用量均按 质量计 ， 称量精度应准确到 1 ； 骨料采用干燥骨料， 用 量按 质量计 ， 称量 精 度 应 准确 到 2 ； 水 和 外 加 剂 的用量按质量计 ， 称量精度应准确到 0 5 。 投料顺序为石英砂 、 钢纤维、 水 泥、 R P C专用掺合 料 、 水、 外加剂 ， 干料先预搅拌 5 m i n ， 加水 、 外加剂再搅 拌 4 ra i n 。R P C材料拌合物坍落度 7 d 边角修整 成 品区堆存 少于 4 8 h 。撤除保温设施 时， 构件表面温度与环境温 度之 差不超 过 2 O 。构 件 蒸 汽 养 护结 束 后 需 自然 养 护 ， 环境 温度 不低 于 2 0 ， 并对 构件 进 行洒水 养护 ， 时 间不少 于 7 d。 蒸汽养护结束后可 以拆模 ， 不得损坏构件的外观 并不得造成构件的主体损伤。成品完成并经检验合格 后 ， 由专业打包队采用塑料薄膜包裹 ， 利用聚丙烯打包 条进行捆扎 ， 两两正 面相对 ， 每 6片一组 ， 便 于装车托 运 。同时 ， 用 泡沫 隔板 隔离 ， 以防运输 过 程受损 。 3 结语 试验表明， 掺加硅粉的 R P C混凝土强度明显高于 掺加其他掺合料 R P C混凝土的强度； 钢纤维能显著提 高 R P C混凝 土 的抗 折 和 抗 压 强 度 ； 砂 的 种 类 对 R P C 混 凝土强 度影 响很 小 ， 在 今后 的试验 和 生产 中 ， 应考 虑 普通河砂取代石英砂 的可能性。通过对 R P C生产 线 建设和试生产 ， 已经形成稳定的生产工艺。按试验确 定的配合 比， 生产的 R P C盖板 内在质量和外观都可满 足要 求 。 参 考 文 献 1 中华人民共 和国铁道部 科 技基 2 0 0 6 1 2 9号 客运专线 活 性粉末混凝土( R P C ) 材料人行道挡板 、 盖板 暂行技术 条件 s 北京 ： 中国铁道 出版社 ， 2 0 0 6 2 吴炎海， 何雁斌 活性粉末混凝土( R P C 2 0 0 ) 的配制研究应 用 J 中国公路学报 ， 2 0 0 3 ( 4 ) ： 4 4 49 ( 责任审编 王红)