本發(fā)明涉及建筑材料技術領域，特別是涉及一種摻有粉煤灰的活性粉末混凝土及其制備方法。
背景技術：
活性粉末混凝土是一種高強度、高韌性、高耐久性、低孔隙率的超高性能混凝土。其配置原理是通過剔除粗骨料，提高組分活性和細度，使材料的內(nèi)部缺陷(微裂縫和孔隙)減少到最低程度，從而獲得較高的力學性能和高耐久性。其基本組成材料有：水泥、細石英砂、磨細石英粉、硅灰、高效減水劑、鋼纖維等。由于部分組成材料成本較高，在一定程度上制約了活性粉末混凝土在實際工程中的推廣應用。而另一方面，粉煤灰等爐渣是目前排放量最大的工業(yè)廢渣之一，現(xiàn)階段我國年排放量已達1.5億噸以上，對粉煤灰等爐渣的處理和利用問題已經(jīng)引起人們的廣泛關注。進入21世紀以來，隨著高性能混凝土技術的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)在制備高性能混凝土時，必須摻入適當?shù)膿胶狭?，而在諸多摻合料中，粉煤灰有降低水的消耗量、改善混凝土的和易性、提高混凝土的可泵性、減少混凝土的徐變、降低水化熱、節(jié)約大量的水泥和細骨料等諸多優(yōu)點。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種摻有粉煤灰的活性粉末混凝土及其制備方法，降低活性粉末混凝土生產(chǎn)成本的同時，解決粉煤灰?guī)淼沫h(huán)境污染問題。
為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術方案：
一種摻有粉煤灰的活性粉末混凝土，由以下質(zhì)量份的材料組成：水泥1份、石英砂1.1份、硅灰0.21～0.28份、粉煤灰0.07～0.14份、鋼纖維0.1份、小組分0.1份、水0.2份和減水劑0.015份。
所述水泥為標號52.5的硅酸鹽水泥，水泥的細度10m2/kg，初凝時間≥45min，終凝時間≤600min。
所述石英砂粒徑在0.4mm～0.6mm，sio2含量99.6%以上。
所述硅灰平均粒徑0.1～0.2μm，比表面積>20m2/g，需水量比<120%，燒失量1.45。
所述鋼纖維為鍍銅光面平直鋼纖維，直徑0.22mm，長度12～15mm,抗拉強度在2300mpa以上。
所述粉煤灰為灰白色粉末狀，平均粒度6.34μm，燒失量0.4。
所述小組分為灰色粉末，主要成分為聚酯纖維、膨脹劑和乳膠蛋白。
所述減水劑為棕褐色粉劑，減水率≥25%。
本發(fā)明還公開了一種制備所述的一種摻有粉煤灰的活性粉末混凝土的方法，具體包括如下步驟：
（1）攪拌：將各原材料按配合比稱量好后，先將水泥、石英砂、硅灰、粉煤灰倒入攪拌機中，然后將鋼纖維經(jīng)鋼篩均勻篩入攪拌機中，干攪拌4分鐘，最后將水與高效減水劑和小組分混合，均勻的倒入攪拌機中，攪拌6～8分鐘后出料。
（2）振搗成型：將活性粉末混凝土材料一次裝入鋼模，裝料時用抹刀沿模具內(nèi)壁略加振搗，并使拌和物高出模具上口，將模具置于振動臺振動成型，持續(xù)到混凝土表面出漿。
（3）拆模:試件澆筑完畢后立即用濕潤的木屑覆蓋，放入標養(yǎng)室養(yǎng)護36小時后拆模。
（4）高溫養(yǎng)護：將拆除模具后的試件放入hw—30恒溫水泥混凝土養(yǎng)護箱中，恒溫75℃養(yǎng)護48小時后，取出試件放入標養(yǎng)室。
與現(xiàn)有技術相比，采用本發(fā)明所述一種摻有粉煤灰的活性粉末混凝土的配方，由于摻入粉煤灰，將具有以下有益效果：
進一步改善漿體的流動性和和易性，從而降低粘度，減少由于粘度高而在攪拌和振動時引入的氣泡，提高基體的密實度；
粉煤灰在早期不參與水化,所以在整個膠凝組分中,雖然水膠比很小,但是在早期考慮到粉煤灰不水化,水/水泥之比并不低,有利于水泥在早期的水化；
當基體已形成以砂、粉煤灰顆粒和部分未水化的水泥顆粒為骨架,包裹水化產(chǎn)物的結(jié)構,隨后粉煤灰顆粒的表層水化就能起到進一步填充密實的效果；
摻入粉煤灰,替代部分硅灰還能夠降低總成本,提高性能價格比；
工業(yè)廢渣資源化應用到混凝土中，有效解決粉煤灰大量堆存的問題，減少環(huán)境污染，有利于實現(xiàn)我國綠色可持續(xù)發(fā)展。
本發(fā)明所述的制備方法制備工藝簡單，改善了多組分的均勻分散問題，尤其是攪拌時將鋼纖維經(jīng)鋼篩均勻篩入攪拌機，能很好的避免鋼纖維在拌合物中形成“結(jié)團”現(xiàn)象。
高溫養(yǎng)護條件下，活性材料的火山灰效應得到激發(fā)，在一定程度上降低ca(oh)2的含量，生成c－s－h(huán)凝膠，改善界面區(qū)的微觀結(jié)構，提高漿體的密實性，提高活性粉末混凝土的抗壓強度和抗折強度。
本發(fā)明的特點是摻入工業(yè)廢渣粉煤灰作為一種活性組分，經(jīng)高溫養(yǎng)護而制成的一種新型活性粉末混凝土，具有強度高、和易性好、成本低、環(huán)保和制備方法簡單等優(yōu)點，適合在實際工程中推廣應用，符合我國綠色可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略理念。
具體實施方式
結(jié)合實例說明本發(fā)明具體實施方式。
實施例1：
一種摻有粉煤灰的活性粉末混凝土，由以下質(zhì)量份的材料組成：水泥1份，石英砂1.1份，硅灰0.28份，粉煤灰0.07份，鋼纖維0.1份，小組分0.1份，水0.2份，減水劑0.015份；
所述水泥為標號52.5的硅酸鹽水泥，水泥的細度10m2/kg，初凝時間≥45min，終凝時間≤600min。
所述石英砂粒徑在0.4mm，sio2含量99.6%以上。
所述硅灰平均粒徑0.1μm，比表面積>20m2/g，需水量比<120%，燒失量1.45。
所述鋼纖維為鍍銅光面平直鋼纖維，直徑0.22mm，長度12～15mm,抗拉強度在2300mpa以上。
所述粉煤灰為灰白色粉末狀，平均粒度6.34μm，燒失量0.4。
所述小組分為灰色粉末，主要成分為聚酯纖維、膨脹劑和乳膠蛋白。
所述減水劑為棕褐色粉劑，減水率≥25%。
上述摻有粉煤灰的活性粉末混凝土的方法具體步驟為：
（1）攪拌：將各原材料按配合比稱量好后，先將水泥、石英砂、硅灰、粉煤灰倒入攪拌機中，然后將鋼纖維經(jīng)鋼篩均勻篩入攪拌機中，干攪拌4分鐘，最后將水與高效減水劑和小組分混合，均勻的倒入攪拌機中，攪拌6分鐘后出料。
（2）振搗成型：將活性粉末混凝土材料一次裝入鋼模，裝料時用抹刀沿模具內(nèi)壁略加振搗，并使拌和物高出模具上口，將模具置于振動臺振動成型，持續(xù)到混凝土表面出漿。
（3）拆模:試件澆筑完畢后立即用濕潤的木屑覆蓋，放入標養(yǎng)室養(yǎng)護36小時后拆模。
（4）高溫養(yǎng)護：將拆除模具后的試件放入hw—30恒溫水泥混凝土養(yǎng)護箱中，恒溫75℃養(yǎng)護48小時后，取出試件放入標養(yǎng)室。
所得粉煤灰活性粉末混凝土抗壓強度為131.8mpa，抗折強度為25.43mpa。
實施例2：
一種摻有粉煤灰的活性粉末混凝土，由以下質(zhì)量份的材料組成：水泥1份，石英砂1.1份，硅灰0.21份，粉煤灰0.14份，鋼纖維0.1份，小組分0.1份，水0.2份，減水劑0.015份；
所述水泥為標號52.5的硅酸鹽水泥，水泥的細度10m2/kg，初凝時間≥45min，終凝時間≤600min。
所述石英砂粒徑在0.6mm，sio2含量99.6%以上。
所述硅灰平均粒徑0.2μm，比表面積>20m2/g，需水量比<120%，燒失量1.45。
所述鋼纖維為鍍銅光面平直鋼纖維，直徑0.22mm，長度12～15mm,抗拉強度在2300mpa以上。
所述粉煤灰為灰白色粉末狀，平均粒度6.34μm，燒失量0.4。
所述小組分為灰色粉末，主要成分為聚酯纖維、膨脹劑和乳膠蛋白。
所述減水劑為棕褐色粉劑，減水率≥25%。
上述摻有粉煤灰的活性粉末混凝土的方法具體步驟為：
（1）攪拌：將各原材料按配合比稱量好后，先將水泥、石英砂、硅灰、粉煤灰倒入攪拌機中，然后將鋼纖維經(jīng)鋼篩均勻篩入攪拌機中，干攪拌4分鐘，最后將水與高效減水劑和小組分混合，均勻的倒入攪拌機中，攪拌8分鐘后出料。
（2）振搗成型：將活性粉末混凝土材料一次裝入鋼模，裝料時用抹刀沿模具內(nèi)壁略加振搗，并使拌和物高出模具上口，將模具置于振動臺振動成型，持續(xù)到混凝土表面出漿。
（3）拆模:試件澆筑完畢后立即用濕潤的木屑覆蓋，放入標養(yǎng)室養(yǎng)護36小時后拆模。
（4）高溫養(yǎng)護：將拆除模具后的試件放入hw—30恒溫水泥混凝土養(yǎng)護箱中，恒溫75℃養(yǎng)護48小時后，取出試件放入標養(yǎng)室。
所得粉煤灰活性粉末混凝土抗壓強度為142.7mpa，抗折強度為23.58mpa。
上述實施例僅示例說明本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點，不以任何形式限制本發(fā)明。凡是在本發(fā)明構思的精神和原則之內(nèi)，本領域?qū)I(yè)人員采用等同替換和等效替換等方式所獲得的技術方案，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。