[发明专利]一种高速铁路活性粉末混凝土预制构件及其制备方法

说明书

本发明属于混凝土施工技术领域，具体涉及一种高速铁路活性粉末混凝土预制构件及其制备方法。所用原料为：水泥、硅粉、粉煤灰、石英砂、水、减水剂和钢纤维。本发明利用RPC的高强度、高耐久性、高韧性和稳定性在高铁领域生产相关混凝土构件产品，可有效延长构件寿命，大幅减少维护费用，降低工程建设和使用的综合费用。

技术领域

本发明属于混凝土施工技术领域，具体涉及一种高速铁路活性粉末混凝土预制构件及其制备方法。

背景技术

活性粉末混凝土（即Reactive Powder Concrete ，简称RPC）是通过采用常规的水泥等材料开发出的超高强度、高耐久性、高韧性和体积稳定性良好的水泥基材料，是DSP材料与纤维增强材料复合而成的高性能混凝土。RPC的显著特点是强度高、韧性大、节能环保、经济适用、耐高温、耐腐蚀，可广泛应用于军事设施、桥梁工程及民用建筑等领域是今后国内外建筑业发展的趋势。

具体来说，RPC材料具有超高的力学性能，200MPa级RPC材料的抗压强度为170-230MPa，是HSC的2-4倍；抗折强度为30-60MPa，是 SC的4-6倍；断裂能达到15000-40000J/m²，而NC的断裂能只120J/m²；在同等承载力条件下，RPC材料的水泥用量是普通混凝土与的1/2，因此同等量水泥生产过程中的CO₂排放量也只有一半左右。骨料的用量，RPC材料占普通混凝土的1/3与1/4。预制结构产品，使用RPC可以有效减小结构自重，在具有相同抗弯能力的前提下，RPC结构的重量仅为钢筋混凝土结构的1/2～1/3，性能几乎与钢结构相近。完全可以用RPC来代替铸铁，而不影响使用效果。RPC材料应用前景广泛，是一种符合我国可持续发展战略要求的环保材料。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高速铁路活性粉末混凝土预制构件及其制备方法，以解决现有混凝土预制构件重量大的问题。

本发明所采用的技术方案为：

一种高速铁路活性粉末混凝土预制构件，包括以下质量份数的原料制成：水泥650-750份、硅粉160-190份、粉煤灰130-200份、石英砂1000-1250份、水120-140份、减水剂38-50份、钢纤维90-130份。

进一步优选，包括以下质量份数的原料制成：水泥650-700份、硅粉175-190份、粉煤灰130-160份、石英砂1130-1250份、水120-130份、减水剂44-50份、钢纤维90-110份。

所述水泥的强度等级不低于42.5低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥；

所述硅粉的比表面积≥18000m²/kg（按GB/T18736检验）；

所述粉煤灰为F类Ⅰ级粉煤灰；

所述石英砂的粒径为采用SiO₂含量大于97%的石英砂，由粗粒径石英砂（1.0~0.63mm）、中粒径石英砂（0.63~0.315mm）和细粒径石英砂（0.315~0.0.16mm）组成，粗粒径石英砂、中粒径石英砂和细粒径石英砂的质量比为2-4:5-7:1；进一步优选，粗粒径石英砂、中粒径石英砂和细粒径石英砂的质量比为3:6:1；

所述减水剂采用聚羧酸减水剂，减水率不得低于30%；

所述钢纤维的直径0.18~0.23mm，长度12~14mm，抗拉强度不低于2900MPa。

一种制备高速铁路活性粉末混凝土预制构件的方法，包括以下步骤：1）按比例取各原料；

2）将石英砂、钢纤维、水泥、硅粉、粉煤灰按次序混合进行预搅拌，然后再加入水、减水剂继续搅拌；

3）进行振捣成型；