一种预加内应力的大体积混凝土及制备方法技术

本发明专利技术属于混凝土技术领域，特别涉及一种预加内应力的大体积混凝土及制备方法，目的在于提供一种避免了应力集中和贯穿性裂缝的产生，有效提高了整体质量的大体积混凝土。它包括水泥、矿粉、粉煤灰、中砂、石子、减水剂、水和预加热异形金属纤维，按照一定的比例在常温条件下制备得到。通过在混凝土中引入预加热的金属材质异形纤维，可有效的在混凝土冷缩硬化过程中形成内部的预加应力。异形金属纤维在大体积混凝土中均匀分布，预加的应力可有效平衡混凝土中的拉应力，调节了裂缝的特征和分布形态，避免了应力集中和贯穿性裂缝的产生。本发明专利技术提供的预加内应力大体积混凝土，具有良好的抗裂性能，满足了生产和施工的要求。

A mass concrete with internal stress and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种预加内应力的大体积混凝土及制备方法
本专利技术属于混凝土
，特别涉及一种预加内应力的大体积混凝土及制备方法。
技术介绍
随着社会不断进步，各种高大结构建筑不断涌现，施工过程中，经常需要应用到大体积混凝土。在现代建筑结构中，随着水泥用量不断增大，水泥熟料的细度不断减小，使得大体积混凝土在浇筑时产生的水化热能不断提高。当大体积混凝土与外部环境存在较大温差且传热较慢时，就极容易在混凝土表面或结构约束面出现裂缝，这严重影响了工程质量，降低了工程使用期限。目前，对大体积混凝土的裂缝防控主要集中在施工方法和施工监测方面。如应用跳仓法分块浇筑大体积混凝土；在大体积混凝土中埋设冷却水管以传导内部热能。这些施工方法虽起到了一定效果，但或多或少都改变了大体积混凝土的整体结构，影响了混凝土的整体性能。在混凝土中埋设温度计和应变计可以对混凝土的温度发展历程和内应力变化进行监测，但只是一种测量手段，并不包含控制裂缝发生的方法。大体积混凝土的温度裂缝主要有两种。在大体积混凝土浇筑后的升温阶段，内部水化热升温，表面的混凝土受到内部热膨胀约束产生拉应力，超过混凝土极限强度时就会在表面产生裂缝。混凝土从降温开始的冷缩阶段，受到基础和相邻结构的约束，会在内部产生拉应力，很容易形成危害性较大的内部贯穿裂缝，严重影响建筑物质量和使用。因此，如何提供一种能够避免应力集中和贯穿性裂缝产生的新型混凝土，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术提供了一种预加内应力的大体积混凝土及制备方法，通过在混凝土中引入预加热的金属材质异形纤维，可有效的在混凝土冷缩硬化过程中形成内部的预加应力。经过预加热的金属纤维加入混凝土中后，由于混凝土导热性能较差，热能可较长时间积聚在纤维中。因此，当混凝土中凝结后呈现固态硬化时，金属纤维温度仍较高，随着金属纤维内部热能的不断释放和纤维长度的不断收缩，纤维就可以通过与混凝土的粘结力在混凝土中产生内部预应力。金属纤维在大体积混凝土中均匀分布，预加的应力可有效平衡混凝土中的拉应力，调节了裂缝的特征和分布形态，避免了应力集中和贯穿性裂缝的产生，有效提高了大体积混凝土的整体质量。为解决以上技术问题，本专利技术包括如下技术方案：一种预加内应力的大体积混凝土，包括：水泥、矿粉、粉煤灰、中砂、石子、减水剂、水和预加热异形金属纤维，各成分的单方用量配比(kg/m3)如下：与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：本专利技术提供了一种预加内应力的大体积混凝土，包括水泥、矿粉、粉煤灰、中砂、石子、减水剂、水和预加热异形金属纤维，按照一定的比例在常温条件下制备得到。通过在混凝土中引入预加热的金属材质异形纤维，可有效的在混凝土冷缩硬化过程中形成内部的预加应力。经过预加热的金属纤维加入混凝土中后，由于混凝土导热性能较差，热能可较长时间积聚在纤维中。因此，当混凝土中凝结后呈现固态硬化时，金属纤维温度仍较高，随着金属纤维内部热能的不断释放和纤维长度的不断收缩，纤维就可以通过与混凝土的粘结力在混凝土中产生内部预应力。异形金属纤维在大体积混凝土中均匀分布，预加的应力可有效平衡混凝土中的拉应力，调节了裂缝的特征和分布形态，避免了应力集中和贯穿性裂缝的产生，有效提高了大体积混凝土的整体质量。本专利技术提供的预加内应力大体积混凝土，具有良好的抗裂性能，满足了生产和施工的要求。进一步地，为了使得热能较长时间积聚在纤维中，所述预加热异形金属纤维为用烘箱或其他加热设备预加热至100～300℃的金属纤维。进一步地，为了取材方便，节省成本，中砂选择普通黄砂，所述中砂的细度模数为2.3～3.0。进一步地，所述减水剂为中效减水剂，减水率≥14％。本专利技术还提供了前述的预加内应力的大体积混凝土的制备方法，该制备方法包括如下步骤：步骤一、向搅拌机内加入水泥、矿粉、粉煤灰、中砂和石子，并搅拌；步骤二、加入减水剂和水，并搅拌；步骤三、均匀撒播预加热异形金属纤维，并搅拌，完成所述预加内应力的大体积混凝土的配制。特别地，本专利技术还提供了前述的预加内应力的大体积混凝土的制备方法，该施工方法包括如下步骤：步骤一、向搅拌机内加入水泥、矿粉、粉煤灰、中砂、石子和预加热异形金属纤维，并搅拌；步骤二、加入减水剂和水，并搅拌，完成所述预加内应力的大体积混凝土的配制。附图说明图1为普通大体积混凝土结构约束面的示意图。图2为本专利技术一实施例中预加内应力的大体积混凝土结构约束面的示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提供的一种预加内应力的大体积混凝土及制备方法作进一步详细说明。结合下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。本专利技术实施例中水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥；矿粉为粒化高炉矿渣粉，其等级包括S95、S105、S115；粉煤灰为符合国家标准规定的Ⅱ粉煤灰，粗骨料为石子，为符合《GB/T14685-2011》标准规定的5-25粒径粗骨料；细骨料为中砂，中砂为普通黄砂，细度模数为2.3-3.0，所用减水剂为中效减水剂，减水率通常≥14％，水为普通自来水。原材料的称量和混凝土的搅拌应满足《混凝土质量控制标准》(GB50164-2011)和《钢纤维混凝土》(JG/T472-2015)要求。测试时，依照《大体积混凝土施工标准》GB50496-2018规定，采用预加内应力大体积混凝土和普通大体积混凝土各浇筑边长1.2m的立方体混凝土块，并对模板接触面的温降约束裂缝进行观察比较。实施例1预加内应力的大体积混凝土各成分的单方用量配比(kg/m3)如表1所示。单方用量配比是指1m3的预加内应力的大体积混凝土中各组分的重量比。表1预加内应力的大体积混凝土的配比(kg/m3)(强度为C25)水泥矿粉粉煤灰中砂石子水减水剂预加热异形金属纤维2301007075010501734.127配制时，可采用先干拌预加热异形金属纤维、骨料、胶凝材料，后加入水和减水剂的方法进行搅拌；也可采用先搅拌混凝土，后在其中均匀播撒预加热异形金属纤维搅拌的方法进行制备。配制方法：按照表1的配方配制预加内应力的大体积混凝土，包括如下步骤：步骤一、向搅拌机内加入水泥、矿粉、粉煤灰、中砂和石子，并搅拌30s；步骤二、加入减水剂和水，并搅拌120～240s；步骤三、均匀撒播预加热异形金属纤维，并搅拌30s，完成所述预加内应力的大体积混凝土的配制。或者，按照表1的配方配制预加内应力的大体积混凝土，包括如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预加内应力的大体积混凝土，其特征在于，包括：水泥、矿粉、粉煤灰、中砂、石子、减水剂、水和预加热异形金属纤维，各成分的单方用量配比(kg/m

【技术特征摘要】
1.一种预加内应力的大体积混凝土，其特征在于，包括：水泥、矿粉、粉煤灰、中砂、石子、减水剂、水和预加热异形金属纤维，各成分的单方用量配比(kg/m3)如下：





2.如权利要求1所述的预加内应力的大体积混凝土，其特征在于，所述预加热异形金属纤维为用烘箱或其他加热设备预加热至100～300℃的金属纤维。


3.如权利要求1所述的预加内应力的大体积混凝土，其特征在于，所述中砂的细度模数为2.3～3.0。


4.如权利要求1所述的预加内应力的大体积混凝土，其特征在于，所述减水剂为中效减水剂，减水率≥14％。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王圣怡，占羿箭，朱然，徐俊，史晓婉，
申请(专利权)人：上海建工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31