一种抗裂性大体积混凝土及其制备方法技术

本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种抗裂性大体积混凝土及其制备方法。大体积混凝土包括以下原料：水泥、粉煤灰、矿渣粉、水、细骨料、粗骨料、减水剂、内养护剂、缓凝剂、膨胀剂、增强纤维；其制备方法为：S1.在20

【技术实现步骤摘要】
一种抗裂性大体积混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种抗裂性大体积混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]大体积混凝土是指混凝土结构实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土。现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。
[0003]大体积混凝土的水泥水化过程中会释放大量的热量，且大体积混凝土的表面系数较小，水泥水化热释放的较为集中，使得大体积混凝土内部的热量不如表面热量散失得快，造成内外温差过大，其所产生的温度应力会使得大体积混凝土出现开裂的现象。同时，外界温差的变化与混凝土的自收缩都会增加裂缝的生成，使得大体积混凝土的抗裂性能较差。
[0004]由于抗裂性能是影响大体积混凝土结构耐久性的关键因素之一，抗裂性能较差会影响到其构件的承载力、刚度和正常使用，还为氯离子、硫酸根离子等离子的渗透提供了路径，加速了对大体积混凝土的侵蚀，从而降低大体积混凝土的使用寿命。因此，研究一种抗裂性能较好的大体积混凝土具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]为了提高大体积混凝土的抗开裂性能，本申请提供一种抗裂性大体积混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种抗裂性大体积混凝土，采用如下的技术方案：
[0007]一种抗裂性大体积混凝土，包括以下重量份的原料：
[0008][0009][0010]所述内氧护剂采用高吸水性树脂。
[0011]通过采用上述技术方案，本申请采用特定比例范围的水泥、粉煤灰和矿渣粉作为胶凝材料，利用粉煤灰和矿渣粉较高的火山灰效应降低了水泥的用量，同时改善了水泥的级配，从而降低了水泥水化作用释放的热量，并且大幅度降低了最大放热速率，减少了温度应变所产生的应力，降低了大体积混凝土出现开裂现象的可能性。
[0012]并且，粉煤灰和矿渣粉也具有良好的填充效应，可以填充大体积混凝土中的有害孔隙，从而提高大体积混凝土的抗开裂性能、抗压强度和抗折强度，使得大体积混凝土的使用寿命得到延长。
[0013]本申请的减水剂采用聚羧酸减水剂，可以有效的减少大体积混凝土的用水量，降低水灰比，延迟大体积混凝土的最大水化热速率，同时降低大体积混凝土的孔隙率，从而提高大体积混凝土抗开裂性能和力学性能。
[0014]本申请的内养护剂采用高吸水树脂。高吸水树脂是一类带有许多亲水基团、具有三维网状结构的高分子聚合物，能够吸收自重几十倍到上千倍的水分，适度交联的三维网状结构又使其所吸收的水分不会轻易流失，因此具有吸水量大和保水性强的特点。将其加入大体积混凝土中可以吸收大体积混凝土中的多余的水分，降低水灰比，从而提高大体积混凝土的力学性能；同时利用高吸水树脂保水性强的特点，可以降低大体积混凝土凝结后干燥收缩的可能性，降低大体积混凝土出现开裂现象的可能性，提高大体积混凝土的抗裂性能。
[0015]本申请的膨胀剂选用氧化镁膨胀剂。本申请采用氧化镁膨胀剂与高吸水树脂按照特定比例混合搭配使用，先利用氧化镁膨胀剂的膨胀性水化产物来积累压缩能，以抵消后期收缩受约束形成的拉伸能，从而减小拉应力；同时，高吸水树脂利用其内氧护性能，通过缓释水分有效的抑制水泥水化产生的自生体积收缩，并且可以为氧化镁膨胀剂的水化提供持续且稳定的水分供应及充分的内部相对湿度。二者充分发挥彼此的协同作用，有效的提高了大体积混凝土的抗开裂性能和力学性能。
[0016]本申请向大体积混凝土中加入特定范围的缓凝剂，可以有效延长水泥拌合物的凝
结时间，与聚羧酸减水剂发挥协同作用，辅助水泥拌合物进行塑化过程。有效的降低了早期水化速率和水化热，减少温度应变所产生的的应力，从而降低大体积混凝土发生开裂现象的可能性。
[0017]本申请的增强纤维可以在大体积混凝土中良好的分布形成一种三维乱向支撑网，能够良好的抑制大体积混凝土中微裂缝的产生。同时增强纤维承受了大体积混凝土塑形变形所产生的的拉应力，从而降低了早期裂缝的生长及发展的可能性，明显提高了大体积混凝土的抗开裂性能和力学性能。
[0018]综上说述，本申请采用粉煤灰和矿渣粉替代部分水泥，并且采用聚羧酸减水剂、高吸水树脂、缓凝剂、氧化镁膨胀剂和增强纤维混合搭配使用，充分发挥彼此之间的协同作用，有效的改善了水泥级配，降低了早期水化速率及水化热释放，减少了温度应变所产生的应力，同时减少了大体积混凝土的自收缩，填充了大体积混凝土中的有害孔隙，从而提高了大体积混凝土的抗裂性能、抗压强度和抗折强度。
[0019]优选的，所述高吸水性树脂包括重量比为(1.5
‑
3.5):(0.5
‑
1.5)的淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺高吸水树脂和苹果渣高吸水树脂。
[0020]通过采用上述技术方案，本申请采用特定比例范围的淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺高吸水树脂和苹果渣高吸水树脂混合搭配使用，利用彼此之间的协同作用，有效的增强了二者的自养护效果，增强了大体积混凝土内部的相对湿度，从而大幅减小大体积混凝土的干缩，提高大体积混凝土的抗开裂性能。
[0021]优选的，所述淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺高吸水树脂采用以下方法制得：
[0022]在50
‑
60℃的温度下，将质量浓度为50
‑
54％的木薯淀粉水溶液和复合引发剂混合搅拌10
‑
15min，然后加入单体丙烯酰胺、质量浓度为65
‑
70％的丙烯酸钠水溶液和交联剂，反应30
‑
40min，在75
‑
80℃的温度下烘干至恒重，冷却，粉碎，得到淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺高吸水树脂；
[0023]所述木薯淀粉水溶液、复合引发剂、单体丙烯酰胺、丙烯酸钠水溶液和交联剂的重量比为100:(0.3
‑
0.4):(10
‑
12):(90
‑
108):(0.1
‑
0.2)。
[0024]优选的，所述复合引发剂包括重量比为(4
‑
6):1的浓度为10
‑
12mg/mL过硫酸铵溶液和浓度为10
‑
12mg/mL的硝酸沛铵溶液。
[0025]优选的，所述交联剂为N,N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺。
[0026]通过采用上述技术方案，本申请采用亲水性能好，接枝活性高的木薯淀粉、丙烯酰胺和丙烯酸作为原料，同时采用特定的引发剂来引发反应，得到淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺高吸水树脂，可以有效的延缓水泥浆体的水化过程，并延迟了放热速率，减少了温度应变产生的应力，降低了大体积混凝土的出现开裂现象的可能性。
[0027]同时淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺高吸水树脂可以利用其优异的保水性能，缓慢释放水分，增大了大体积混凝土内部的相对湿度，降低了大体积混凝土干燥收缩的可能性，从而提高了大体积混凝土的抗开裂性能。
[0028]优选的，所述苹果渣高吸水树脂采用以下方法制得：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗裂性大体积混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥
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230
‑
242份；粉煤灰
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110
‑
122份；矿渣粉
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70
‑
84份；水
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143
‑
157份；细骨料
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770
‑
776份；粗骨料
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1110
‑
1114份；减水剂
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2.4
‑
2.6份；内养护剂
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15
‑
20份；缓凝剂
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0.18
‑
0.2份；膨胀剂
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24
‑
26份；增强纤维
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20
‑
25份；所述内氧护剂采用高吸水性树脂。2.根据权利要求1所述的一种抗裂性大体积混凝土，其特征在于：所述高吸水性树脂包括重量比为（1.5
‑
3.5）:（0.5
‑
1.5）的淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺高吸水树脂和苹果渣高吸水树脂。3.根据权利要求2所述的一种抗裂性大体积混凝土，其特征在于：所述淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺高吸水树脂采用以下方法制得：在50
‑
60℃的温度下，将质量浓度为50
‑
54%的木薯淀粉水溶液和复合引发剂混合搅拌10
‑
15min，然后加入单体丙烯酰胺、质量浓度为65
‑
70%的丙烯酸钠水溶液和交联剂，反应30
‑
40min，在75
‑
80℃的温度下烘干至恒重，冷却，粉碎，得到淀粉接枝丙烯酸丙烯酰胺高吸水树脂；所述木薯淀粉水溶液、复合引发剂、单体丙烯酰胺、丙烯酸钠水溶液和交联剂的重量比为100:（0.3
‑
0.4）:（10
‑
12）:（90
‑
108）:（0.1
‑
0.2）。4.根据权利要求3所述的一种抗裂性大体积混凝土，其特征在于：所述复合引发剂包括重量比为（4
‑
6）:1的浓度为10
‑
12mg/mL过硫酸铵溶液和浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：张全贵，
申请(专利权)人：北京金隅混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：