一种低温升、高抗裂大体积混凝土、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种低温升、高抗裂大体积混凝土、制备方法及应用，大体积混凝土包括如下重量份的成分：低热硅酸盐水泥240～300份，粉煤灰80～140份，抗裂剂28～36份，砂750～810份，碎石1050～1150份，水80～130份，碎冰20～60份，聚羧酸减水剂3～5份。本发明专利技术使用低热硅酸盐水泥作为主要胶凝材料，明显降低了混凝土早期水化放热速率及结构温升值；掺加温度变形双重调控抗裂剂制备的低温升、高抗裂大体积混凝土，延缓水泥早期水化、降低承台大体积混凝土温升，同时在温升阶段产生明显体积膨胀及温降阶段产生补偿收缩作用，大大提升了结构混凝土抗裂性能，降低混凝土开裂风险，且具有优异的力学性能和耐久性能，延长了承台混凝土服役寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种低温升、高抗裂大体积混凝土、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及大体积混凝土施工
，尤其涉及一种低温升、高抗裂大体积混凝土、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着社会生产力的不断进步和科技水平的不断提高，我国跨江、跨海桥梁工程建设得到了突飞猛进的发展，显著改善了交通运输效率。随着桥梁跨径不断增大，承台体积也越来越大。作为连接桥梁桩基和桥墩的重要结构，承台主要作用是将上部荷载传递到下部桩基中，承台混凝土不仅要满足设计强度等级，还要满足结构设计使用年限的耐久性要求，因此混凝土质量必须严格控制，尤其是早期因收缩引起的开裂问题。对于大跨径桥梁而言，其承台属于典型的大体积混凝土结构，混凝土强度等级通常不低于C40，混凝土早期强度与弹模发展较为迅速，胶凝材料水化放热快、温升高、自收缩大，湿热耦合变形受到内、外强约束，因此收缩开裂风险突出。工程实践中，众多桥梁工程大体积混凝土结构施工期即出现不同程度的收缩开裂现象，已成为桥梁建设的一大顽疾。
[0003]目前承台大体积混凝土主要采取普通硅酸盐水泥作为胶凝材料制备，在水泥水化过程中放出大量热量，并迅速产生较大温升，大体积混凝土内部形成温度梯度，很容易造成开裂。常见的控制混凝土开裂方法包括选择优质原材料、优化配合比、使用冷却水管等措施，但对于桥梁大体积承台来说，单一或某几个常规措施并不能解决混凝土开裂问题，严重影响了桥梁工程服役寿命和使用安全。
[0004]现有的技术文献：CN102747742B中公布了一种桥梁承台大体积混凝土结构施工方法，但该方法主要是从结构施工方法来减少承台大体积混凝土温度裂缝的风险，而并未从材料本身角度考虑提升混凝土抗裂性能；
[0005]CN111441246A公布了一种高强大体积强约束索塔混凝土裂缝控制方法，但该方法适用于桥梁索塔高强混凝土，而对于承台等大体积混凝土结构中低强混凝土并不完全适用。
[0006]因此，亟需一种针对桥梁大体积承台结构混凝土抗裂技术，能有效降低收缩开裂风险，做到承台结构混凝土少裂甚至不裂，从而提升工程质量。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种低温升、高抗裂大体积混凝土、制备方法及应用,使大体积混凝土具有良好的力学性能、抗裂性能和耐久性能，且制备方法简单、可行性高，可应用大体积混凝土结构等，适用性强。
[0008]为达到上述技术目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种低温升、高抗裂大体积混凝土，由如下重量份的成分组成：
[0010]水泥240～300份，
[0011]粉煤灰80～140份，
[0012]抗裂剂28～36份，
[0013]砂750～810份，
[0014]碎石1050～1150份，
[0015]碎冰20～60份，
[0016]减水剂3～5份，
[0017]冷水80～130份。
[0018]进一步的，所述水泥为强度等级为42.5的低热硅酸盐水泥，C3A含量≤6％，3d水化热≤230kJ/kg，7d水化热≤260kJ/kg。
[0019]进一步的，所述粉煤灰为F类I级粉煤灰，流动度比≥95％。
[0020]进一步的，所述抗裂剂为温度变形双重调控抗裂剂，由如下质量百分数的成分组成：30～60％钙质膨胀材料，35～50％镁质膨胀材料和2～5％水化温升抑制材料。
[0021]进一步的，所述钙质膨胀材料为氧化钙含量≥70％的氧化钙熟料，所述镁质膨胀材料为氧化镁含量≥80％且活性值为50～200s的高活性氧化镁熟料，所述水化温升抑制材料为数均分子量为5000
‑
30000的改性多聚糖。
[0022]进一步的，所述砂为河砂，细度模数为2.3～2.8，含泥量≤2.5％，泥块含量≤0.5％。
[0023]进一步的，所述碎石为5～25mm连续级配碎石，含泥量≤1.0％，针片状含量≤8％。
[0024]进一步的，所述碎冰的粒径不超过5mm，且温度≤
‑
4℃。
[0025]进一步的，所述冷水为水温≤10℃的低温水，且当处于夏季高温时所述冷水的水温≤5℃。
[0026]进一步的，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为20～30％，28d干燥收缩率比≤100％。
[0027]第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面中任一项所述的低温升、高抗裂大体积混凝土的制备方法，包含以下步骤：
[0028]采用混凝土制冰系统和冷水机组提前制备满足要求的碎冰和冷水，保障混凝土生产过程中碎冰和冷水供应量充足；
[0029]将称量好的河砂、碎石、碎冰、水泥、粉煤灰、抗裂剂置于搅拌机中均匀搅拌30～50s，碎冰应随河砂、碎石一同由皮带输送机均匀输送至搅拌机内，碎冰下料时间为5～10s，避免所有碎冰一次性倒入而发生结团；
[0030]将称量好的减水剂、冷水混合均匀，加入步骤搅拌均匀的混合物中，继续搅拌均匀，总搅拌时间为120～180s，控制混凝土出机温度≤26℃。
[0031]进一步的，所述抗裂剂为温度变形双重调控抗裂剂，由如下质量百分数的成分组成：30～60％钙质膨胀材料，35～50％镁质膨胀材料和2～5％水化温升抑制材料；
[0032]其中，所述钙质膨胀材料采用由石灰石为主要原材料在回转窑内高温下煅烧后，经磨细制得的氧化钙熟料，氧化钙含量≥70％；
[0033]所述镁质膨胀材料采用由菱镁矿或菱镁矿尾矿中一种或两种混合物采用悬浮窑煅烧技术制备而成的高活性氧化镁熟料，氧化镁含量≥80％，活性值为50～200s；
[0034]所述水化温升抑制剂材料采用由酶解或酸解淀粉通过交联反应得到的改性多聚
糖，数均分子量为5000
‑
30000。
[0035]第三方面，本专利技术还提供了一种如第一方面中任一项所述的低温升、高抗裂大体积混凝土的应用，所述大体积混凝土应用于桥梁承台或塔座。
[0036]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
[0037]本专利技术提供的大体积混凝土、制备方法及应用中使用低热硅酸盐水泥制备承台等大体积混凝土，有效降低了水泥水化放热，进而降低承台等混凝土结构温升，有利于减少因放热、温升所造成的混凝土温度裂缝；
[0038]并且，通过掺加温度变形双重调控抗裂剂制备低温升、高抗裂混凝土，抗裂剂中水化热调控组分能够延缓水泥早期水化，而不影响后期水泥水化，进一步降低了承台等大体积混凝土结构温升；以及在抗裂剂中补偿收缩组分有利于在混凝土各阶段产生膨胀作用，从而补偿混凝土自收缩和温度收缩产生的收缩变形，提高了承台等混凝土结构的抗裂性能，从而达到承台等大体积混凝土不开裂的效果；即适用于桥梁索塔高强混凝土，也适用于承台等大体积混凝土结构中低强混凝土，施工条件适应性强，应用广泛；
[0039]上述大体积混凝土除了具有优异的抗裂性能外，还具有良好的力学性能、热学性能和耐久性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温升、高抗裂大体积混凝土，其特征在于，由如下重量份的成分组成：水泥240～300份，粉煤灰80～140份，抗裂剂28～36份，砂750～810份，碎石1050～1150份，碎冰20～60份，减水剂3～5份，冷水80～130份。2.根据权利要求1所述的一种低温升、高抗裂大体积混凝土，其特征在于，所述水泥为强度等级为42.5的低热硅酸盐水泥，C3A含量≤6％，3d水化热≤230kJ/kg，7d水化热≤260kJ/kg。3.根据权利要求1所述的一种低温升、高抗裂大体积混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为F类I级粉煤灰，流动度比≥95％。4.根据权利要求1所述的一种低温升、高抗裂大体积混凝土，其特征在于，所述抗裂剂为温度变形双重调控抗裂剂，由如下质量百分数的成分组成：30～60％钙质膨胀材料，35～50％镁质膨胀材料和2～5％水化温升抑制材料。5.根据权利要求4所述的一种低温升、高抗裂大体积混凝土，其特征在于，所述钙质膨胀材料为氧化钙含量≥70％的氧化钙熟料，所述镁质膨胀材料为氧化镁含量≥80％且活性值为50～200s的高活性氧化镁熟料，所述水化温升抑制材料为数均分子量为5000
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30000的改性多聚糖。6.根据权利要求1所述的一种低温升、高抗裂大体积混凝土，其特征在于，所述砂为河砂，细度模数为2.3～2.8，含泥量≤2.5％，泥块含量≤0.5％。7.根据权利要求1所述的一种低温升、高抗裂大体积混凝土，其特征在于，所述碎石为5～25mm连续级配碎石，含泥量≤1.0％，针片状含量≤8％。8.根据权利要求1所述的一种低温升、高抗裂大体积混凝土，其特征在于：所述碎冰的粒径不超过5mm，且温度≤
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4℃。9.根据权利要求1所述的一种低温升、高抗裂大体积混凝土，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘加平，蒋振雄，潘利，徐文，李镇，王强，杨睿，李明，王瑞，王育江，
申请(专利权)人：江苏省交通工程建设局东南大学江苏苏博特新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：