【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料，具体涉及一种低收缩抗裂混凝土及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，我国城市轨道交通快速发展，地铁已经成为很多城市重要的基础设施。地铁工程所处的水文地质条件较为复杂，隧道对主体结构防水性能要求较高。但受所处环境、结构形式及施工工艺等因素影响，地下工程的混凝土往往在施工期就出现严重的开裂现象。尽管c30以上强度等级的混凝土渗透系数能够满足刚性防水的要求，但一旦混凝土开裂，其渗透系数呈指数增加，将影响结构的耐久性和使用寿命，也会出现渗水漏水现象，影响基础设施的使用。
2、水泥混凝土在水化硬化过程中，其自身的水化反应以及和周围环境的水分交换，使混凝土存在自收缩和干燥收缩的现象。常见的养护措施如覆膜(湿麻袋或塑料薄膜)，蓄水养护、洒水等仅能对表层混凝土进行保护。由于现代混凝土渗透系数较低，水分难以渗透进混凝土内部，常见养护措施对降低混凝土收缩效果有限。在配合比中加入膨胀剂，对混凝土的体积收缩进行补偿是解决其自生体积收缩的较为直接的方式。但是该方法忽视了水化反应初期对裂缝的产生和发展。现阶段混凝土裂缝的问题难以解决主要是由于早期对裂缝的产生没有察觉，裂缝将会继续沿结构延伸扩展。
3、为解决混凝土自生体积收缩的问题，内养护技术也是近年来较受关注的方法。内养护技术是指通过在新拌混凝土中掺入具有预吸水功能的内养护材料储存一定水分，在混凝土硬化过程中，利用内养护材适时释放水分，降低混凝土的自干燥收缩。目前，具有代表性的内养护材料包括高吸水性树脂和轻集料。使用轻集料作为内养护材料，易产生工作性能变差，集
4、稻壳灰是稻壳经燃烧之后剩下的无机产物。稻壳灰中含有大量的活性sio2，是一种低成本高硅火山灰材料，也是一种可以部分替代硅灰的生态型材料。一些研究中将其用于混凝土中，用于制备绿色高性能混凝土。例如，中国专利cn 108046671 a中，用稻壳灰取代部分硅灰制作了绿色高性能混凝土，利用了稻壳灰的火山灰活性。中国专利cn113620667 a中公开了一种高耐候性的低收缩混凝土及其制备方法，该方法也将稻壳灰作为胶凝材料的一部分，通过添加复合膨胀剂，并采用乙酸乙烯/硅藻土水凝胶控制混凝土内部的水分。该方法通过水泥和偏高岭土、石灰石粉、稻壳灰之间的复配，改善混凝土孔结构，本质上也是利用稻壳灰的火山灰效应，将其作为胶凝材料。中国专利cn 112521036 a公布了一种高性能低温稻壳灰及掺有该稻壳灰的高性能混凝土，利用盐酸沸水浴等技术手段，制备活性sio2含量达90％以上的稻壳灰，并利用所专利技术的稻壳灰有效替代硅灰作为矿物掺合料掺入水泥基材料，制备了高性能混凝土。
5、现有研究中，对于稻壳灰的应用，均是围绕其活性，利用其替代硅灰，到达节约水泥用量，降低成本的目的。但是，由于稻壳灰具有较强的吸水性，现有研究一般通过控制稻壳灰掺量、控制稻壳灰细度、延长粉磨时间破坏稻壳灰孔结构等方式，降低稻壳灰吸水对混凝土工作性能和力学性能带来的负面影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：提供一种低收缩抗裂混凝土及其制备方法，通过预处理将其作为水分的载体，在混凝土水化过程中在内部释放水分，采用膨胀剂和稻壳灰内养护材料双掺的方法，从收缩抑制和补偿两个角度共同减小混凝土收缩。
2、本专利技术的技术方案为：
3、一种低收缩抗裂混凝土及其制备方法，包括以下组分，各组分按质量份数计算：
4、水：140～200份，
5、水泥：300～400份，
6、砂：650～850份，
7、碎石：950～1100份，
8、减水剂：6.0～10.0份，
9、粉煤灰：50～100份，
10、膨胀剂：15～20份，
11、稻壳灰：15～35份；
12、其中，所述的水为城市普通自来水；
13、所述水泥为强度等级42.5的硅酸盐水泥；
14、所述粉煤灰为一级粉煤灰；
15、所述砂为普通河砂；
16、所述减水剂为聚羧酸高效减水剂；
17、所述膨胀剂为uea类ⅱ型型膨胀剂
18、所述稻壳灰应进行如下处理：
19、(1)在600～700℃烧制60分钟，自然冷却至常温；
20、(2)在转数200r/min，球质比为5:1的条件下球磨1h，并通过200目筛孔筛分。
21、所述稻壳灰在拌和前应进行饱水处理，达到饱和面干状态，处理方式如下：
22、(1)将稻壳灰取样，烘干至质量恒定，测量其吸水率；
23、(2)将稻壳灰称重，并依据吸水率称量相应重量的水，将稻壳灰与水充分混合；
24、(3)拌合前，将稻壳灰与20～40％用于混凝土拌合的水混合搅拌，浸泡20～30分钟。
25、作为优选，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂，含固量40％，减水率＞32％；
26、作为优选，所述膨胀剂为uea型膨胀剂，膨胀率大于0.02％；
27、作为优选，所述碎石为公称粒径为5～25mm连续颗粒级配的碎石，其中针、片状颗粒含量<15％，压碎值指标≤10％，含泥量≤1.0％，泥块含量<0.5％，含水率<0.2％。
28、本专利技术所述的一种低收缩抗裂混凝土的制备方法包括如下步骤：首先将水称重后分为60～70％和30～40％两份；其次，将稻壳灰与20～40％的水混合，搅拌，浸泡20～30分钟；之后，水泥、粉煤灰、砂、碎石依次放入搅拌机干拌2～5分钟；将减水剂、膨胀剂与60～70％的水混合，搅拌均匀；然后，将减水剂、膨胀剂和水的混合溶液加入搅拌机，搅拌5～10分钟；最后，将另一部分水和稻壳灰混合液导入搅拌机中，搅拌5～10分钟。将所制得的混凝土装入试模，移入养护室，养护24小时后拆模，继续在养护室养护，制得所述低收缩高强混凝土。
29、本专利技术所述的有益效果为：
30、1.本专利技术通过使用膨胀剂和稻壳灰双掺的方式，从收缩补偿和收缩抑制两方面减小混凝土的收缩和开裂，在不明显降低混凝土抗压强度的前提下，实现大幅减小其收缩目的，所是制备的混凝土体积较为稳定，抗早期开裂性能优异，可提高其耐久性和服役性能。
31、2.本专利技术利用了稻壳灰的多孔结构，通过对其预处理，将其作为内养护材料，实现对混凝土内部相对湿度的调控，改善了混凝土的早期收缩性能，提升了其抗裂性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特征在于：包括以下组分，各组分按质量份数计算：水：140～200份，水泥：300～400份；砂：650～850份；碎石：950～1100份；减水剂：6.0～10.0份；粉煤灰：50～100份；膨胀剂：15～20份；稻壳灰：15～35份；其中，所述的水为城市普通自来水；所述水泥为强度等级42.5的硅酸盐水泥；所述粉煤灰为一级粉煤灰。
2.根据权利要求1所述的双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特征在于：所述砂为普通河砂。
3.根据权利要求1所述的双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
4.根据权利要求1所述的双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特征在于：所述膨胀剂为UEA类Ⅱ型膨胀剂。
5.根据权利要求1所述的双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特征在于：所述稻壳灰应进行如下处理：在转数200r/min，球质比为5:1的条件下球磨1h，并通过200目筛孔。
6.根据权利要求1所述的双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特
7.根据权利要求1所述的双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸高效减水剂，含固量40％，减水率＞32％。
8.根据权利要求1所述的双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特征在于：所述膨胀剂为UEA型膨胀剂，膨胀率大于0.02％。
9.根据权利要求1所述的双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特征在于：所述碎石为公称粒径为5～25mm连续颗粒级配的碎石，其中针、片状颗粒含量<15％，压碎值指标≤10％，含泥量≤1.0％，泥块含量<0.5％，含水率<0.2％。
10.一种低收缩抗裂混凝土的制备方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特征在于：包括以下组分，各组分按质量份数计算：水：140～200份，水泥：300～400份；砂：650～850份；碎石：950～1100份；减水剂：6.0～10.0份；粉煤灰：50～100份；膨胀剂：15～20份；稻壳灰：15～35份；其中，所述的水为城市普通自来水；所述水泥为强度等级42.5的硅酸盐水泥；所述粉煤灰为一级粉煤灰。
2.根据权利要求1所述的双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特征在于：所述砂为普通河砂。
3.根据权利要求1所述的双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
4.根据权利要求1所述的双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特征在于：所述膨胀剂为uea类ⅱ型膨胀剂。
5.根据权利要求1所述的双掺膨胀剂和稻壳灰的低收缩抗裂混凝土，其特征在于：所述稻壳灰应进行如下处...
【专利技术属性】
技术研发人员：张震宇，覃泽宏，堵夫迎，张桥兵，黄景新，安刚建，张冬，张普，周超凡，卢志勇，丁家蒙，
申请(专利权)人：中铁四局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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