一种高流态环保抗裂预拌混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于混凝土领域，具体涉及一种高流态环保抗裂预拌混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土是当今建设工程不可或缺的重要材料，随着我国对基础设施投入的增加，混凝土的应用越来越广泛，而由混凝土材料建造的建筑的使用寿命与混凝土的耐久性直接相关。

混凝土的抗裂性能是影响混凝土结构耐久性的关键因素之一，在实际的混凝土工程构筑物中常常会有裂缝的出现，当裂缝宽度超过一定的限度后，不仅会影响到混凝土构件的承载力、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，加速对混凝土的侵蚀，同时，还会加剧混凝土内部钢筋的锈蚀。

因此，普通混凝土骨料粒径不均，工人懒于精细化施工，若监管不到位，很容易产生施工人员私自改变混凝土性状的现象（多为加水，增大水灰比，降低混凝土强度），非但复杂了建筑结构质量责任的争议，产生扯皮，且降低了工程施工质量，极大增加了质量隐患。

混凝土专家吴中伟在《混凝土科学技术的反思》一文中指出：“混凝土材料发展至今，出现了流动性与密实性的矛盾，出现了早期和后期裂缝的问题，出现了耐久性的问题。”在诸多混凝土结构的建设和使用过程中，裂缝问题作为混凝土耐久性问题的一个重要课题一直困扰着工程技术人员。尤其是随着近年来，商品混凝土和泵送混凝土的广泛应用以及结构形式日趋大型化、复杂化，使得这一问题越发突出。混凝土由干硬性和低流动性向高流动性转变，在提高混凝土匀质性和质量的同时也使得水泥用量增加、骨料粒径减小，这些都导致水化热增加和混凝土收缩的增大，大大加大了混凝土裂缝出现的可能性。同时随着社会经济和建筑技术的发展，建筑形式越来越丰富，复杂异形现浇结构对混凝土材料及施工技术提出了更高的要求。自密实混凝土、自流平混凝土、免振捣混凝土等具有高流动性、粘聚性、抗离析性的混凝土材料成为新的焦点。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种高流态环保抗裂预拌混凝土，在自流平混凝土的基础上，通过抗裂材料和水泥的质量比控制微裂缝的数量；通过超细膨润土微膨胀性能保证混凝土的体积稳定；通过填缝材料保证混凝土的密实性及强度。

本发明的技术方案如下：

一种高流态环保抗裂预拌混凝土，包括以下重量份数的原料为：改性水泥200～300份、矿渣粉80～100份、粉煤灰50～60份、细骨料550～700份、粗骨料570～700份、外加剂 15～26份、膨胀剂2～2.5份、抗裂纤维1.2～3.3份、水170～185份；所述外加剂包括聚羧酸系高性能减水剂和填缝材料。

所述的填缝材料为：琼脂60-80份、十三醇聚氧乙烯醚羧酸钠4-8份、淀粉5-13份、吸水树脂5-13份、超细膨润土4-8份、水10-20份。

所述改性水泥为：水泥200～300份、陶粒35-50份、吸水树脂30～60份与磷酸酯表面活化剂3-5份混合制得。

所述改性水泥的制备方法为：将吸水树脂30～60份和水泥200～300份混合，然后加入陶粒35-50份、磷酸酯表面活化剂3-5份混合均匀。

所述的填缝材料的制备方法为：将琼脂60-80份、十三醇聚氧乙烯醚羧酸钠4-8份混合均匀，然后缓慢加入淀粉5-13份和水10-20份的稠状混合浆体，搅拌至均匀；加入吸水树脂5-13份、超细膨润土4-8份搅拌均匀即得。

上述高流态环保抗裂预拌混凝土的制备方法，包括以下步骤：

（1）将抗裂纤维、水及外加剂混合均匀，放置30-60min；

（2）加入改性水泥、细骨料、粗骨料搅拌均匀；

（3）最后加入矿渣粉、粉煤灰、膨胀剂搅拌均匀即可。

改性水泥中的吸水树脂在混凝土加水搅拌初期快速吸水膨胀，随着水泥水化体积增大，对吸水树脂的形成挤压，吸水树脂逐渐放出水，体积变小，最终硫铝酸盐水泥水化相与吸水树脂形成体积互补，不但提高了混凝土中浆体的密实度，而且不影响骨料的堆积密实度；水泥水化过程放热，导致填缝材料中的琼脂熔化，填入到缝隙中；同时超细膨润土具有强的吸湿性和膨胀性，可吸附8～15倍于自身体积的水量。十三醇聚氧乙烯醚羧酸钠作表面活性剂，不但提高与水泥基材料的相容性，而且提高填缝材料的分散性。

本发明的有益效果：

1、高粘聚性、高保水性、微膨胀性能

自流平混凝土具有高粘聚性；保证混凝土流动及停放过程中不发生离析现象。具有高保水性；保证混凝土硬化过程表面无泌水。硬化过程不收缩，具有微膨胀性能。本发明采用改性水泥中的陶粒保证保水性，采用外加剂及减水剂的配合提高保证高粘聚性，采用有微膨胀效果的膨胀剂及填缝材料保证硬化过程不收缩及裂缝及时填堵的功能。

2. 裂缝少、密实性高

本发明所述高流态环保，是在自流平混凝土的基础上，采用改性水泥，加入适量抗裂纤维，既增加了流动度、和易性，又增加了抗弯和柔韧性，大大降低裂缝的产生，同时采用填缝材料，保证不可避免产生的裂缝的密实性。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

改性水泥的制备：将吸水树脂60份和水泥300份混合，然后加入陶粒50份、磷酸酯表面活化剂5份混合均匀。

填缝材料的制备：将琼脂80份、十三醇聚氧乙烯醚羧酸钠8份混合均匀，然后缓慢加入淀粉13份和水20份的稠状混合浆体，搅拌至均匀；加入吸水树脂13份、超细膨润土8份搅拌均匀即得。

一种高流态环保抗裂预拌混凝土的制备方法，包括以下步骤：

（1）将抗裂纤维1.2kg、水170kg及聚羧酸系高性能减水剂5kg、填缝材料10kg混合均匀，放置60min；

（2）加入改性水泥200kg、细骨料550kg、粗骨料570kg搅拌均匀；

（3）最后加入矿渣粉80kg、粉煤灰50kg、膨胀剂2kg搅拌均匀即可。

实施例2

改性水泥的制备：将吸水树脂30份和水泥200份混合，然后加入陶粒35份、磷酸酯表面活化剂3份混合均匀。

填缝材料的制备：将琼脂60份、十三醇聚氧乙烯醚羧酸钠4份混合均匀，然后缓慢加入淀粉5份和水10份的稠状混合浆体，搅拌至均匀；加入吸水树脂5份、超细膨润土4份搅拌均匀即得。

一种高流态环保抗裂预拌混凝土的制备方法，包括以下步骤：

（1）将抗裂纤维3.3kg、水185kg及聚羧酸系高性能减水剂13kg、填缝材料13kg混合均匀，放置30min；

（2）加入改性水泥300kg、细骨料700kg、粗骨料700kg搅拌均匀；

（3）最后加入矿渣粉100kg、粉煤灰60kg、膨胀剂2.5kg搅拌均匀即可。

实施例3

一种高流态环保抗裂预拌混凝土，包括以下重量份数的原料为：改性水泥250份、矿渣粉90份、粉煤灰55份、细骨料640份、粗骨料680份、外加剂 20份、膨胀剂2.3份、抗裂纤维2.1份、水175份；所述外加剂包括聚羧酸系高性能减水剂和填缝材料。

所述改性水泥的制备方法为：将吸水树脂45份和水泥250份混合，然后加入陶粒43份、磷酸酯表面活化剂4份混合均匀。

所述的填缝材料的制备方法为：将琼脂70份、十三醇聚氧乙烯醚羧酸钠6份混合均匀，然后缓慢加入淀粉9份和水15份的稠状混合浆体，搅拌至均匀；加入吸水树脂9份、超细膨润土6份搅拌均匀即得。

上述高流态环保抗裂预拌混凝土的制备方法，包括以下步骤：

（1）将抗裂纤维2.1kg、水175kg及聚羧酸系高性能减水剂5kg和填缝材料15kg混合均匀，待吸水树脂吸水饱和；

（2）加入改性水泥250kg、细骨料640kg、粗骨料680kg搅拌均匀；

（3）最后加入矿渣粉90kg、粉煤灰55kg、膨胀剂2.3kg搅拌均匀即可。

实施效果例

按照国家标准GB/T14902-2012预拌混凝土的规定，将上述实施例1-3制备的高流态环保抗裂预拌混凝土，进行相关性能分析；混凝土强度分析，按照GB/T 50107-2010的规定的统计方法评定，选取组数为12，采取表1的合格评定系数；坍落度、扩展度、含气量以及水溶性氯离子含量均按照标准GB/T14902-2012规定的方法及标准检测，结果见表2。

表1混凝土强度的合格评定系数

表2 实施例1-3制备得到的高流态环保抗裂预拌混凝土性能分析