[发明专利]一种轻骨料微膨胀抗开裂混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料领域的一种新型混凝土，可以有效降低混凝土中由温度收缩和自生收缩引起的内部拉应力，由此产生的开裂可以受到有效的控制，使混凝土中出现的裂缝间隙得以减小、裂缝数量得以降低。

背景技术

混凝土中产生的开裂问题，是由拌合水蒸发引起的干燥收缩、水化反应引起的自生收缩、水化反应过程引起的混凝土的温度上升和温度下降而发生的温度变形等原因所导致的。

温度变形是水泥水化反应过程中放热升温引起的体积膨胀和之后失热降温引起的体积收缩。尤其是断面面积较大的大型混凝土结构物，以及虽然断面面积不大但是单位体积水泥用量较多的混凝土结构物，由于水泥的水化反应过程中放出的热量释放缓慢而使得温度变形很容易产生。同时，混凝土自身由于内部水化反应消耗部分拌合水而造成相对干燥，在毛细吸力的作用下体积发生自生收缩，在温度升高的影响下，这种收缩加速增长。另外，混凝土内部没有参加水化反应剩余的水分，在混凝土硬化后长达数年的过程中逐渐散失到周围空气中，进一步加剧内部毛细吸力的作用，引起更大的收缩，这种收缩被称为干燥收缩。这三种收缩是造成出现裂缝的主要原因，由于均与温度有关，统称所谓的温度开裂问题。

过去出现过各种各样用于抑制混凝土开裂的方法，如添加膨胀剂、减缩剂、钢纤维等。根据实践经验，抗开裂效果均不理想。这是因为膨胀剂和减缩剂只能缓解自生收缩，而不能有效消除温度收缩的影响；钢纤维对抗拉强度的帮助还不足以抵消收缩引起的拉应力。

上述方法对降低自干燥引起的自生收缩，和抑制自生收缩引起的开裂虽然在一定程度上有效，但是对前面提到的温度变形引起的开裂的发生和内部拉应力的出现，并不能有效防止。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种轻骨料微膨胀抗开裂混凝土。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种轻骨料微膨胀抗开裂混凝土，由水泥、骨料、膨胀剂和水以抗压强度在100MPa以下的配合比配制，混合搅拌而成，用等体积的轻骨料替换部分骨料，替换率为15％-100％。

作为进一步的改进，所述混凝土中使用的轻骨料筒压强度不大于100MPa。

作为更进一步的改进，所述混凝土的水灰比在25-75％范围内。

作为更进一步的改进，所述混凝土中使用的每立方米混凝土中添加膨胀剂的用量不多于水泥用量的20％。

本发明提出的抗开裂混凝土，在水泥水化反应引起温度上升的同时，膨胀剂与水发生化学反应产生膨胀，使刚度比普通骨料低的轻骨料发生更大的弹性压缩。这样，对于抗压强度在100MPa以下的混凝土配合比，用这种轻骨料替换全部粗骨料体积的15-100％，可以在混凝土温度上升时使轻骨料产生一定的弹性压缩变形。然后，在温度下降引起混凝土体积收缩的过程中，这种轻骨料的弹性压缩变形可以发生恢复，由于该变形可以部分抵消硬化水泥浆体和硬化砂浆的收缩变形，所以温度收缩变形得到缓解。进而，由温度变形引起的混凝土开裂能够得到抑制。

还有，对于抗压强度在100MPa以下的混凝土配合比，用轻骨料替换全部粗骨料体积的15-100％，这种轻骨料可以很好地发挥存储水分的机能。轻骨料内部的空隙可以存储水分，在混凝土硬化过程中缓慢释放水并且提供给膨胀剂进行反应。因此，当温度下降时，该轻骨料持续提供水分引起的膨胀剂膨胀作用和水泥的水化反应相结合，可以使膨胀作用持续进行，发挥进一步降低温度收缩的效果。

具体实施方式

本发明混凝土由水泥、骨料、膨胀剂和水混合搅拌而成，以抗压强度在100MPa以下的配合比配制，用等体积的轻骨料替换部分骨料，替换率为15％-100％。

本发明中提到的轻骨料是混凝土生产中常用的、广为熟悉的轻骨料。对制作这种轻骨料的方法并没有特殊限制，例如，通过对水萃矿渣、黑曜石等材料进行粒度调整，必要时加入发泡剂等进行加热发泡形成无机发泡体，或者对发泡玻璃、废弃玻璃等材料进行粉碎，然后对调整粒度后形成的玻璃粉末进行发泡处理。另外，不仅是人工轻骨料，天然轻骨料也可以使用。

本发明中提到的轻骨料的绝干密度是1.2-2.0g/cm³，筒压强度是50-100MPa，其中以60-90MPa更为理想。为达到理想效果，轻骨料占混凝土中骨料体积的比例应大于25％。另外，对轻骨料的粒径没有特殊要求，用于粗骨料或细骨料都可以。对是否作预先浸泡处理没有要求，不管轻骨料的含水量是多少都可以使用。