[发明专利]一种抑制变质岩骨料碱活性的变质岩机制砂混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制变质岩骨料碱活性的变质岩机制砂混凝土及其制备方法，属于交通、桥梁、道路工程中混凝土长期耐久性技术及建材领域。

背景技术

碱骨料反应是指混凝土骨料（砂、石）中某些具有碱活性的矿物成分与混凝土孔隙中来自水泥、外加剂等的可溶性的碱性溶液（以KOH、NaOH为主）之间发生的膨胀性反应，这些碱溶液可能来自于这种反应引起混凝土体积膨胀乃至开裂，改变混凝土的微结构，使混凝土的抗压强度、抗折强度、弹性模量等力学性能明显下降，严重影响结构的安全使用。由于碱骨料反应一般是在混凝土成型后的若干年后逐渐发生，其结果造成混凝土耐久性下降，严重时还会使混凝土丧失其使用价值。且由于反应发生在整个混凝土内部，因此，这种反应造成的破坏既难以预防，又难于阻止，更不易修补和挽救，故被称为混凝土的癌症。

常见的碱活性矿物主要有岩浆岩、沉积岩和变质岩。变质岩在我国有着非常广泛的分布，尤其是在贵州约占全地区总面积的1/6以上地区存在大量变质岩。该类岩石含有一定量微晶石英成分而具有潜在碱硅酸活性，属于慢膨胀型活性骨料，故未能广泛应用于混凝土中。贵州地区因地理环境、自然资源的限制，只能采用当地岩石骨料及机制砂配制混凝土。随着我国西部大开发战略的推进，大量的市政、高速公路、高速铁路等基础设施工程全面建设，需要数量巨大的混凝土骨架材料，而且从经济、环境等角度考虑必须就地取材。变质岩地区砂石骨料自然资源缺乏更加突出，采用变质岩骨料配制混凝土势在必行。研究抑制变质岩骨料碱骨料反应混凝土制备方法对提高该地区的混凝土工程安全性、耐久性、降低工程成本具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种抑制变质岩骨料碱活性的变质岩机制砂混凝土及相应的一种简单、有效的制备方法，使得具有碱活性或潜在碱活性的变质岩可以大量、广泛地应用于混凝土工程之中。

为实现上述目的，本发明通过在配制变质岩混凝土时大掺量掺入粉煤灰，降低单位水泥用量，减少混凝土中总碱量；控制骨料中石粉含量，引入少量锂化合物，抑制碱骨料反应；掺入一定引气剂和硅烷，增强混凝土抗渗性降低混凝土的吸水率，在一定程度上起到预防和减弱碱骨料反应危害的作用；同时优化配合比参数，制备出可抑制变质岩骨料碱骨料反应的各种强度等级和特殊用途的变质岩机制砂混凝土。

本发明具体是通过以下技术方案实现的：

一种抑制变质岩骨料碱活性的变质岩机制砂混凝土，包括以下重量份的组分：

水泥      100份；

粉煤灰    10-60份；

锂化合物  0.05-0.8份；

硅烷      0.1-2.0份；

减水剂    0.5-4份；

引气剂    0.005-0.07份；

细骨料    190-480份；

粗骨料    200-480份；

水        30-80份。

优选的，所述水泥为普通水泥或硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5。

优选的，所述粉煤灰为二级粉煤灰或一级粉煤灰。

优选的，所述粉煤灰选自一级粉煤灰，在上述混凝土中的重量份为20-45份。

优选的，所述锂化合物选自LiOH、LiF和Li₂CO₃，在上述混凝土中重量份为0.05-0.3份。

优选的，所述硅烷为硅烷粉末或硅烷乳液，硅烷有效含量应大于80wt%，在上述混凝土中重量份为0.2-1.5份。

优选的，所述减水剂为萘系减水剂，在上述混凝土中重量份为1.5-4份；优选为萘磺酸盐甲醛缩合物的粉体。

更优选的，所述减水剂为聚羧酸系减水剂，固含量应大于20wt％，如马贝聚羧酸系减水剂，在上述混凝土中的重量份为0.7-2份。

优选的，所述引气剂为木质素磺酸盐类引气剂，在上述混凝土中的重量份为0.3-1.5份；优选为木质素磺酸钙和木质素磺酸钠。

另一优选的，所述引气剂为松香树脂类引气剂，在上述混凝土中的重量份为0.005-0.01份；优选为松香热聚物或松香皂。

另一优选的，所述引气剂为脂肪醇类引气剂，在上述混凝土中的重量份为0.01-0.05份；优选为脂肪醇硫酸钠引气剂和高级脂肪醇衍生物系引气剂。

更优选的，所述引气剂为烷基盐类引气剂，在所述混凝土中的重量份为0.01-0.05分；优选为十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠。