[发明专利]一种利用高细粉含量机制砂制备桥梁自密实抗裂清水混凝土

权利要求书

1.一种利用高细粉含量机制砂制备的桥梁自密实抗裂清水混凝土，各组分及其掺量包括：水泥280～380kg/m³，粉煤灰微珠30～80kg/m³，硅灰20～40kg/m³，膨胀剂20～35kg/m³，机制砂700～750kg/m³，碎石900～1100kg/m³，轻质多孔集料50～100kg/m³，外加剂3.5～7kg/m³，水120～160kg/m³；

所述外加剂的制备方法包括以下步骤：1)将丙烯酸和甲基烯丙基聚乙二醇以(3.5～4.5):1的摩尔比在催化剂I的作用下加热至60～90℃进行共聚反应5～8h，其中催化剂I为质量浓度为1～2％的对甲苯磺酸溶液，催化剂I的添加量为丙烯酸质量的5～10％，得聚羧酸减水剂分子主链；将环氧乙烷与环氧丙烷以(1～3):1的摩尔比在100～150℃下，以氢氧化钾作为碱性催化剂II，进行无规共聚，控制共聚物在80～90个聚合度范围内，得聚羧酸减水剂分子侧链单体；将聚羧酸减水剂分子主链与聚羧酸减水剂分子侧链单体以1:(7～12)的摩尔比混合均匀，在质量浓度为30～50％的过硫酸铵溶液的引发条件下进行接枝共聚，过硫酸铵溶液的添加量为将聚羧酸减水剂分子主链与聚羧酸减水剂分子侧链单体总质量的3～6％，接枝密度控制在9～9.5％，接枝共聚产物的分子量控制在35000～55000之间，得减水保塑组分A；2)将含双键的酸与聚乙二醇单甲醚按摩尔比(1～3):1在80～100℃温度下进行缩合反应2～4h，制得具有减水功能的大单体c；然后将马来酸酐类单体与二乙二醇二丙二醇类单丁醚按(2～3):1的摩尔比在100～130℃下反应4～6h制备具有减缩功能的单体d；然后将所得大单体c和单体d及甲基丙烯酸钠按(5～7):(1～1.5):1的摩尔比，在引发剂过硫酸钾的作用下，引发剂的添加量为甲基丙烯酸钠质量的2～4％，在50～80℃的条件下进行共聚反应3～5h，制得减水减缩组分B；3)将减水保塑组分A与减水减缩组分B按质量比2/3～3/2进行混合，然后加入有机硅消泡剂和引气剂，混合均匀即得所述外加剂，其中，有机硅消泡剂和引气剂的添加量分别为减水保塑组分A与减水减缩组分B总质量的0.03～0.06％和0.002～0.005％。

2.根据权利要求1所述的桥梁自密实抗裂清水混凝土，其特征在于，所述机制砂的细度模数为2.3～3.0，压碎值≤7％，亚甲蓝值＜1.5，机制砂中细粉的质量含量为8～20％，细粉粒径≤0.75μm。

3.根据权利要求1所述的桥梁自密实抗裂清水混凝土，其特征在于，所述粉煤灰微珠的比表面积≥1300m²/kg，活性指数≥101％，需水量比≤95％，晶体结构为非晶态。

4.根据权利要求1所述的桥梁自密实抗裂清水混凝土，其特征在于，所述硅灰的活性指数≥105％，SiO₂质量含量≥90％，烧失量≤5％，比表面积≥16000m²/kg。

5.根据权利要求1所述的桥梁自密实抗裂清水混凝土，其特征在于，所述膨胀剂的膨胀源为MgO或硫铝酸钙-氧化钙，其氯离子质量含量＜0.05％，水中7d限制膨胀率＞0.03，空气中21d限制膨胀率≥-0.01。

6.根据权利要求1所述的桥梁自密实抗裂清水混凝土，其特征在于，所述碎石为石灰岩碎石或玄武岩碎石，5～20连续级配，针片状颗粒的质量含量≤8％，压碎值≤10％。

7.根据权利要求1所述的桥梁自密实抗裂清水混凝土，其特征在于，所述轻质多孔集料为900级破碎页岩陶粒，堆积密度为860～900kg/m³，筒压强度大于6.5MPa，吸水率＞8％。

8.根据权利要求1所述的桥梁自密实抗裂清水混凝土，其特征在于，所述含双键的酸为甲基丙烯酸或丙烯酸；所述引气剂为十二烷基醇醚硫酸钠类引气剂。

9.权利要求1～8任一项所述桥梁自密实抗裂清水混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)按配比称取各原料：水泥280～380kg/m³，活性粉煤灰微珠30～80kg/m³，硅灰20～40kg/m³，膨胀剂20～35kg/m³，机制砂700～750kg/m³，碎石900～1100kg/m³，轻质多孔集料50～100kg/m³，外加剂3.5～7kg/m³，水120～160kg/m³；2)将轻质多孔集料进行饱水处理，使用前再将轻质多孔集料晾至饱和面干状态，备用；3)将机制砂、碎石、轻质多孔集料按配比预先干拌混合均匀，然后将加入称取的水泥、粉煤灰微珠、硅灰、膨胀剂继续干拌混合均匀，4)将外加剂与水混合，缓慢倒入搅拌锅中，并同时开始搅拌，持续时间为2～3min，得到拌合好的混凝土混合料，5)将拌合好的混合料浇筑入模、养护，即得高细粉含量机制砂桥梁自密实抗裂清水混凝土。