[发明专利]一种适用于索塔结构的超高程泵送抗裂混凝土及制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于索塔结构的超高程泵送抗裂混凝土及其制备方法。本发明所述抗裂混凝土包括以下组分：水泥240~300kg/m³，粉煤灰90~130kg/m³，矿粉50~80kg/m³，抗裂剂35~45kg/m³，其中所述抗裂剂包括以下组分，各组分含量为：水化温升调控材料1~2.5kg/m³，钙镁复合膨胀材料32.5~44kg/m³，粘度改性材料30~40kg/m³，碎石950~1150kg/m³，河砂700~820kg/m³，水145~160kg/m³，高性能聚羧酸减水剂5~8kg/m³。本发明所述的混凝土具有较好的工作性能、力学性能、泵送性能和抗裂性能，膨胀历程与混凝土温度历程、收缩历程较好匹配的特点，同时具有较好的耐久性能，具有重要的实际工程应用价值。

技术领域

本发明属于土木建筑科学技术的新型无机非金属材料领域，具体涉及一种适用于索塔结构的超高程泵送抗裂混凝土及其制备方法。

背景技术

通过对国内已建成的大跨径混凝土桥梁调研发现，混凝土索塔发生开裂现象较普遍。从出现时间来看，索塔裂缝一般发生在施工早期阶段，即混凝土终凝完成后至90d的时段主要出现在施工早期；从出现形状来看，裂缝形状主要表现为表面竖向裂缝，使用过程中随着主塔疲劳荷载不断施加，裂缝逐渐扩展，严重者中下塔柱出现竖向贯穿性裂缝。产生该裂缝的原因主要是由于温度和收缩是引起索塔早期开裂，另一方面索塔高度大，该结构混凝土属于高强大体积混凝土，高程泵送难度大，因设计和施工要求，混凝土应具有较好的工作性能、泵送性能、力学性能，为满足要求，目前普遍使用高胶凝材料、高水泥用量配合比，这也导致后期温度收缩和自收缩大引起的开裂等问题。

近年来，为尽量避免早期裂缝的出现，一些桥梁主塔混凝土配合比逐步采用了低水胶比、掺入较多粉煤灰与矿粉取代水泥的方式进行设计，对于桥梁索塔结构混凝土而言，合理选择原材料、优化配合比的基础上，进一步使用功能性抗裂材料是从源头上减小混凝土的温降收缩和自收缩，是抑制结构混凝土开裂的主要技术措施，传统膨胀剂膨胀历程与混凝土温度历程不匹配，并且普遍存在温度敏感性高，使得在大体积混凝土中膨胀效能在早期较高的温升中被大量无效释放，实际补偿温降收缩的能力有限，尤其是在早期温升温降历程更为剧烈的现代混凝土中，这种现象更为凸显。

采取化学外加剂调控水化热的技术也逐渐受到重视。该技术是通过化学外加剂降低水泥水化进程中加速期的水化放热速率，延长水泥水化加速期放热过程，充分利用结构的散热条件，为结构散热赢得宝贵的时间，达到大幅度缓解水化集中放热、削弱温峰、延长温降过程，从而降低温度开裂风险的目的。该技术和补偿收缩等技术的复合应用，为解决温度开裂风险严重的大体积混凝土结构提供了新的思路。

索塔的结构特点及其服役环境，要求索塔混凝土具有良好的抗裂性能与耐久性能，目前普遍采用的抗裂措施为纤维阻裂，然而，普通外加剂对混凝土的降粘保塑效果有限，在低水胶比高强混凝土中掺加纤维后，将严重影响混凝土的工作性能，难以实现其自密实与超高程泵送。采用粘度改性技术一方面可以在保证混凝土具有较好的力学性能前提下，同时又明显改善混凝土的工作性能、泵送性能，能够解决高程泵送过程中离析、泌水及堵管问题，另一方面可以降低胶凝材料和水泥用量，这样可以降低混凝土由于温度收缩和自收缩引起的开裂风险。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种适用于索塔结构的超高程泵送抗裂混凝土及其制备方法，本发明所述的混凝土具有较好的工作性能、力学性能、泵送性能和抗裂性能，膨胀历程与混凝土温度历程、收缩历程较好匹配的特点，同时具有较好的耐久性能，具有重要的实际工程应用价值。

为实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种适用于索塔结构的超高程泵送抗裂混凝土，各组分及含量为：