[发明专利]一种超大体积高强度低水化热混凝土

说明书

本申请涉及混凝土材料领域，具体公开了一种超大体积高强度低水化热混凝土，包括以下重量份物质：水泥25～35份、砂70～80份、粗骨料100～120份、水15～20份、掺合料5～10份和改性减水剂0.1～0.2份；所述掺合料包括粉煤灰，所述改性减水剂为硅烷改性型聚羧酸减水剂。本申请通过硅烷改性的聚羧酸减水剂为改性材料，抑制了水化矿物的水化和水化产物的生长，从而有效降低混凝土内部水化热的产热速率，进一步改善了超大体积混凝土内部水化热较高的现象，从而有效提高了混凝土材料的力学强度。

技术领域

本申请涉及混凝土材料领域，更具体地说，它涉及一种超大体积高强度低水化热混凝土。

背景技术

混凝土是工程建设中使用最广泛的使用量较大的建筑材料之一。具有材料来源广泛、性能可调整范围大、可塑性强、施工工艺简易且多变、有较高的强度和耐久性等优点。随着现代化工程的规模越来越大，结构形式也更加多样化，大体积混凝土的应用也越来越广泛。

对大体积混凝土而言，在其浇筑后硬化过程中，混凝土物理性能尚未展开，砂石与水泥之间的粘结关系尚未完全建立，使得同期混凝土抗拉强度较低，而此时水泥水化反应已经开始，内部温度的升高使得砂石和水泥间因热膨胀变形不同而在其交接处产生不相容力，若砂石和水泥砂浆的这种不相容力超过同期两种材料间的咬合力，则会在混凝土内部形成初始微缺陷。随着混凝土水化反应的剧烈开展，内外温差的迅速增大又使混凝土从内向外产生热膨胀，进一步加剧了微缺陷的扩展，这些微缺陷的聚集扩展将导致混凝土出现微裂纹，形成初始损伤。

所以，现有的超大体积混凝土在实际施工过程中，由于其水化热较高，其内部温度过高导致体积膨胀产生裂隙，随着裂缝的出现，外界环境与混凝土内部逐渐建立连接，风化侵蚀进一步发展，结构体进一步损伤，即使浇筑成形后对其进行后期修补，仍会降低结构体的使用年限，严重的可导致结构的局部破坏或整体破坏。

发明内容

为了改善现有超大体积混凝土在使用过程中，由于其内部水化热较高而导致混凝土材料产生裂隙，降低了超大体积混凝土材料力学强度的缺陷，本申请提供一种超大体积高强度低水化热混凝土，采用如下的技术方案：

一种超大体积高强度低水化热混凝土，包括以下重量份物质：水泥25～35份、砂70～80份、粗骨料100～120份、水15～20份、掺合料5～10份和改性减水剂0.1～0.2份；所述掺合料包括粉煤灰，所述改性减水剂为硅烷改性型聚羧酸减水剂。

通过采用上述技术方案，本申请通过硅烷改性的聚羧酸减水剂为改性材料，通过硅烷改性后的聚羧酸减水剂在该混凝土材料中使用后，降低了混凝土体系表面张力，由于水与颗粒接触点增多，润湿作用增加，同时由于聚羧酸减水剂分子结构中含有亲水的羟基（-OH-）、羧基（-COO-）磺酸基（-SO3-）、聚乙氧基（-OCH₂CH₂-）等官能团，主链吸附于水泥颗粒表面，长侧链伸入液相中，形成水膜立体保护，抑制了水化矿物的水化和水化产物的生长，从而有效降低混凝土内部水化热的产热速率。

在此基础上，本申请采用硅烷对聚羧酸减水剂进行改性处理，硅烷偶联剂在使用过程中水解后可生成≡Si—OH，取代丙烯酸后与水泥颗粒表面的羟基脱水缩合，通过化学结合的方式吸附在水泥颗粒表面，在水泥颗粒及水化产物表面形成较致密的减水剂吸附层，阻碍了矿物相、水以及离子间扩散接触，从而延缓了水泥水化放热进程，进一步改善了超大体积混凝土内部水化热较高的现象，从而有效提高了混凝土材料的力学强度。

进一步地，所述改性减水剂采用以下方案制成：

（1）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份异戊烯醇聚氧乙烯醚、3～5份质量分数10％过氧化氢溶液、25～30份丙烯酸和1.0～1.5份硅烷偶联剂置于反应装置中，搅拌混合；

（2）待搅拌混合完成后，对反应装置中添加去离子水质量1/100的抗坏血酸，再75～80℃下保温反应2h，静置冷却至室温并调节pH至6.5，即制备得改性减水剂。