[發(fā)明專利]一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的變質(zhì)巖機制砂混凝土及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310041597.X
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103113062A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣正武;鄧子龍;肖鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的變質(zhì)巖機制砂混凝土及其制備方法，屬于交通、橋梁、道路工程中混凝土長期耐久性技術(shù)及建材領(lǐng)域。

背景技術(shù)

堿骨料反應(yīng)是指混凝土骨料（砂、石）中某些具有堿活性的礦物成分與混凝土孔隙中來自水泥、外加劑等的可溶性的堿性溶液（以KOH、NaOH為主）之間發(fā)生的膨脹性反應(yīng)，這些堿溶液可能來自于這種反應(yīng)引起混凝土體積膨脹乃至開裂，改變混凝土的微結(jié)構(gòu)，使混凝土的抗壓強度、抗折強度、彈性模量等力學(xué)性能明顯下降，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全使用。由于堿骨料反應(yīng)一般是在混凝土成型后的若干年后逐漸發(fā)生，其結(jié)果造成混凝土耐久性下降，嚴(yán)重時還會使混凝土喪失其使用價值。且由于反應(yīng)發(fā)生在整個混凝土內(nèi)部，因此，這種反應(yīng)造成的破壞既難以預(yù)防，又難于阻止，更不易修補和挽救，故被稱為混凝土的癌癥。

常見的堿活性礦物主要有巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。變質(zhì)巖在我國有著非常廣泛的分布，尤其是在貴州約占全地區(qū)總面積的1/6以上地區(qū)存在大量變質(zhì)巖。該類巖石含有一定量微晶石英成分而具有潛在堿硅酸活性，屬于慢膨脹型活性骨料，故未能廣泛應(yīng)用于混凝土中。貴州地區(qū)因地理環(huán)境、自然資源的限制，只能采用當(dāng)?shù)貛r石骨料及機制砂配制混凝土。隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的推進，大量的市政、高速公路、高速鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施工程全面建設(shè)，需要數(shù)量巨大的混凝土骨架材料，而且從經(jīng)濟、環(huán)境等角度考慮必須就地取材。變質(zhì)巖地區(qū)砂石骨料自然資源缺乏更加突出，采用變質(zhì)巖骨料配制混凝土勢在必行。研究抑制變質(zhì)巖骨料堿骨料反應(yīng)混凝土制備方法對提高該地區(qū)的混凝土工程安全性、耐久性、降低工程成本具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的變質(zhì)巖機制砂混凝土及相應(yīng)的一種簡單、有效的制備方法，使得具有堿活性或潛在堿活性的變質(zhì)巖可以大量、廣泛地應(yīng)用于混凝土工程之中。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過在配制變質(zhì)巖混凝土?xí)r大摻量摻入粉煤灰，降低單位水泥用量，減少混凝土中總堿量；控制骨料中石粉含量，引入少量鋰化合物，抑制堿骨料反應(yīng)；摻入一定引氣劑和硅烷，增強混凝土抗?jié)B性降低混凝土的吸水率，在一定程度上起到預(yù)防和減弱堿骨料反應(yīng)危害的作用；同時優(yōu)化配合比參數(shù)，制備出可抑制變質(zhì)巖骨料堿骨料反應(yīng)的各種強度等級和特殊用途的變質(zhì)巖機制砂混凝土。

本發(fā)明具體是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的變質(zhì)巖機制砂混凝土，包括以下重量份的組分：

水泥??????100份；

粉煤灰????10-60份；

鋰化合物??0.05-0.8份；

硅烷??????0.1-2.0份；

減水劑????0.5-4份；

引氣劑????0.005-0.07份；

細(xì)骨料????190-480份；

粗骨料????200-480份；

水????????30-80份。

優(yōu)選的，所述水泥為普通水泥或硅酸鹽水泥，強度等級不低于42.5。

優(yōu)選的，所述粉煤灰為二級粉煤灰或一級粉煤灰。

優(yōu)選的，所述粉煤灰選自一級粉煤灰，在上述混凝土中的重量份為20-45份。

優(yōu)選的，所述鋰化合物選自LiOH、LiF和Li₂CO₃，在上述混凝土中重量份為0.05-0.3份。

優(yōu)選的，所述硅烷為硅烷粉末或硅烷乳液，硅烷有效含量應(yīng)大于80wt%，在上述混凝土中重量份為0.2-1.5份。

優(yōu)選的，所述減水劑為萘系減水劑，在上述混凝土中重量份為1.5-4份；優(yōu)選為萘磺酸鹽甲醛縮合物的粉體。

更優(yōu)選的，所述減水劑為聚羧酸系減水劑，固含量應(yīng)大于20wt％，如馬貝聚羧酸系減水劑，在上述混凝土中的重量份為0.7-2份。

優(yōu)選的，所述引氣劑為木質(zhì)素磺酸鹽類引氣劑，在上述混凝土中的重量份為0.3-1.5份；優(yōu)選為木質(zhì)素磺酸鈣和木質(zhì)素磺酸鈉。

另一優(yōu)選的，所述引氣劑為松香樹脂類引氣劑，在上述混凝土中的重量份為0.005-0.01份；優(yōu)選為松香熱聚物或松香皂。

另一優(yōu)選的，所述引氣劑為脂肪醇類引氣劑，在上述混凝土中的重量份為0.01-0.05份；優(yōu)選為脂肪醇硫酸鈉引氣劑和高級脂肪醇衍生物系引氣劑。

更優(yōu)選的，所述引氣劑為烷基鹽類引氣劑，在所述混凝土中的重量份為0.01-0.05分；優(yōu)選為十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉。