本发明专利技术公开了一种适于钢锚梁索塔锚固结构的C60自密实补偿收缩抗裂混凝土，它以水泥、粉煤灰、矿粉、膨胀剂、碎石、高钛重矿渣砂、聚丙烯腈纤维、微米级改性脱脂棉纤维素、水泥浆体微结构调控剂、水和超分散减水减缩保塑外加剂为原料制备而成。其初始坍落度≥230mm，扩展度≥630mm，28d抗压强度≥70MPa，28d劈裂抗拉强度≥5.8MPa，韧性指数I5≥3.0，28d自收缩率＜0，28d干缩率＜0，碳化等级达T-IV，抗裂等级达L-V，具有优异的力学性能、抗裂性能与耐久性能，可解决现阶段桥塔混凝土普遍存在的水泥与胶凝材料用量高、收缩大和易开裂的难题，适合推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种适于钢锚梁索塔锚固结构的C60自密实 补偿收缩抗裂混凝土及其制备方法。
技术介绍
沪通长江大桥超高索塔锚固区采用钢锚梁+钢牛腿结构型式，即在索塔内部钢牛 腿上设置钢锚梁，斜拉索锚固在钢锚梁两端，钢牛腿与混凝土内塔壁采用剪力钉连接。由于 塔壁内部钢牛腿、剪力钉、钢筋网的存在，导致塔柱浇筑施工困难，同时温度与混凝土收缩、 徐变对桥塔内力影响较大，严重时会引起塔壁开裂，因此要求混凝土具有自密实、无收缩、 抗裂、徐变小等性能。 然而现阶段所应用的适于钢锚梁索塔锚固结构的C60混凝土普遍存在以下问题： (1)所用外加剂对水泥的分散能力有限，混凝土中存在10%左右的水泥颗粒没有得到充分 水化，只是起着惰性填充的作用，因此，导致桥塔混凝土水泥与胶凝材料用量普遍较高，混 凝土绝热温升大，收缩大，易开裂；（2)在高强混凝土中掺加膨胀剂进行补偿收缩，由于混 凝土水胶比低，在水化后期没有足够的水分可供膨胀剂反应，其膨胀效能难以发挥，起不到 应有的补偿收缩效果；(3)钢锚梁索塔锚固结构的受力特点和服役环境，要求混凝土具有 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栗送。因此需要开发出一种适于钢锚梁索塔锚固结构 的C60自密实补偿收缩抗裂混凝土。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适于钢锚梁索塔锚固结构的C60自密实补偿收缩抗裂 混凝土，所述混凝土具有水泥用量低、自密实性能好、收缩率低和抗裂性能好的特点，且制 备方法简单，适合推广应用。 为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为： -种适于钢锚梁索塔锚固结构的C60自密实补偿收缩抗裂混凝土，各组分及含量 为：水泥280~320kg/m3,粉煤灰60~100kg/m3,矿粉50~100kg/m 3,膨胀剂40~60kg/m3， 碎石1000~1100kg/m3,高钛重矿渣砂720~850kg/m3,聚丙稀腈纤维(λ 8~L 2kg/m3,微 米级改性脱脂棉纤维素0. 8~I. 2kg/m3,水泥衆体微结构调控剂3. 0~5. Okg/m3,水150~ 160kg/m3,超分散减水减缩保塑外加剂6. 5~9. 5kg/m3 上述方案中，所述水泥为P. 052. 5普通硅酸盐水泥。 上述方案中，所述粉煤灰为I级粉煤灰。 上述方案中，所述矿粉为S95级粒化高炉矿粉（矿渣粉）。 上述方案中，所述膨胀剂为II型硫铝酸钙-氧化钙型膨胀剂（EA AC II，7d水中 限制膨胀率0.08% )。 上述方案中，所述碎石为4. 75~26. 5mm连续级配石灰石碎石。 上述方案中，所述高钛重矿渣砂是将攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿时产生的熔融矿渣 在空气中自然冷却或水冷后经破碎、筛分等工艺后得到的粒径小于4. 75mm的细集料，为 非碱活性集料，内部为多孔结构，其孔隙率为15~25%，吸水率为8~12%，表观密度为 3100~3400kg/m3,堆积密度为1600~1750kg/m3,细度模数为2. 6~3. 0,粉尘质量含量为 5 ~10%〇 上述方案中，所述微米级改性脱脂棉纤维素是将脱脂棉经质量浓度为40~45% 的硫酸催化处理4h后，抽滤烘干得到的微米级改性脱脂棉纤维素，其直径为15~30nm，平 均长度150~250nm。 上述方案中，所述水泥浆体微结构调控剂为3, 4, 9, 10-茈四甲酸酐（PAT)，其分子 式为C24H8O6,结构式见式I。 上述方案中，所述水为普通自来水。 上述方案中，所述超分散减水减缩保塑外加剂的制备方法包括以下步骤： 1)以甲基烯丙醇、氨水和环氧丙烷为原料，甲基烯丙醇钠或甲基烯丙醇钾为催化 剂，在压力为0. 10~0. 40MPaG、温度为50~150°C的条件下反应3~7h，制得甲基烯丙醇聚 氧丙烯醚与三异丙醇胺的混合物，其中甲基烯丙醇、氨水和环氧丙烷的摩尔比为1: (〇. 2~ 0. 5) : (5. 0~78. 0)，催化剂的添加量为甲基烯丙醇质量的0. 10~0. 60% ; 2)以步骤1)制得的甲基烯丙醇聚氧丙烯醚与三异丙醇胺的混合物、丙烯酸磺酸 钠、甲基丙烯酸酯和水为原料，加入带有回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的三口烧瓶中，加 热升温至60~90°C，在2~2. 5h内匀速滴加丙烯酸和过硫酸铵溶液，保温反应I. 0~ 1. 5h，停止加热，降温至40~50°C加入NaOH溶液将溶液pH值调节至6~8,搅拌20~25min 放料，得到超分散保坍型聚羧酸减水剂A ;该步骤中各原料所占质量百分比为：甲基烯丙醇 聚氧丙烯醚与三异丙醇胺的混合物80~90%、丙烯酸磺酸钠1~5%、甲基丙烯酸酯5~ 10%、水1~5%;过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为甲基丙烯酸酯质量的2. 0%，丙烯酸为 甲基丙烯酸酯摩尔量的3. 75 ; 3)以甲基丙烯酸、聚丙二醇单甲醚为原料，甲苯磺酸为催化剂、对苯二酚为阻聚 剂，在65~75°C的温度下，反应8~9h，得具有超分散减水功能的甲基丙烯酸聚丙二醇单 甲醚单体，其中甲基丙烯酸和聚丙二醇单甲醚的摩尔比为（1. 15~1. 20) :1，催化剂和阻聚 剂的添加量分别为甲基丙烯酸和聚丙二醇单甲醚总质量的1. 5%和0. 5%;将二丙二醇单丁 醚和马来酸酐以（1~2) :1的摩尔比，在100~140°C下反应3~5h，缩合成具有减缩功能 的缩二乙二醇二丙二醇单丁醚单体； 4)按以下质量配比：甲基丙烯酸聚丙二醇单甲醚单体75~85%、缩二乙二醇二丙 二醇单丁醚单体1~5%、甲基丙烯酸5~10%、二甲胺基乙醇1~5%、甲基丙烯磺酸钠 1~5%，将步骤3)中制备的甲基丙烯酸聚丙二醇单甲醚单体和缩二乙二醇二丙二醇单丁 醚单体升温到90~KKTC后滴加甲基丙烯酸、二甲胺基乙醇和甲基丙烯磺酸钠进行反应， 反应5~7h后（反应结束）加入NaOH溶液调节PH至中性，得到减缩型聚羧酸减水剂B ; 5)按以下质量配比：超分散保坍型聚羧酸减水剂A 40~60%、减缩型聚羧酸减水 剂B 38~55%、葡萄糖酸钠2~5%，将步骤2)制备的超分散保坍型聚羧酸减水剂A、步骤 4)制备的减缩型聚羧酸减水剂B和葡萄糖酸钠进行复配，得所述的超分散减水减缩保塑外 加剂。 上述一种适于钢锚梁索塔锚固结构的C60自密实补偿收缩抗裂混凝土的制备方 法，它包括以下步骤： 1)原料的称取，按以下配比称取各原料：水泥280~320kg/m3,粉煤灰60~ 100kg/m3,矿粉50~100kg/m3,膨胀剂40~60kg/m3,碎石1000~1100kg/m 3,高钦重矿渔 砂720~850kg/m3,聚丙稀腈纤维0. 8~I. 2kg/m3,微米级改性脱脂棉纤维素0. 8~I. 2kg/ m3,水泥衆体微结构调控剂3. 0~5. Okg/m3,水150~160kg/m3,超分散减水减缩保塑外加 剂 6. 5 ~9. 5kg/m3; 2)将称量好的水泥、粉煤灰、矿粉、膨胀剂、水泥浆体微结构调控剂与碎石、高钛重 矿渣砂加入搅拌机中进行拌合，高钛重矿渣砂使用前先浸水预湿20h以上，达到饱和吸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适于钢锚梁索塔锚固结构的C60自密实补偿收缩抗裂混凝土，其特征在于，各组分及含量为：水泥280～320kg/m3，粉煤灰60～100kg/m3，矿粉50～100kg/m3，膨胀剂40～60kg/m3，碎石1000～1100kg/m3，高钛重矿渣砂720～850kg/m3，聚丙烯腈纤维0.8～1.2kg/m3，微米级改性脱脂棉纤维素0.8～1.2kg/m3，水泥浆体微结构调控剂3.0～5.0kg/m3，水150～160kg/m3，超分散减水减缩保塑外加剂6.5～9.5kg/m3。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁庆军，张燕飞，闫志刚，胡文军，王发洲，梅新咏，高宗余，李超，胡曙光，何涛，刘小清，何良玉，
申请(专利权)人：武汉理工大学，中国铁路总公司，中铁大桥勘测设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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