[发明专利]一种自养护型钢管混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自养护型钢管混凝土，由胶凝材料、骨料、外加剂、自养护剂和拌和用水组成，其中外加剂包括减水剂和改性膨胀剂，自养护剂为SAP；以每立方米混凝土计，所述胶凝材料的加入量为450kg～600kg、骨料加入量为1640kg～1760kg、外加剂加入量25kg～63kg，自养护剂加入量为0.31～0.45kg，拌和用水的加入量与胶凝材料的加入量之比为(0.26～0.38)：1。本发明通过外加剂及自养护剂的合理配合，通过反应生成的钙矾石对混凝土孔隙进行了填充和改善，克服了原有SAP混凝土存在的孔隙问题，从而大幅增强了混凝土的力学性能和耐久性能。

技术领域

本发明涉及一种自养护型钢管混凝土及其制备方法，属于混凝土工程技术领域。

背景技术

钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的一种组合结构，它具有承载力大、塑性和延性变形好、方便施工、节省时间、抗火性能高、抗震性能好、施工成本低等优点。随着科技的进步，建筑和桥梁分别向着高层、大跨度方向发展，这对混凝土强度的要求也越来越高，高强高性能混凝土成为钢管混凝土的首选，充分发挥两种材料的优势，实现钢管和高强高性能混凝土之间的协同增强作用，现已经广泛的应用在高层建筑和桥梁工程中。

高性能混凝土在配制上的特点是低水胶比，但是水胶比的降低导致水泥水化不够完全，混凝土的温升和自收缩较大，这是导致混凝土早期开裂的原因之一，所以必须采取一定的养护措施来控制水分蒸发，促使水泥最大程度的水化。

目前混凝土的养护方法分为外部养护和内部养护两种。通常传统外养护方法包括湿养护(喷水、覆盖湿草袋等)、在混凝土表面涂养护剂和覆盖塑料薄膜养护等。但是，一方面，由于高性能混凝土的结构密实，外部养护用水很难进入混凝土内部；另一方面，钢管本身就是一个模板，完全隔绝了混凝土与外部环境，因而无法实现外养护，只能对混凝土内养护进行研究。目前，较多研究是以高吸水聚合物(SAP)为代表，研究其掺量对混凝土力学性能、收缩、内部湿度和微结构特征的影响，取得了一定的成果。

但是，加入预吸水SAP，会在浆体中引入一类形状不规则的大尺寸孔隙，大小在200～600μm，由SAP颗粒失水塌缩后形成；SAP凝胶失水后并不能恢复原来干燥状态时的形貌，而是形成一层有机膜包覆在孔壁上，这些孔隙的存在，使得混凝土的密实性能降低，也影响了其力学性能和耐久性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决现有技术中钢管混凝土养护问题、及自养护材料失水后造成的孔隙问题，进而提供一种自养护型钢管混凝土及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种自养护型钢管混凝土，其组分包括胶凝材料、骨料、外加剂、自养护剂和拌和用水，所述外加剂包括减水剂和改性膨胀剂，自养护剂为 SAP；以每立方米混凝土计，所述胶凝材料的加入量为450kg～600kg、所述骨料加入量为1640kg～1755kg、所述外加剂加入量25kg～63kg，所述自养护剂加入量为0.31kg～0.45kg，所述拌和用水的加入量与所述胶凝材料的加入量之比为(0.26～0.38)：1。

优选的，以每立方米混凝土计，所述胶凝材料的加入量为 500kg～546kg、所述骨料加入量为1665kg～1705kg、所述外加剂加入量 47kg～63kg，所述自养护剂加入量为0.37kg～0.41kg，所述拌和用水的加入量与所述胶凝材料的加入量之比为(0.32～0.35)：1。

本发明的进一步改进在于：所述胶凝材料包括按质量份数计的如下组分：水泥58份～84份、粉煤灰10份～25份、磨细矿渣粉4份～18份；所述骨料由砂子和石子混合而成，具体来说，砂子为Ⅱ区中砂，石子为 5mm～20mm连续级配，所述骨料的砂率为40wt％～50wt％，优选为 41wt％～48wt％。

优选的，所述胶凝材料包括按质量份数计的如下组分：水泥58份～74 份、粉煤灰10份～22份、磨细矿渣粉5份～16份。