[发明专利]一种抗裂大体积凝灰岩混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗裂大体积凝灰岩混凝土，各原料及其所占重量份数包括：水泥210～390份，凝灰岩粉20～70份，煅烧粉煤灰10～60份，煅烧矿粉10～20份，石灰石粉5～20份，砂780～850份，石1000～1200份，水140～160份，外掺0～3份聚丙烯纤维，外掺3.8～5.8份高性能聚羧酸减水剂；通过将各原料进行拌合，成型，再经温度匹配养护而成。本发明以凝灰岩粉、煅烧粉煤灰、煅烧矿粉和钙质石灰石粉为原料组成的矿物掺合料部分替代水泥，并结合温度匹配养护制度，在有效降低大体积混凝土开裂问题的基础上，同步增进工作性能、早期强度和耐久性能等；且涉及的制备方法较简单、成本较低，适合推广应用。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种抗裂大体积凝灰岩混凝土及其制备方法。

背景技术

随着土木工程行业的快速崛起与发展，混凝土的需求越来越大，因此水泥等胶凝材料的用量随之增加。由于水泥厂耗能较大且产生大量CO₂，在国家倡导节能减排的大趋势下，大量水泥厂倒闭或合并重组，导致水泥出现了供不应求的局面，最终造成水泥的价格急剧上涨。众所周知，水泥是混凝土不可或缺的重要组成部分，控制混凝土生产成本是亟待解决的重要问题。

此外，在混凝土中的水泥掺量必须进行合理控制，否则容易导致开裂等问题，进而影响混凝土的耐久性能等，尤其是大体积混凝土。目前解决大体积混凝土开裂问题的主要方法是通过使用大量的矿物掺合料，但是现有的粉煤灰和矿粉等品质较差，不能根本上解决混凝土开裂这一问题，同时品质较低的矿物掺合料也会使混凝土拌合物的早期强度较低和工作性变差等问题；掺入大量的聚丙烯纤维或钢纤维等纤维等手段也可以减缓混凝土的开裂问题，但纤维的引入会带来施工困难等问题，对解决开裂问题造成一定的技术难度，同时也会带来大体积混凝土强度损失的问题。如何有效解决大体积混凝土开裂问题与强度之间的矛盾是亟待解决的一个棘手问题。

发明内容

本发明的主要目的在于针对粉煤灰、矿粉等矿物掺合料品质波动较大，容易引混凝土拌合用水量增大、工作性能差，以及水泥掺量过大等导致大体积混凝土开裂等问题，提供一种抗开裂大体积凝灰岩混凝土，在有效降低大体积混凝土开裂问题的基础上，同步增进工作性能、早期强度和耐久性能等；且涉及的制备方法较简单、成本较低，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种抗裂大体积凝灰岩混凝土，各原料及其所占重量份数包括：水泥210～390份，凝灰岩粉20～70份，煅烧粉煤灰10～60份，煅烧矿粉10～20份，石灰石粉5～20份，砂780～850份，石1000～1200份，水140～160份，外掺0～3份聚丙烯纤维，外掺3.8～5.8份高性能聚羧酸减水剂；通过将各原料进行拌合，成型，再经温度匹配养护而成。

优选的，所述抗裂大体积凝灰岩混凝土中，各矿物掺合料及其所占重量份数为：凝灰岩粉55～70份，粉煤灰50～60份，矿粉10～20份，石灰石粉10～20份。

优选的，凝灰岩粉、煅烧粉煤灰、煅烧矿粉、石灰石粉的质量比为1:(0.8～1.2):(0.2～0.5):(0.1～0.4)。

上述方案中，所述水泥可选用P·O42.5普通硅酸盐水泥等，其比表面积为320～340m²/kg。

上述方案中，所述凝灰岩粉通过JO-31-4行星式球磨机在260～320r/min的转速条件下粉磨至其比表面积为380～420m²/kg而成。

上述方案中，所述凝灰岩粉中的主要成分其所占质量百分比包括：SiO₂ 50～70％，Al₂O₃ 20～30％，CaO 0～3％，MgO 0～1％，K₂O 0～2％，Na₂O 0～1％。