[发明专利]一种地聚合物自密实混凝土、混凝土制品及其制备方法

说明书

发明提供一种地聚合物自密实混凝土、混凝土制品及其制备方法。该地聚合物自密实混凝土包括胶凝材料、骨料、碱激发剂、共聚甲醛纤维、水、可得然胶和葡萄糖酸钠。所述胶凝材料为粉煤灰和铝酸盐水泥的混合物。所述骨料为砂和石子的混合物。所述碱激发剂为固体氢氧化钠和硅酸钠溶液的混合物。在强碱性环境下生成更多的富铝凝胶。由于富铝凝胶的杨氏模量明显低于水化硅酸钙的杨氏模量，在保证抗压强度的前提下，降低了自密实混凝土的弹性模量。通过掺加共聚甲醛纤维，抑制了混凝土内裂缝萌生与扩展，提高了抗开裂性能。通过掺加可得然胶，增强了混凝土的自密实性能，增强了纤维分散能力。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种地聚合物自密实混凝土、混凝土制品及其制备方法。

背景技术

PCCP(Prestressed Concrete Cylinder Pipe，预应力钢筒混凝土管道)是指在带有钢筒的混凝土管芯外缠绕环向预应力钢丝，再在最外层辊射砂浆保护层的复合管材。PCCP充分而又综合地发挥了钢材和混凝土的性能，具有高密封性、高强度、高抗渗和综合成本低等优点。PCCP广泛应用于长间隔输水干线、压力倒虹吸、城市供水工程、产业有压输水管线、电厂循环水工程下水管道和压力排污干管等领域。然而，PCCP在施工及运行过程中，由于地质的变化、气候的影响、压力的波动及工作寿命的疲劳度，都将出现爆管现象。爆管具有突发性和灾难性。爆管发生后会引起供水中断、交通中断、环境卫生问题和财产损失等问题。工程事故统计表明，钢丝断裂是PCCP爆管失效的主要事故模式。而保护层砂浆或混凝土开裂是引起钢丝断裂的主要原因。普通混凝土或砂浆由于本身具有较高的弹性模量，韧性较低，允许变形能力较差，在外力作用下产生的拉应变超过其最大拉应变，产生开裂。

同时，运行在地下的管道很容易发生失效事故。现有技术中的混凝土管道虽然抗压强度高、原材料广泛，但自然资源消耗较大、CO2排放较多、制备过程中噪声污染严重、耐腐蚀性能较差。在腐蚀介质环境或输送酸碱性污水时，容易导致混凝土管道遭受腐蚀破坏，从而降低混凝土管道的结构完整性，缩短服役寿命，进而增大管道基础设施的整体费用。为了提高管道的耐腐蚀性能，管道还采用价格昂贵的双相不锈钢管道和复合管。但是由于这些管道抗外压能力弱，目前主要用于小管径的短距离跨接线以及静态立管。很难解决大规模的酸碱性污水输送问题。

因此，从材料角度提高PCCP和混凝土管道的使用性能具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种地聚合物自密实混凝土、混凝土制品及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种地聚合物自密实混凝土，包括如下组分：胶凝材料、骨料、碱激发剂、共聚甲醛纤维、水、可得然胶和葡萄糖酸钠。其中，所述胶凝材料为粉煤灰和铝酸盐水泥的混合物。所述骨料为砂和石子的混合物。所述碱激发剂为固体氢氧化钠和硅酸钠溶液的混合物。

进一步，地聚合物自密实混凝土包括下述质量份组分：23.6～26.5质量份粉煤灰、1.20～1.50质量份铝酸盐水泥、0.05～0.07质量份共聚甲醛纤维、30.5～35.5质量份砂、21.50～24.50质量份石子、2.10～2.50质量份氢氧化钠、5.50～6.50质量份硅酸钠、6.20～6.40质量份水、0.15～0.23质量份可得然胶和0.25～0.30质量份葡萄糖酸钠。

进一步，所述粉煤灰为低钙粉煤灰。所述粉煤灰的表观密度为2700～2763kg/m³。所述铝酸盐水泥为CA型。所述铝酸盐水泥的表观密度为3086～3163kg/m³。

进一步，地聚合物自密实混凝土的水胶比为0.31～0.35。

进一步，所述氢氧化钠的纯度为99％。所述硅酸钠溶液的模数为3.3。

进一步，所述共聚甲醛纤维的掺量为0.05％～0.07％。

进一步，所述可得然胶的掺量为0.15～0.23％。