[发明专利]一种用于水泥基材料内养护的轻骨料预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥基材料内养护用的轻骨料使用前的预处理方法。

背景技术

高性能混凝土是上世纪八九十年代由一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计而提出的一种新型混凝土，它以结构耐久性为首要设计目标，具有高强度、较好的施工工作性能，以及高耐久等诸多优点。区别于传统混凝土，为了获得较高强度、较为致密的结构和较好的工作性能，高性能混凝土在材料方面具有以下特点：胶凝材料用量较高，大量使用矿物掺和料（粉煤灰、矿渣或硅灰）；高效减水剂的应用使混凝土获得更低的水胶比已成为现实。但正是由于这些材料方面的特点导致高性能混凝土自收缩现象十分显著，在有外界约束的条件下容易产生收缩裂缝，从而影响混凝土力学性能和耐久性。故高性能混凝土在材料、配比及浇注施工时往往需考虑采用某种技术手段防止收缩开裂。

上述自收缩的产生原因是：由于水泥水化后的固相体积比原来反应的水泥及液相体积之和小8～10%，随着水泥的进一步水化，原来填充在水泥颗粒周围孔隙中的水被不断消耗，这些孔隙开始趋于不饱和，溶液在毛细孔中会形成弯月面，进而溶液对孔壁产生拉应力（即毛细管应力），这种拉应力不断产生和积累，宏观上就表现为混凝土体积出现收缩（即自收缩）。由于高能效混凝土用水量低，内部自由水少，导致胶凝材料水化所需水分相对不充分，所以更容易出现自收缩。

自收缩是混凝土收缩形式的一种，普通混凝土由于水胶比大，胶凝材料用量少，自收缩占总体收缩的比例较低。而高性能混凝土随着水胶比的降低，自收缩占总收缩的比重可以高达50%以上。目前降低混凝土收缩（包括自收缩）的措施主要有掺加膨胀剂、纤维、减缩剂或采用内养护。各种减缩措施的原理如下：（1）膨胀剂补偿收缩的原理是随着水泥水化，膨胀剂遇水反应后体积发生膨胀使硬化混凝土的收缩得到一定程度补偿甚至出现膨胀；（2）掺入纤维限制收缩的原理是纤维掺入后与硬化水泥粘接在一起，当水泥出现收缩时，纤维可以起到约束的作用，宏观上使混凝土收缩降低；（3）减缩剂是一种可以降低水溶液表面张力的表面活性剂，由毛细管应力基本理论可知，溶液的表面张力与毛细管应力呈正比，即当混凝土中水溶液的表面张力在减缩剂的作用下降低时，毛细管应力也同比例得到降低，宏观上混凝土收缩也会得到显著减小；（4）内养护是指将一种饱水的材料（如经水饱和的轻骨料、超吸水树脂等多孔材料）掺入混凝土中，当混凝土内部由于水化或外部水分散失出现干燥时，包裹在内养护材料中的水分就会缓慢释放出来，从而使混凝土内部保持较高的湿度，毛细孔中弯月面不易出现，所以使混凝土收缩降低或被推迟。

由以上降低混凝土收缩的措施可以看出掺入膨胀剂和纤维是被动补偿或限制混凝土收缩，而减缩剂和内养护则是从自收缩机理出发减少或延缓了混凝土的收缩，目前在已在国外得到广泛研究和应用。但减缩剂和内养护在实际应用中也存在一些难以克服的缺点：对于减缩剂而言，减缩剂在混凝土中的应用通常是将其与水混合后再与水泥、砂石等原材料一起拌合。但许多研究和实际表明，减缩剂的存在会影响水泥水化以及降低水泥基材料的强度，这对确保实际工程施工进度是十分不利的；其次，对内养护而言，目前最常见的内养护材料是饱水轻骨料，即在掺入混凝土中作为内养护材料前，轻骨料是经过水饱和的。但经过水饱和的轻骨料对混凝土自收缩抑制作用有限，而且要最大程度地抑制自收缩的出现，需要掺入的饱水轻骨料量较大，而轻骨料自身为多孔材料，其强度较水泥石和其他集料低许多，故过多的饱水轻骨料同样会对混凝土的强度产生不利的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述减缩剂和饱水轻骨料内养护在应用中存在的问题，提供一种水泥基材料内养护用轻骨料预处理方法，采用本方法处理后得到的轻骨料用于混凝土内养护时，只需使用较少的轻骨料即可使得减缩效果得到显著提高，进而避免了轻骨料掺量过多对混凝土强度造成的不利影响，同时也有效避免了减缩剂直接內掺使用时对水泥水化和水泥基材料强度的不利影响。

为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

一种用于水泥基材料内养护的轻骨料预处理方法，其特点在于：将用于水泥基材料内养护的轻骨料先完全浸入减缩剂溶液中，使轻骨料中减缩剂溶液含量达到饱和后，将轻骨料从减缩剂溶液中滤出，作为混凝土内养护材料。所述浸泡时间一般在24小时后可以使得减缩剂溶液含量达到饱和。