[发明专利]一种能缩短张拉龄期的惰性掺合料高性能混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体为一种能缩短张拉龄期的惰性掺合料高性能混凝土。

背景技术

高性能混凝土是一种在耐久性能得到保障的前提下，采用较少的水泥用量、掺用适宜的掺合料、以及较低水胶比的混凝土。耐久性是高性能混凝土设计时考虑的首要条件，掺入粉煤灰、矿粉等外掺料是高性能混凝土配制的常规手段，低水胶比是高性能混凝土配比选定时的一般要求。在混凝土中掺入一定量的矿物掺和料，可以有效改善和提高混凝土工作性和耐久性。粉煤灰是一种最常用的掺和料，粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种类似火山灰质混合材料，主要成分为SiO₂、AI₂O₃、Fe₂O₃，在显微镜下是粒径不一的玻璃质球珠；由于粉煤灰比表面积较大，吸附能力强，因而粉煤灰颗粒可以吸咐水泥的水化产物Ca(OH)₂，并与Ca(OH)₂发生火山灰反应，即二次水化作用，使得混凝土浆体的密实度提高，界面结构得到改善，来实现提高混凝土耐久性能。由于粉煤灰的水化速度小于水泥熟料，故掺加粉煤灰后混凝土的早期强度低于普通混凝土，对温度和湿度比较敏感，且粉煤灰掺量越高早期强度越低。掺加粉煤灰的高性能混凝土的早期强度发展相对较慢，故为保证强度的正常发展，需将养护时间延长至14天以上。矿渣粉是以粒化高炉矿渣为主要原材料掺入部分其它组份，经超细粉磨而成的一种活性材料，主要成份是SiO₂、AI₂O₃、Fe₂O₃、CaO，比表面积大于400m²/kg，与粉煤灰的二次化学反应作用机理相同，矿渣粉中的活性SiO₂、AI₂O₃等与水泥的水化产物Ca(OH)₂进行二次水化反应，生成密实度更高的硅酸凝胶，提高混凝土耐久性能。由于矿渣粉是细微球状体，其表面光滑且性能稳定，在混凝土中能起到一种类似轴承的微珠润滑作用，减少了摩擦阻力，有效改善混凝土拌合物的和易性（即流动性、黏聚性、保水性等），坍落度的经时损失小，工作性好；对混凝土在长时间内保持良好的工作性能、降低水化热、减少收缩裂缝非常有利。粉煤灰和矿渣粉掺和料对混凝土强度、耐久性的贡献受水胶比的影响较大，尤其是粉煤灰对水胶比更为敏感。只有在低水胶比（如小于0.4或0.42）的前提下，粉煤灰的作用才得以充分发挥。高性能混凝土中低水胶比，即单方混凝土中较低的用水量，需要混凝土开始硬化后及时养护，保证混凝土二次水化反应所需要的温度和湿度。

   混凝土养护包括湿度和温度两个方面，养护不仅是浇水，还要控制混凝土的温度变化。在湿度养护的同时，应该保证混凝土表面温度与内部温度和所接触的大气温度之间不出现过大的差异，采取保温和散热的综合措施，防止温降和温差过大。对于现浇梁等较大厚度的构件，由于水化热会使温度持续升高，如果气温不是过低，则在浇筑后的初始几小时内宜散热（但仍要保湿，如用薄膜覆盖）。当混凝土表面已结硬或处于降温阶段则要保温覆盖以降低降温速率，使混凝土表面与内部和大气的温差不要过大。水胶比低的混凝土，浇筑一结束就要保持混凝土中水分不受损失，对水平构件应立即用塑料薄膜紧密覆盖表面，对垂直构件要立即封住顶面并在混凝土达到一定强度时及早松开模板，从顶面注水养护。但是，高性能混凝土的保温、保湿养护对在冬季等低温条件下就显得特别困难，有时投入成本很大，效果还不好。

目前客运专线桥梁用高性能混凝土在低温条件下（如冬季）施工时，其早期强度提升较慢，而在混凝土灌筑5天左右需要达到规定的弹性模量和抗压强度从而进行初张拉，这样就制约了拆模、初张拉等下步工序的施工，延长了张拉龄期，对工期进度影响十分明显。现有做法是掺活性材料，如硅灰等，能大幅度提高早期强度，但混凝土收缩大；同时后期强度也提高了，这样就比设计强度大了很多，富裕系数太大，浪费资源；而且掺活性材料在混凝土中要发生水化反应，即一种化学反应，温度会增大，这样在冬季施工时，内部温度高而外部温度低，容易造成温差裂纹，所以效果很不理想，极大地延长了张拉龄期。

发明内容

   本发明为了解决高性能混凝土在低温条件下保温、保湿养护特别困难导致早期强度提升慢从而延长张拉龄期的问题，提供了一种能缩短张拉龄期的惰性掺合料高性能混凝土。