本發(fā)明涉及混凝土技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種公路用高耐久度混凝土。

背景技術(shù)：

建筑結(jié)構(gòu)是建筑物的主要骨架，而結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ)是建筑材料。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和發(fā)展不斷促進(jìn)建筑材料的更新和發(fā)展?；炷潦墙F(xiàn)代最廣泛使用的建筑材料，也是當(dāng)前最多的人造材料?；炷翉膯?wèn)世以來(lái)，經(jīng)歷了低強(qiáng)度、中等強(qiáng)度、高強(qiáng)度乃至超高強(qiáng)度的發(fā)展歷程，似乎人們總是樂(lè)于追求強(qiáng)度的不斷提高。近幾十年來(lái)，混凝土結(jié)構(gòu)因材質(zhì)劣化造成過(guò)早失效以致破壞崩塌的事故在國(guó)內(nèi)外都屢見(jiàn)不鮮，并有愈演愈烈之勢(shì)。這些混凝土工程的過(guò)早破壞，其原因不是由于強(qiáng)度的不足，而是因?yàn)榛炷聊途眯圆涣肌Ｓ捎诨炷恋哪途眯粤踊蚴?，各?guó)為此付出沉重的代價(jià)。普通混凝土的耐久性不足給結(jié)構(gòu)工程帶來(lái)了極大的危害，僅以強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)的混凝土設(shè)計(jì)思路已不適用工程的需要。公路由于氣候環(huán)境復(fù)雜，容易造成混凝土表面開(kāi)裂、剝落，鋼筋銹蝕外露等問(wèn)題，這些都嚴(yán)重影響混凝土的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的公路用高耐久性混凝土，其具有良好的力學(xué)性能，不易開(kāi)裂，在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，具有良好的抗?jié)B性、抗腐蝕性、抗凍性等耐久性能，大大提高了公路的使用壽命。

本發(fā)明提出的一種公路用高耐久度混凝土，所述混凝土其原料按重量份包括以下組分：硅酸鹽水泥285-345份、粗砂330-475份、中粗砂250-400份、碎石900-1200份、水145-165份、煤灰粉65-80份、高爐礦渣20-30份、?；⒅?0-35份、天然沸石超細(xì)粉10-25份、鋼渣25-35份、氧化鋁粉末8-15份、鉬酸鈉1-1.6份、鉻酸鈉1.2-1.8份、硫代硫酸鈉0.5-1份、三乙醇胺0.6-1.2份、馬來(lái)酸酐系減水劑1.35-1.7份、引氣劑0.08-0.16份、混合纖維6-10份。

優(yōu)選地，所述混凝土其原料按重量份包括以下組分：硅酸鹽水泥300-320份、粗砂390-420份、中粗砂320-340份、碎石1000-1050份、水155-160份、煤灰粉70-75份、高爐礦渣24-26份、?；⒅?6-30份、天然沸石超細(xì)粉15-20份、鋼渣28-32份、氧化鋁粉末10-12份、鉬酸鈉1.2-1.4份、鉻酸鈉1.4-1.6份、硫代硫酸鈉0.7-0.8份、三乙醇胺0.9-1.1份、馬來(lái)酸酐系減水劑1.55-1.6份、引氣劑0.11-0.13份、混合纖維8-9份。

優(yōu)選地，所述混凝土其原料按重量份包括以下組分：硅酸鹽水泥310份、粗砂415份、中粗砂330份、碎石1025份、水158份、煤灰粉72份、高爐礦渣24.8份、?；⒅?8份、天然沸石超細(xì)粉18份、鋼渣30份、氧化鋁粉末11.2份、鉬酸鈉1.3份、鉻酸鈉1.52份、硫代硫酸鈉0.76份、三乙醇胺1.04份、馬來(lái)酸酐系減水劑1.58份、引氣劑0.12份、混合纖維8.8份。

優(yōu)選地，所述碎石由粒徑為1-5mm碎石、5-16mm碎石、16-25mm碎石按重量比5-10:80-90:1-4組成。

優(yōu)選地，所述煤灰粉的粒度為80-200目。

優(yōu)選地，所述混合纖維其原料按重量份包括以下組分：20-35份玻璃纖維、15-30份聚酯纖維、25-40份聚乙烯醇纖維、10-20份聚乙烯纖維、12-20份聚異丁烯纖維。

優(yōu)選地，所述引氣劑按重量份由20-45份松香熱聚物、15-25份皂角粉、10-20份烷基苯磺酸鈉、20-25份OP乳化劑攪拌均勻得到。

優(yōu)選地，所述馬來(lái)酸酐系減水劑按以下工藝制備：按重量份將10-15份馬來(lái)酸酐、6-10份烯丙基聚乙二醇、0.95-1.3份對(duì)甲基苯磺酸鈉、15-25份二甲苯、0.25-0.4份對(duì)苯二酚加入第一反應(yīng)裝置中充分?jǐn)嚢?，升溫?0-60℃反應(yīng)8-10h，其中升溫速率為1-2℃/min，冷卻至室溫，除去對(duì)苯二酚與二甲苯得到中間單體；向第二反應(yīng)裝置中加入45-60份中間單體水溶液、5-7份甲基丙烯酸甲酯、4-6份甲基丙烯磺酸鈉、5-7份丙烯酰胺、25-35份乙二醇、0.45-0.75份過(guò)硫酸銨、0.45-0.75份過(guò)硫酸鈉加入反應(yīng)裝置，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下充分?jǐn)嚢?，升溫?0-80℃，升溫速率為2-3℃/min，反應(yīng)9-12h后冷卻至室溫，再用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為7-8，干燥后得到所述馬來(lái)酸酐系減水劑；其中，中間單體水溶液中的中間單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-75wt％。

在第一反應(yīng)裝置中加入對(duì)甲基苯磺酸鈉、對(duì)苯二酚有效促進(jìn)馬來(lái)酸酐與烯丙基聚乙二醇的酯化率，同時(shí)避免其發(fā)生聚合反應(yīng)；在第二反應(yīng)裝置中加入適量的過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉作為聚合反應(yīng)引發(fā)劑，采用滴加方法加入，有效控制了聚合反應(yīng)速率；得到所述馬來(lái)酸酐系減水劑中，聚乙二醇側(cè)鏈提高了水泥漿體的流動(dòng)性與分散性，磺酸基團(tuán)、酰胺基團(tuán)，通過(guò)離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵及范德華力等相互作用緊緊吸附在水泥顆粒表面，使水泥帶電，根據(jù)同性電荷相斥原理，阻止了相鄰水泥顆粒的相互接近，增大了水泥與新拌砂漿中的自由水的接觸面積，同時(shí)支鏈中的氧原子與新拌砂漿中的自由水結(jié)合，使水泥充分水化，并且在水泥顆粒擴(kuò)散的過(guò)程中釋放出凝聚體所包含的游離水，與長(zhǎng)支鏈聚乙二醇基團(tuán)配合，對(duì)水泥漿體有明顯的緩凝作用，改善了混凝土的和易性、加工性能，減少了用水量；混凝土在堿性環(huán)境下，馬來(lái)酸酐系減水劑中酯基可逐漸水解成羧基，補(bǔ)充體系中的羧基含量，起到緩釋保坍作用。

優(yōu)選地，在馬來(lái)酸酐系減水劑制備過(guò)程中，過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉分別以過(guò)硫酸銨水溶液、過(guò)硫酸鈉水溶液的形式滴加到第二反應(yīng)裝置中，滴加時(shí)間為1.5-3h；其中，過(guò)硫酸銨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80-92wt％，過(guò)硫酸鈉水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80-92wt％。

本發(fā)明中加入粗砂、中粗砂、煤灰粉、?；⒅椤⒒旌侠w維、天然沸石超細(xì)粉、高爐礦渣配合使用，利用各組分粒徑的不同，在混凝土材料中實(shí)現(xiàn)充分填充，減小了各組分顆粒之間的空隙，改善孔結(jié)構(gòu)，使混凝土更加密實(shí)，顯著提高了混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗腐蝕性等耐久性能，與硅酸鹽水泥配合使用，提高混凝土各原料間的粘結(jié)力及混凝土整體承載力，使混凝土在不易開(kāi)裂；煤灰粉、鋼渣、氧化鋁粉末配合使用，抑制了混凝土中的堿-集料反應(yīng)，與鉬酸鈉、鉻酸鈉配合使用能有效抑制混凝土來(lái)自?xún)?nèi)部、外部的侵蝕，提高了混凝土的長(zhǎng)久抗腐蝕性；?；⒅槔砘阅苁址€(wěn)定，耐老化耐候性強(qiáng)，高爐礦渣具有耐磨、防滑、耐熱效果，兩者配合使用具有增強(qiáng)效果，提高混凝土的綜合性能，同時(shí)與硅酸鹽水泥、煤灰粉、天然沸石超細(xì)粉配合使用具有良好的水硬膠凝性能；馬來(lái)酸酐系減水劑性能優(yōu)異且穩(wěn)定，制備工藝簡(jiǎn)單，具有良好的分散性與高減水率，與引氣劑配合使用，具有良好的起泡效果，產(chǎn)生大量微小而獨(dú)立的氣泡填充空隙，堵塞毛細(xì)管通道，改善孔結(jié)構(gòu)，提高混凝土的密實(shí)性、流動(dòng)性、可泵性、保水性和坍落度，與玻化微珠配合使用使混凝土砂漿具有良好的可泵性，與高爐礦渣配合使用具有抗凍性與抗氯離子性，從而提高了混凝土的耐久性與使用壽命，同時(shí)也提高了工程質(zhì)量，減少了環(huán)境污染；硫代硫酸鈉、三乙醇胺作為防凍組分，降低了混凝土的冰點(diǎn)，與?；⒅?、馬來(lái)酸酐系減水劑配合，增強(qiáng)混凝土在冬季施工的可泵性，提高混凝土的抗凍性；混合纖維的加入減少了因馬來(lái)酸酐系減水劑、引氣劑引起的混凝土強(qiáng)度的降低，與?；⒅?、鋼渣配合作用，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，同時(shí)阻止了混凝土的早期開(kāi)裂性，與馬來(lái)酸酐系減水劑、引氣劑配合作用，堵塞毛細(xì)管通路，降低毛細(xì)管作用，提高混凝土的抗?jié)B性，進(jìn)而提高混凝土的抗腐蝕性。本發(fā)明提出的公路用高耐久性混凝土，其具有良好的力學(xué)性能，不易開(kāi)裂，在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，具有良好的抗?jié)B性、抗腐蝕性、抗凍性等耐久性能，大大提高了公路的使用壽命。

具體實(shí)施方式

下面，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

本發(fā)明提出的公路用高耐久度混凝土，所述混凝土其原料按重量份包括以下組分：硅酸鹽水泥285份、粗砂330份、中粗砂250份、碎石900份、水145份、煤灰粉80份、高爐礦渣30份、玻化微珠20份、天然沸石超細(xì)粉10份、鋼渣25份、氧化鋁粉末8份、鉬酸鈉1份、鉻酸鈉1.2份、硫代硫酸鈉0.5份、三乙醇胺1.2份、馬來(lái)酸酐系減水劑1.7份、引氣劑0.16份、混合纖維6份。

實(shí)施例2

本發(fā)明提出的公路用高耐久度混凝土，所述混凝土其原料按重量份包括以下組分：硅酸鹽水泥345份、粗砂475份、中粗砂400份、碎石1200份、水165份、煤灰粉65份、高爐礦渣20份、玻化微珠35份、天然沸石超細(xì)粉25份、鋼渣35份、氧化鋁粉末15份、鉬酸鈉1.6份、鉻酸鈉1.8份、硫代硫酸鈉1份、三乙醇胺0.6份、馬來(lái)酸酐系減水劑1.35份、引氣劑0.08份、混合纖維10份。

實(shí)施例3

本發(fā)明提出的公路用高耐久度混凝土，所述混凝土其原料按重量份包括以下組分：硅酸鹽水泥310份、粗砂415份、中粗砂330份、碎石1025份、水158份、煤灰粉72份、高爐礦渣24.8份、?；⒅?8份、天然沸石超細(xì)粉18份、鋼渣30份、氧化鋁粉末11.2份、鉬酸鈉1.3份、鉻酸鈉1.52份、硫代硫酸鈉0.76份、三乙醇胺1.04份、馬來(lái)酸酐系減水劑1.58份、引氣劑0.12份、混合纖維8.8份。

其中，所述碎石由粒徑為1-5mm碎石、5-16mm碎石、16-25mm碎石按重量比10:80:1組成。

所述煤灰粉的粒度為80目；

所述混合纖維其原料按重量份包括以下組分：20份玻璃纖維、15份聚酯纖維、25份聚乙烯醇纖維、10份聚乙烯纖維、12份聚異丁烯纖維；

所述引氣劑按重量份由20份松香熱聚物、15份皂角粉、10份烷基苯磺酸鈉、20份OP乳化劑攪拌均勻得到；

所述馬來(lái)酸酐系減水劑按以下工藝制備：按重量份將10份馬來(lái)酸酐、6份烯丙基聚乙二醇、0.95份對(duì)甲基苯磺酸鈉、15份二甲苯、0.25份對(duì)苯二酚加入第一反應(yīng)裝置中充分?jǐn)嚢?，升溫?0℃反應(yīng)10h，其中升溫速率為1℃/min，冷卻至室溫，除去對(duì)苯二酚與二甲苯得到中間單體；向第二反應(yīng)裝置中加入60份中間單體水溶液、7份甲基丙烯酸甲酯、6份甲基丙烯磺酸鈉、7份丙烯酰胺、35份乙二醇、0.45份過(guò)硫酸銨、0.45份過(guò)硫酸鈉，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下充分?jǐn)嚢?，升溫?0℃，升溫速率為3℃/min，反應(yīng)9h后冷卻至室溫，再用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為8，干燥后得到所述馬來(lái)酸酐系減水劑；其中，中間單體水溶液中的中間單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60wt％。

所述在馬來(lái)酸酐系減水劑制備過(guò)程中，過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉分別以過(guò)硫酸銨水溶液、過(guò)硫酸鈉水溶液的形式滴加到第二反應(yīng)裝置中，滴加時(shí)間為2.4h；其中，過(guò)硫酸銨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85wt％，過(guò)硫酸鈉水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85wt％。

實(shí)施例4

本發(fā)明提出的公路用高耐久度混凝土，所述混凝土其原料按重量份包括以下組分：硅酸鹽水泥300份、粗砂375份、中粗砂310份、碎石995份、水154份、煤灰粉70份、高爐礦渣28.4份、?；⒅?0.2份、天然沸石超細(xì)粉15.2份、鋼渣32.5份、氧化鋁粉末12.6份、鉬酸鈉1.24份、鉻酸鈉1.58份、硫代硫酸鈉0.67份、三乙醇胺1.02份、馬來(lái)酸酐系減水劑1.62份、引氣劑0.12份、混合纖維7.4份。

其中，所述碎石由粒徑為1-5mm碎石、5-16mm碎石、16-25mm碎石按重量比5:90:4組成；

所述煤灰粉的粒度為200目；

所述混合纖維其原料按重量份包括以下組分：35份玻璃纖維、30份聚酯纖維、40份聚乙烯醇纖維、20份聚乙烯纖維、20份聚異丁烯纖維；

所述引氣劑按重量份由45份松香熱聚物、25份皂角粉、20份烷基苯磺酸鈉、25份OP乳化劑攪拌均勻得到；

所述馬來(lái)酸酐系減水劑按以下工藝制備：按重量份將15份馬來(lái)酸酐、10份烯丙基聚乙二醇、1.3份對(duì)甲基苯磺酸鈉、25份二甲苯、0.4份對(duì)苯二酚加入第一反應(yīng)裝置中充分?jǐn)嚢?，升溫?0℃反應(yīng)8h，其中升溫速率為2℃/min，冷卻至室溫，除去對(duì)苯二酚與二甲苯得到中間單體；向第二反應(yīng)裝置中加入45份中間單體水溶液、5份甲基丙烯酸甲酯、4份甲基丙烯磺酸鈉、5份丙烯酰胺、25份乙二醇、0.75份過(guò)硫酸銨、0.75份過(guò)硫酸鈉加入反應(yīng)裝置，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下充分?jǐn)嚢瑁郎刂?0℃，升溫速率為2℃/min，反應(yīng)12h后冷卻至室溫，再用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為7，干燥后得到所述馬來(lái)酸酐系減水劑；其中中間單體水溶液中中間單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75wt％。

所述在馬來(lái)酸酐系減水劑制備過(guò)程中，過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉分別以過(guò)硫酸銨水溶液、過(guò)硫酸鈉水溶液的形式滴加到第二反應(yīng)裝置中，滴加時(shí)間為1.5h；其中，過(guò)硫酸銨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92wt％，過(guò)硫酸鈉水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92wt％。

實(shí)施例5

本發(fā)明提出的公路用高耐久度混凝土，所述混凝土其原料按重量份包括以下組分：硅酸鹽水泥320份、粗砂435份、中粗砂365份、碎石1120份、水158份、煤灰粉76.5份、高爐礦渣22.5份、?；⒅?0.6份、天然沸石超細(xì)粉21.4份、鋼渣31.2份、氧化鋁粉末10.4份、鉬酸鈉1.45份、鉻酸鈉1.35份、硫代硫酸鈉0.86份、三乙醇胺0.82份、馬來(lái)酸酐系減水劑1.48份、引氣劑0.13份、混合纖維9.2份。

其中，所述碎石由粒徑為1-5mm碎石、5-16mm碎石、16-25mm碎石按重量比7:85:2組成；

所述煤灰粉的粒度為150目；

所述混合纖維其原料按重量份包括以下組分：28份玻璃纖維、22份聚酯纖維、32份聚乙烯醇纖維、15份聚乙烯纖維、15份聚異丁烯纖維；

所述引氣劑按重量份由30份松香熱聚物、20份皂角粉、15份烷基苯磺酸鈉、22份OP乳化劑攪拌均勻得到；

所述馬來(lái)酸酐系減水劑按以下工藝制備：按重量份將12份馬來(lái)酸酐、8份烯丙基聚乙二醇、1.12份對(duì)甲基苯磺酸鈉、20.5份二甲苯、0.32份對(duì)苯二酚加入第一反應(yīng)裝置中充分?jǐn)嚢瑁郎刂?5℃反應(yīng)9.2h，其中升溫速率為1.4℃/min，冷卻至室溫，除去對(duì)苯二酚與二甲苯得到中間單體；向第二反應(yīng)裝置中加入55份中間單體水溶液、6.2份甲基丙烯酸甲酯、5.1份甲基丙烯磺酸鈉、6.2份丙烯酰胺、30.5份乙二醇、0.62份過(guò)硫酸銨、0.52份過(guò)硫酸鈉加入反應(yīng)裝置，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下充分?jǐn)嚢?，升溫?5℃，升溫速率為2.4℃/min，反應(yīng)10.8h后冷卻至室溫，再用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為7.5，干燥后得到所述馬來(lái)酸酐系減水劑；其中，中間單體水溶液中的中間單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70wt％。

所述在馬來(lái)酸酐系減水劑制備過(guò)程中，過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉分別以過(guò)硫酸銨水溶液、過(guò)硫酸鈉水溶液的形式滴加到第二反應(yīng)裝置中，滴加時(shí)間為3h；其中，過(guò)硫酸銨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80wt％，過(guò)硫酸鈉水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80wt％。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。