本技術(shù)涉及橋梁，特別涉及一種混凝土及其制備方法及橋梁。

背景技術(shù)：

1、鋼-混組合拱橋融合了混凝土的高抗壓性能和鋼材的高抗彎性能，具備優(yōu)良的承載能力和耐久性能，適用于各種跨度及不同地質(zhì)和氣候條件，在現(xiàn)代橋梁工程中占據(jù)著重要地位。拱肋作為鋼-混組合拱橋的主要受力結(jié)構(gòu)，承擔(dān)著加固和支撐主體結(jié)構(gòu)的任務(wù)，有效分散外部荷載至整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)。為了提升鋼-混組合拱橋的安全性和使用壽命，在設(shè)計(jì)和施工過程中通常需要在拱肋外圍加包一層混凝土。

2、然而現(xiàn)有的混凝土不能滿足拱肋的要求，存在強(qiáng)度不夠、粘結(jié)力不足、氣密性不夠、抗裂性不足等缺陷，影響了拱肋的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種混凝土及其制備方法及橋梁，以解決現(xiàn)有鋼-混組合拱橋拱肋外包混凝土強(qiáng)度不夠、粘結(jié)力不足、氣密性不夠、抗裂性不足的問題。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種混凝土，應(yīng)用于鋼-混組合拱橋拱肋外包，其原料包括：

3、水泥、粉煤灰、納米摻料、黏度改性料、玄武巖纖維、外加劑、細(xì)集料、粗集料及水；

4、其中，所述納米摻料包括納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦和可分散膠粉；

5、所述黏度改性料包括石粉、礦粉、纖維素醚和玻璃微珠。

6、本技術(shù)中納米摻料可實(shí)現(xiàn)拱肋外包混凝土的高強(qiáng)度、高粘結(jié)力和高氣密性等功能要求。納米摻料由納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦和可分散膠粉組成，首先，納米材料會(huì)使顆粒級(jí)配更完善，互相填充，減小了空隙率，提高了堆積密度，有助于提高混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能；其次，納米二氧化硅和氫氧化鈣間的相互作用促進(jìn)了c-s-h的形成；納米碳酸鈣與鋁酸三鈣和氫氧化鈣結(jié)合，生成單或半碳鋁酸鹽；納米二氧化鈦控制氫氧化鈣晶體生長(zhǎng)，加速水泥水化反應(yīng)，促進(jìn)aft晶體沉淀，這些產(chǎn)物的生成對(duì)混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)度的提高具有積極作用。同時(shí)，可分散膠粉可顯著提高漿體粘結(jié)性，增強(qiáng)混凝土與鋼管壁的粘結(jié)力；此外，納米二氧化鈦納米可以捕獲和分解有機(jī)和無機(jī)污染物，使外露的混凝土表面實(shí)現(xiàn)自清潔，提高混凝土的耐紫外線和耐候性。黏度改性料由石粉、礦粉、纖維素醚和玻璃微珠組成，石粉和礦粉的顏色為白色，當(dāng)部分替代膠凝材料后所制備混凝土的顏色偏白，使得混凝土結(jié)構(gòu)色澤均勻且光潔度一致；纖維素醚在混凝土體系中溶解后，能夠包裹住部分膠凝材料固體顆粒，并形成一層潤(rùn)滑膜，提高了混凝土在攪拌過程中的流動(dòng)性和施工性；玻璃微珠在混凝土中起潤(rùn)滑作用，從而降低了混凝土的塑性粘度和屈服應(yīng)力，改善了和易性與泵送性能。玄武巖纖維分散在混凝土中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一方面可有效增強(qiáng)混凝土的抗拉強(qiáng)度，降低混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn)；另一方面當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時(shí)，可阻止裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展，延緩混凝土的破壞，確保了拱肋外包混凝土的高抗性功能。

7、通過向混凝土中摻入納米摻料、黏度改性料、玄武巖纖維等功能性材料，成功制備出了用于鋼-混組合拱橋拱肋外包混凝土，實(shí)現(xiàn)了外包混凝土的高強(qiáng)度、高粘結(jié)力、高氣密性、高抗裂性、大流態(tài)和高品質(zhì)的要求。

8、一些實(shí)施例中，所述納米摻料中納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦和可分散膠粉的質(zhì)量比為1：(0.5～0.9)：(0.2～0.7)：(0.005～0.3)。所述納米摻料中納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦和可分散膠粉的質(zhì)量比在此范圍內(nèi)，可以一方面最大程度發(fā)揮各組分的性能，實(shí)現(xiàn)混凝土的高強(qiáng)度、高粘結(jié)利和高氣密性；另一方面還能確保最佳的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，降低材料成本，優(yōu)化資源利用，使得納米摻料的性能和經(jīng)濟(jì)性都達(dá)到理想狀態(tài)。

9、一些實(shí)施例中，所述黏度改性料中石粉、礦粉、纖維素醚和玻璃微珠的質(zhì)量比為1：(0.2～0.6)：(0.005～0.3)：(0.1～0.5)。所述黏度改性料中石粉、礦粉、纖維素醚和玻璃微珠的質(zhì)量比在此范圍內(nèi)，可以有效提升各材料間的協(xié)同作用，確保實(shí)現(xiàn)混凝的高品質(zhì)和大流態(tài)的功能需求，同時(shí)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)價(jià)值。。

10、一些實(shí)施例中，所述玄武巖纖維的長(zhǎng)度為8mm～12mm；和/或，

11、所述玄武巖纖維的彈性模量≥80gpa；和/或，

12、所述玄武巖纖維的密度≥2500kg/m3。

13、一些實(shí)施例中，所述外加劑包括聚羧酸減水劑、消泡劑和引氣劑，其中聚羧酸減水劑、消泡劑和引氣劑的質(zhì)量比為1：(0.0003～0.0012)：(0.0001～0.0008)。

14、一些實(shí)施例中，所述細(xì)集料包括河砂，所述粗集料包括連續(xù)級(jí)配碎石，其中：

15、所述河砂的粒徑為0.075mm～4.75mm；和/或，

16、所述河砂的細(xì)度模數(shù)為2.3～3.0；和/或，

17、所述河砂的表觀密度為2400kg/m3～2700kg/m3；和/或，

18、所述連續(xù)級(jí)配碎石的粒徑為5mm～20mm；和/或，

19、所述連續(xù)級(jí)配碎石的表觀密度2500kg/m3～2800kg/m3。

20、一些實(shí)施例中，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括以下原料：

21、水泥280～500份、粉煤灰100～250份、納米摻料20～80份、黏度改性料30～150份、玄武巖纖維1～8份、外加劑5～12份、細(xì)集料500～1000份、粗集料600～1200份、水100～300份。各組分的質(zhì)量份數(shù)在此范圍內(nèi)，可以確保新拌混凝土的和易性良好，滿足施工要求，同時(shí)硬化后的混凝土各項(xiàng)性能均能達(dá)到最佳狀態(tài)，符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。

22、第二方面，本技術(shù)提出了一種混凝土的制備方法，包括以下步驟：

23、將水泥、粉煤灰、納米摻料、黏度改性料、細(xì)集料混合，得第一混合料；

24、將粗集料與第一混合料混合，得第二混合料；

25、將水、外加劑及第二混合料混合，得第三混合料；

26、將玄武巖纖維及第三混合料混合，得混凝土。

27、通過先將水泥、粉煤灰、納米摻料、黏度改性料、細(xì)集料混合，得第一混合料，可以保證各種粉體材料混合均勻，同時(shí)充分填充在集料空隙當(dāng)中。通過分步加料的方法，可以增強(qiáng)各組分的均勻性，更好地發(fā)揮其優(yōu)良特性，從而提高混凝土的綜合性能。

28、一些實(shí)施例中，所述將水泥、粉煤灰、納米摻料、黏度改性料、細(xì)集料混合，得第一混合料包括：

29、將納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦和可分散膠粉與乙醇混合、干燥，得納米摻料預(yù)混料；

30、將石粉、礦粉、纖維素醚和玻璃微珠混合，得黏度改性預(yù)混料；

31、將水泥、粉煤灰、納米摻料預(yù)混料、黏度改性預(yù)混料、細(xì)集料混合，得第一混合料。

32、通過將納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦和可分散膠粉與乙醇混合、干燥，得納米摻料預(yù)混料，將石粉、礦粉、纖維素醚和玻璃微珠混合、離心，得黏度改性預(yù)混料。這種預(yù)先混合方式，可以確保各種組分均勻分散，避免聚集，從而充分發(fā)揮各組分的性能，增強(qiáng)其功能性，提高材料的勻質(zhì)性。

33、第三方面，本技術(shù)提供一種橋梁，包括第一方面的混凝土，或第二方面的混凝土的制備方法制得的混凝土。