本申請涉及建筑材料，尤其是涉及一種抗開裂機制砂混凝土及制備方法。

背景技術(shù)：

1、位于山東地區(qū)的黃泛平原主要集中在魯西、魯西北地區(qū)，可開采的天然砂資源較少，尤其是在一些山區(qū)或荒漠的高速公路建設中，石多砂少，天然砂資源十分匱乏，機制砂替代天然砂配制混凝土勢在必行。機制砂的性質(zhì)(顆粒級配、顆粒形狀、表面粗糙度等)對硅酸鹽水泥混凝土拌合物需水量的影響很大，用水量的不同導致混凝土硬化后的收縮、裂縫以及耐久性都有極大差異。由于機制砂表面粗糙，棱角尖銳，粒型差，因而拌制的機制砂混凝土需水率高、易離析、可泵送性差。尤其在制備低標號機制砂混凝土時，膠凝材料用量少，混凝土離散、粘聚性差、保水性差、流動性差，泵送性及施工性能得不到保證。此外黃泛平原地區(qū)風大而多、降水稀少、空氣干燥、回暖迅速、太陽輻射強、水分蒸發(fā)量大，該氣候特點易導致混凝土產(chǎn)生塑性收縮和干燥收縮，進而形成混凝土的塑性裂縫和干縮裂縫，尤其是以機制砂制得的混凝土，水分流失更快，更易產(chǎn)生裂縫，嚴重影響混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。因此，如何使機制砂的特性能夠更接近天然河砂甚至比天然河砂的效果更好，同時制備方法簡單易行是急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，開發(fā)一種機制砂混凝土，本申請?zhí)峁┝艘环N抗開裂機制砂混凝土及制備方法。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N機制砂混凝土，包括以下重量份數(shù)的原料：水泥300-400份，粉煤灰80-130份，機制砂500-750份，粗集料800-1100份，玄武巖纖維18-32份，水120-180份，聚羧酸減水劑11-16份；所述機制砂包括改性機制砂。

3、進一步的，所述改性機制砂的制備方法包括以下步驟：將機制砂置于可旋轉(zhuǎn)圓筒內(nèi)，邊旋轉(zhuǎn)圓筒邊加入5-12wt％的熔融膠液，旋轉(zhuǎn)圓筒2-3h，加入1.5-3wt％的偶聯(lián)改性納米氧化鋁，旋轉(zhuǎn)圓筒0.2-0.5h，制得改性母粒，將改性母粒進行紫外光源輻照，制得改性機制砂。

4、進一步的，所述可旋轉(zhuǎn)圓筒進行旋轉(zhuǎn)時的線速度為2-4m/s。

5、進一步的，所述紫外光源輻照的輻照劑量為10-20mard。

6、進一步的，所述偶聯(lián)改性納米氧化鋁的制備方法包括以下步驟：將硅烷偶聯(lián)劑kh-550加入無水乙醇中，攪拌2min，之后加入納米氧化鋁，超聲10min，過濾取濾渣，烘干，制得偶聯(lián)改性納米氧化鋁；其中，硅烷偶聯(lián)劑、無水乙醇和納米氧化鋁的重量比為0.5-0.8：9-15：1。

7、通過采用上述技術(shù)方案，本申請采用密煉后的橡膠膠液對機制砂進行包裹形成橡膠層，并在橡膠層完全硫化前在橡膠層表面黏附微量的偶聯(lián)改性納米氧化鋁，之后控制紫外輻照的輻照劑量使其硫化，提高橡膠層的耐腐蝕性和耐水性；熔融的橡膠可以可以有效填充機制砂的孔洞，機制砂在圓筒中旋轉(zhuǎn)，相互碰撞摩擦的同時熔融態(tài)的橡膠不斷填充機制砂表面的孔隙，從而使硫化后的機制砂的表面更加圓滑且形狀更規(guī)則，從而促進了改性機制砂在水泥砂漿中的分散性，有利于減少砂漿中大孔洞的產(chǎn)生，可以大幅度減小砂漿孔隙內(nèi)自由水分的流失速度，從而提高機制砂混凝土的抗裂性能；改性機制砂表面的納米氧化鋁可以和砂漿中的硅酸鋁凝膠，具有較高的比表面積和吸附性能，吸附金屬陽離子集中在凝膠周圍，有利于促進改性機制砂在砂漿中的均勻分布。

8、進一步的，所述熔融膠液的制備方法包括以下步驟：將丙烯酸酯橡膠、sbs膠粒、增粘樹脂、抗氧化劑、交聯(lián)劑和硫化劑加入到密煉機中進行密煉，制得熔融膠液。

9、進一步的，所述熔融膠液的制備過程中，丙烯酸酯橡膠、sbs膠粒、增粘樹脂、抗氧化劑、交聯(lián)劑和硫化劑的重量比為70-90：40-50：14-20：0.4-0.6：2-3.5：0.5-0.8。

10、進一步的，所述機制砂中包括14-27wt％的改性機制砂。

11、進一步的，所述機制砂的細度模數(shù)為2.3-3.0。

12、進一步的，所述粗集料包括大石和小石，所述大石的粒徑為8-28mm，所述小石的粒徑為3.5-7.9mm，大石和小石的用量的重量比為5-8：3-5。

13、進一步的，所述玄武巖纖維的長度為5-25mm。

14、玄武巖長度選為5-25mm，在此長度下，玄武巖纖維與粗集料進行復配互相支持，形成混凝土整體的補強結(jié)構(gòu)，機制砂和粉煤灰在該結(jié)構(gòu)下進行填充，有利于形成均一穩(wěn)定、力學性能強的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而增強機制砂混凝土的整體強度和抗裂性能。

15、第二方面，本申請?zhí)峁┝松鲜隹归_裂機制砂混凝土的制備方法，包括一下步驟：

16、s1、將水泥、粉煤灰、機制砂混合并進行攪拌，攪拌10-20min，制得混合料；

17、s2、將步驟s1中制得的混合料加入水總份數(shù)的60-75％，攪拌5-10min，之后邊攪拌邊加入聚羧酸減水劑和余量的水，攪拌5-10min，制得機制砂砂漿；

18、s3、將步驟s2中制得的機制砂砂漿邊攪拌邊加入粗集料，攪拌10-20min，制得抗開裂機制砂混凝土。

19、綜上所述，本發(fā)明包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

20、1.本申請中采用改性機制砂制作機制砂混凝土，本申請中制得的機制砂表面光滑、形態(tài)規(guī)則，在混凝土砂漿中易均勻分散，降低砂漿孔隙內(nèi)自由水分的流失速度，提高機制砂混凝土的抗裂性能。

21、2.本申請中的機制砂混凝土制備方法簡單易行，原材料成本低，所制備的混凝土抗壓強度高，抗裂性能好，具有很好的商業(yè)價值。

技術(shù)特征：

1.一種抗開裂機制砂混凝土，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗開裂機制砂混凝土，其特征在于，所述改性機制砂的制備方法包括以下步驟：將機制砂置于可旋轉(zhuǎn)圓筒內(nèi)，邊旋轉(zhuǎn)圓筒邊加入5-12wt%的熔融膠液，旋轉(zhuǎn)圓筒2-3h，加入1.5-3wt%的偶聯(lián)改性納米氧化鋁，旋轉(zhuǎn)圓筒0.2-0.5h，制得改性母粒，將改性母粒進行紫外光源輻照，制得改性機制砂。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗開裂機制砂混凝土，其特征在于，所述熔融膠液的制備方法包括以下步驟：將丙烯酸酯橡膠、sbs膠粒、增粘樹脂、抗氧化劑、交聯(lián)劑和硫化劑加入到密煉機中進行熔煉，制得熔融膠液。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗開裂機制砂混凝土，其特征在于，所述熔融膠液的制備過程中，丙烯酸酯橡膠、sbs膠粒、增粘樹脂、抗氧化劑、交聯(lián)劑和硫化劑的重量比為70-90：40-50：14-20：0.4-0.6：2-3.5：0.5-0.8。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗開裂機制砂混凝土，其特征在于，所述機制砂中包括14-27wt%的改性機制砂。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗開裂機制砂混凝土，其特征在于，所述機制砂的細度模數(shù)為2.3-3.0。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗開裂機制砂混凝土，其特征在于，所述粗集料包括大石和小石，所述大石的粒徑為8-28mm，所述小石的粒徑為3.5-7.9mm，大石和小石的用量的重量比為5-8：3-5。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗開裂機制砂混凝土，其特征在于，所述玄武巖纖維的長度為5-25mm。

9.一種權(quán)利要求1-8任一項所述的抗開裂機制砂混凝土的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本申請屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，本申請公開了一種抗開裂機制砂混凝土及制備方法。本申請中的抗開裂機制砂混凝土的原料包括水泥、粉煤灰、機制砂、粗集料、玄武巖纖維、水和聚羧酸減水劑，其中的機制砂包括改性機制砂，改性機制砂由熔融態(tài)的橡膠混合物膠液對機制砂進行包裹并在其外表面黏附偶聯(lián)改性納米氧化鋁制得。本申請中的抗開裂機制砂混凝土的制備方法包括混合干料制得混合料、混合料加水和減水劑制得砂漿、砂漿加入粗集料制得機制砂混凝土。本申情中的改性機制砂表面光滑、形態(tài)規(guī)則，在混凝土砂漿中易均勻分散，降低砂漿孔隙內(nèi)自由水分的流失速度，摻入混凝土砂漿中能提高機制砂混凝土的抗裂性能。

技術(shù)研發(fā)人員：張健,左志,王曉,劉洋
受保護的技術(shù)使用者：山東高速工程建設集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9