CN114890750A - 一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及混凝土制备技术领域，特别涉及一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土及其制备方法。本申请提供的桥梁主塔用智能温控混凝土包括以下质量份的原料：水泥260～360kg/m3，粉煤灰70～100kg/m3，降粘剂50～70kg/m3，粗骨料950～1200kg/m3，细骨料700～850kg/m3，微珠5～15kg/m3，晶核剂5～8kg/m3，外加剂6～10kg/m3，端勾镀铜钢纤维3～6kg/m3，高导热相变微胶囊10～25kg/m3；其中，所述高导热相变微胶囊包括壳层和相变芯材，所述壳层包括聚甲基丙烯酸甲酯、改性浮石和亲油改性纳米石墨烯；所述相变芯材包括正十六烷、正十八烷、正二十烷、增塑剂和抗紫外助剂。本申请提供的智能控温混凝土可以解决相关技术中混凝土在较大的温差和强紫外线环境下容易出现开裂的问题。

Description

一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土及其制备方法
技术领域
本申请涉及混凝土制备技术领域，特别涉及一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土及其制备方法。
背景技术
川藏铁路大渡河桥段不仅昼夜温差大(最大约23℃)，而且紫外线辐照强度高，夏季平均紫外线辐照强度为1.3-1.5w/m2，最高紫外线辐照强度为1.8w/m2。该桥段的桥梁主塔常用C55-C60结构混凝土，混凝土中胶凝材料用量大，在水化过程中产生巨大热量，由于混凝土自身导热性能差且大风环境下表层混凝土温度较低，会引起混凝土内外表面产生较大温差，产生较大的温度应力，同时混凝土早期抗拉强度小、弹性模量小，很容易在混凝土表面产生温度裂缝。此外，混凝土在自然养护状态下，由于大温差环境，使得混凝土频繁处于“升温-降温-升温”的类冻融循环，加上强紫外线环境引起的混凝土碳化反应，两者共同作用导致混凝土开裂，裂缝会进一步加剧有害离子的侵蚀，降低混凝土结构的安全性。目前，常用的降低混凝土温升速率、抑制温度裂缝生成的方法为提高混凝土的水胶比、掺加碱激发矿渣胶凝材料或者预埋内部水管，这些方法存在混凝土凝结时间长、早期强度降低、经济成本高等问题。
基于以上分析，提供一种不容易产生温度裂缝的桥梁主塔用智能温控混凝土十分必要。
发明内容
本申请实施例提供一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土，以解决相关技术中混凝土在较大的温差和强紫外线环境下容易出现开裂的问题。
第一方面，本申请提供了一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土，包括以下质量份的原料：水泥260～360kg/m3，粉煤灰70～100kg/m3，降粘剂50～70kg/m3，粗骨料950～1200kg/m3，细骨料700～850kg/m3，微珠5～15kg/m3，晶核剂5～8kg/m3，外加剂6～10kg/m3，端勾镀铜钢纤维3～6kg/m3，高导热相变微胶囊10～25kg/m3；其中，所述高导热相变微胶囊包括壳层和相变芯材，所述壳层包括聚甲基丙烯酸甲酯、改性浮石和亲油改性纳米石墨烯；所述相变芯材包括正十六烷、正十八烷、正二十烷、增塑剂和抗紫外助剂。
一些实施例中，亲油改性纳米石墨烯的用量占壳层重量的3％～8％。
一些实施例中，所述高导热相变微胶囊通过以下过程制备：
将聚乙烯醇粉末溶解在去离子水中，搅拌均匀，得到聚乙烯醇溶液，将聚乙烯醇溶液加入正十六烷、正十八烷和正二十烷中，加热、搅拌，得到第一乳浊液；
将过氧化苯甲酰加入聚甲基丙烯酸甲酯中溶解，之后加入增塑剂和抗紫外助剂混合均匀，得到相变壳材混合液；
将相变壳材混合液和亲油改性纳米石墨烯加入到第一乳浊液中，搅拌，得到第二乳浊液，加热、搅拌，得到微胶囊混合液；
将微胶囊混合液滴入改性浮石中，加热、搅拌、干燥，即得到高导热相变微胶囊。
一些实施例中，所述高导热相变微胶囊通过以下过程制备：
按质量份计，将0.1～0.3份聚乙烯醇粉末溶解在去离子水中，搅拌均匀，得到聚乙烯醇溶液，取0.08～0.2份正十六烷、0.1～0.3份正十八烷、0.4～0.8份正二十烷加入到三孔烧瓶中，向三孔烧瓶中加入聚乙烯醇溶液进行45～60℃水浴搅拌，得到第一乳浊液；
按质量份计，将0.1～0.2份过氧化苯甲酰溶解到1份聚甲基丙烯酸甲酯中，之后加入0.08～0.15份增塑剂和0.05～0.1份抗紫外助剂，在超声波环境下搅拌30min，混合均匀，得到相变壳材混合液；
在55～65℃水浴、搅拌转速为50～100r/min的条件下，将相变壳材混合液和亲油改性纳米石墨粉加入到第一乳浊液中，搅拌2h，得到第二乳浊液；然后将水浴温度升高到70～85℃，搅拌速度提高到150～250r/min，搅拌1.5h，得到微胶囊混合液；
迅速将微胶囊混合液滴入到改性浮石中，直至改性浮石被充分填充，并在75～85℃下搅拌10min，然后放入到真空干燥箱中，调整真空度133～140pa，吸附时间0.5～1h，取出，即得到高导热相变微胶囊。
一些实施例中，所述改性浮石通过以下过程制备：将多孔浮石煅烧后放入碱溶液中浸泡，取出后洗涤、烘干，之后滴加硝酸银溶液，滴加完成后干燥、强光照射，即得到改性浮石。一些优选实施例中，所述改性浮石通过以下过程制备：将多孔浮石在350～400℃下煅烧2h，然后放入到5％氢氧化钠溶液中，放置8～15min，溶液温度为60～70℃，期间对溶液轻微搅拌；取出浮石，用去离子水反复冲洗，在80～100℃环境下烘干浮石，然后在烘干的浮石上滴加0.01mol/L硝酸银溶液，按照500g浮石与10mL浓度0.01mol/L的硝酸银溶液比例滴加，滴加完成后在110℃真空干燥浮石，然后强光照射15～30min，即得到改性浮石，并将改性浮石存放在氮气环境中。对多孔浮石采用煅烧处理，可以去除浮石表面(尤其是孔隙中)的杂质，比如有机质；由于浮石的主要成分为二氧化硅和部分三氧化二铝，利用碱溶液浸泡不仅可以进一步除去浮石空隙中的杂质，而且还可以与表面主要成分发生轻微反应，提高表面活性；通过滴加硝酸银可以在浮石表面附着硝酸银物质，强光照射能够让附着的硝酸银见光分解，分解出来的纳米银颗粒能较均匀的覆盖在浮石表面，银是良好的导热材料，可以提高浮石作为微胶囊材料载体的导热性。
一些实施例中，将氯化铝、乙醇和去离子水混合均匀，得到混合溶液；向混合溶液中加入纳米石墨烯和羧酸，搅拌反应，即得到亲油改性纳米石墨烯。一些优选实施例中，所述亲油改性纳米石墨烯通过以下过程制备：按质量份计，在0.2～0.4份氯化铝的催化下，将0.2～0.4份乙醇和1份去离子水混合均匀，得到混合溶液；然后将1份纳米石墨烯和0.08～0.12份羧酸加入到混合溶液中，在60～80℃的水浴搅拌中反应1.5h，得到亲油改性纳米石墨烯，其中羧酸为C12～C18羧酸中的任一种。在氯化铝的催化下，纳米石墨烯和C12～C18羧酸在70～80℃的醇-水溶液中反应，生成亲油改性纳米石墨烯，改性后更有利于纳米石墨烯在壁材中分散均匀。
一些实施例中，所述晶核剂的主要成分为纳米CSH凝胶，晶核剂为硅酸钠溶液、硝酸钙溶液以及分散溶剂组成制备的乳浊液，硝酸钙中钙元素和硅酸钠中硅元素的摩尔比为0.8～1.5；分散溶剂的加入量为硅酸钠溶液、硝酸钙溶液和分散溶剂质量总和的5～8‰，分散溶剂选用阳离子表面活性剂。
一些实施例中，所述端勾镀铜钢纤维的直径为0.1～0.25mm，长度为10～20mm。
一些实施例中，所述粗骨料为5～20mm连续级配的花岗岩碎石，表观密度为2740～2900kg/m3，压碎值为7～9％；所述细骨料为河砂，细度模数为2.6～2.8。
一些实施例中，所述水泥为P.O42.5低碱水泥；所述降粘剂的粘度比为22，流动度比为112，28d抗压强度比为92。
一些实施例中，所述粉煤灰为F类I级粉煤灰，烧失量为1.5～3.5％，需水量比为90～95％。
第二方面，本申请还提供了上述高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、粉煤灰、微珠、降粘剂和端勾镀铜钢纤维混合，得到组分A；
将晶核剂加入到高导热相变微胶囊中，得到组分B；
将组分A、组分B与粗骨料、细骨料、外加剂、水混合，搅拌，即得到智能温控混凝土。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
1、本申请制得的混凝土通过加入相变温度为20±5℃、相变潜热为110～140J/g的高导热相变微胶囊为原料，不仅能够有效降低混凝土养护前、中期因水化放热导致的内外温差和温峰值，抑制温度裂缝的产生；而且能够有效降低大温差环境及主塔混凝土阴阳面温度分布不均引起的温度应力，提高结构的体积稳定性；该混凝土具有优异的工作性能、耐候性能和施工性能，早期强度高，性能稳定；
2、本申请以亲油改性纳米石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯作为高导热相变微胶囊的壳层，通过对纳米石墨烯的亲油改性，提高了石墨烯与聚甲基丙烯酸甲酯的相容性，分布更加均匀，提高了相变芯材的稳定性和安全性；同时纳米石墨烯具有高导热性能，提高了壳层材料对混凝土温度变化的敏感性及响应能力，高导热相变微胶囊的壳层材料致密；
3、本申请以正十六烷、正十八烷、正二十烷、增塑剂和抗紫外助剂组成高导热相变微胶囊的相变芯材，具有原料成本低、工艺简单、相变芯材泄露风险低的优势，相变芯材温度感应敏感性高、感应温度域宽，使得混凝土内部温度调节更平稳；
4、本申请通过采用改性浮石有效提高了高导热相变微胶囊的吸附性，同时改性浮石作为无机材料且为高导热相变微胶囊载体，提高了高导热相变微胶囊在混凝土中的分散均匀性和适应性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土，其能解决相关技术中混凝土在较大的温差和强紫外线环境下容易出现开裂的问题。
按质量份计，本申请实施例提供的高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土包括：水泥260～360kg/m3，粉煤灰70～100kg/m3，降粘剂50～70kg/m3，粗骨料950～1200kg/m3，细骨料700～850kg/m3，微珠5～15kg/m3，晶核剂5～8kg/m3，外加剂6～10kg/m3，端勾镀铜钢纤维3～6kg/m3，高导热相变微胶囊10～25kg/m3；其中，高导热相变微胶囊包括壳层和相变芯材，壳层包括聚甲基丙烯酸甲酯、改性浮石和亲油改性纳米石墨烯；相变芯材包括正十六烷、正十八烷、正二十烷、增塑剂和抗紫外助剂；晶核剂的主要成分为纳米CSH凝胶；端勾镀铜钢纤维的直径为0.1～0.25mm，长度为10～20mm；粗骨料为5～20mm连续级配的花岗岩碎石，表观密度为2740～2900kg/m3，压碎值为7～9％；水泥为P.O42.5低碱水泥；降粘剂的粘度比为22，流动度比为112，28d抗压强度比为92细骨料为河砂，细度模数为2.6～2.8；粉煤灰为F类I级粉煤灰，烧失量为1.5～3.5％，需水量比为90～95％。
加入端勾镀铜钢纤维能够提高混凝土的导热性、体积稳定性，提高高导热相变微胶囊对环境温度变化的敏感性。
降粘剂及微珠的加入能够降低混凝土的塑性粘度，微珠的“滚珠效应”提高了混凝土的工作性能、泵送性能。
参考图1，本申请实施例还提供了一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤S101，按质量份计，将260～360kg/m3水泥、70～100kg/m3粉煤灰、5～15kg/m3微珠、50～70kg/m3降粘剂和3～6kg/m3端勾镀铜钢纤维混合，得到组分A；
步骤S102，按质量份计，将5～8kg/m3晶核剂加入到10～25kg/m3高导热相变微胶囊中，得到组分B；
步骤S103，按质量份计，将组分A、组分B与950～1200kg/m3粗骨料、700～850kg/m3细骨料、6～10kg/m3外加剂、水混合，搅拌，即得到智能温控混凝土。
本申请在步骤S102中，先将晶核剂与高导热相变微胶囊混合，使得在微胶囊表面覆盖一层CSH凝胶，在混凝土水化过程中，CSH凝胶具有“晶核效应”，促进胶凝材料水化及水化产物生成，提高混凝土早期强度。
其中，高导热相变微胶囊的制备过程为：
按质量份计，将0.1～0.3份聚乙烯醇粉末溶解在去离子水中，搅拌均匀，得到聚乙烯醇溶液，取0.08～0.2份正十六烷、0.1～0.3份正十八烷、0.4～0.8份正二十烷加入到三孔烧瓶中，向三孔烧瓶中加入聚乙烯醇溶液进行45～60℃水浴搅拌，得到第一乳浊液；
按质量份计，将0.1～0.2份过氧化苯甲酰溶解到1份聚甲基丙烯酸甲酯中，之后加入0.08～0.15份增塑剂和0.05～0.1份抗紫外助剂，在超声波环境下搅拌30min，混合均匀，得到相变壳材混合液；
在55～65℃水浴、搅拌转速为50～100r/min的条件下，将相变壳材混合液和亲油改性纳米石墨粉加入到第一乳浊液中，搅拌2h，得到第二乳浊液；然后将水浴温度升高到70～85℃，搅拌速度提高到150～250r/min，搅拌1.5h，得到微胶囊混合液；
迅速将微胶囊混合液滴入到改性浮石中，直至改性浮石被充分填充，并在75～85℃下搅拌10min，然后放入到真空干燥箱中，调整真空度133～140pa，吸附时间0.5～1h，取出，即得到高导热相变微胶囊，该高导热相变微胶囊的相变温度为20±5℃，相变潜热为110～140J/g。
改性浮石的制备过程为：将多孔浮石在350～400℃下煅烧2h，然后放入到5％氢氧化钠溶液中，放置8～15min，溶液温度为60～70℃，期间对溶液轻微搅拌；取出浮石，用去离子水反复冲洗，在80～100℃环境下烘干浮石，然后在烘干的浮石上滴加0.01mol/L硝酸银溶液，按照500g浮石与10mL浓度0.01mol/L的硝酸银溶液比例滴加，滴加完成后在110℃真空干燥浮石，然后强光照射15～30min，即得到改性浮石，并将改性浮石存放在氮气环境中。通过对浮石改性提高了浮石的导热性。
亲油改性纳米石墨烯的制备过程为：按质量份计，在0.2～0.4份氯化铝的催化下，将0.2～0.4份乙醇和1份去离子水混合均匀，得到混合溶液；然后将1份纳米石墨烯和0.08～0.12份棕榈酸加入到混合溶液中，在60～80℃的水浴搅拌中反应1.5h，得到亲油改性纳米石墨烯。
下面结合实施例和对比例对本申请提供的高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土及其制备方法进行详细说明。
原料说明：
外加剂:聚羧酸型减水剂，购自江苏苏博特有限公司，减水率为28％；
端勾镀铜钢纤维：购自泰安浩达新材料有限公司；
增塑剂：环氧脂肪酸增塑剂，购自苏州华策环保科技有限公司；
抗紫外助剂：购自苏州煜奕纺织科技有限公司；
降粘剂：购自北京铁峰建筑工程技术有限公司；
晶核剂：利用硅酸钠溶液、硝酸钙溶液和分散溶剂混合搅拌制备，硝酸钙中钙元素和硅酸钠中硅元素的摩尔比为0.8～1.5；分散溶剂的加入量为硅酸钠溶液、硝酸钙溶液和分散溶剂质量总和的5～8‰，分散溶剂选用阳离子表面活性剂。
高导热相变微胶囊通过以下过程制得：
将2g聚乙烯醇粉末溶解在去离子水中，搅拌均匀，得到聚乙烯醇溶液，取2g正十六烷、3g正十八烷、10g正二十烷加入到三孔烧瓶中，向三孔烧瓶中加入聚乙烯醇溶液进行50℃水浴搅拌，得到第一乳浊液；
将2g过氧化苯甲酰溶解到14g聚甲基丙烯酸甲酯中，之后加入1g增塑剂和0.8g抗紫外助剂，在超声波环境下搅拌30min，混合均匀，得到相变壳材混合液；
在60℃水浴、搅拌转速为80r/min的条件下，将相变壳材混合液和亲油改性纳米石墨粉加入到第一乳浊液中，搅拌2h，得到第二乳浊液；然后将水浴温度升高到80℃，搅拌速度提高到200r/min，搅拌1.5h，得到微胶囊混合液；
迅速将微胶囊混合液滴入到改性浮石中，直至改性浮石被充分填充，并在80℃下搅拌10min，然后放入到真空干燥箱中，调整真空度135pa，吸附时间0.8h，取出，即得到高导热相变微胶囊。
改性浮石通过以下过程制得：将多孔浮石在380℃下煅烧2h，然后放入到5％氢氧化钠溶液中，放置10min，溶液温度为65℃，期间对溶液轻微搅拌；取出浮石，用去离子水反复冲洗，在85℃环境下烘干浮石，然后在烘干的浮石上滴加0.01mol/L硝酸银溶液，按照500g浮石与10mL浓度0.01mol/L的硝酸银溶液比例滴加，滴加完成后在110℃真空干燥浮石，然后强光照射20min，即得到改性浮石，并将改性浮石存放在氮气环境中。
亲油改性纳米石墨烯通过以下过程制得：在2.4g氯化铝的催化下，将20mL乙醇和70mL去离子水混合均匀，得到混合溶液；然后将10g纳米石墨烯和1g棕榈酸加入到混合溶液中，在75℃的水浴搅拌中反应1.5h，得到亲油改性纳米石墨烯。
实施例1：
本申请实施例1提供了一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤S101，按质量份计，将350kg/m3水泥、70kg/m3粉煤灰、10kg/m3微珠、50kg/m3降粘剂和5kg/m3端勾镀铜钢纤维充分混合搅拌2～4min，使得端勾镀铜钢纤维均匀分散，得到组分A；
步骤S102，按质量份计，将7kg/m3晶核剂加入到10kg/m3高导热相变微胶囊中，充分搅拌3～5min，然后静置0.5～1h，得到组分B；
步骤S103，按质量份计，将组分A、组分B与1100kg/m3粗骨料、780kg/m3细骨料、7kg/m3外加剂、水混合，用双轴卧式搅拌机搅拌2～3min，即得到智能温控混凝土。
实施例1中，细骨料为河砂，细度模数为2.6；粗骨料为5～20mm连续级配的花岗岩碎石，表观密度为2740kg/m3。
实施例2：
本申请实施例2提供了一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤S101，按质量份计，将350kg/m3水泥、70kg/m3粉煤灰、10kg/m3微珠、50kg/m3降粘剂和6kg/m3端勾镀铜钢纤维充分混合搅拌2～4min，使得端勾镀铜钢纤维均匀分散，得到组分A；
步骤S102，按质量份计，将6kg/m3晶核剂加入到25kg/m3高导热相变微胶囊中，充分搅拌3～5min，然后静置0.5～1h，得到组分B；
步骤S103，按质量份计，将组分A、组分B与1100kg/m3粗骨料、780kg/m3细骨料、7kg/m3外加剂、水混合，用双轴卧式搅拌机搅拌2～3min，即得到智能温控混凝土。
实施例2中，细骨料为河砂，细度模数为2.6；粗骨料为5～20mm连续级配的花岗岩碎石，表观密度为2740kg/m3。
实施例3：
本申请实施例3提供了一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤S101，按质量份计，将310kg/m3水泥、100kg/m3粉煤灰、5kg/m3微珠、65kg/m3降粘剂和3kg/m3端勾镀铜钢纤维充分混合搅拌2～4min，使得端勾镀铜钢纤维均匀分散，得到组分A；
步骤S102，按质量份计，将6kg/m3晶核剂加入到10kg/m3高导热相变微胶囊中，充分搅拌3～5min，然后静置0.5～1h，得到组分B；
步骤S103，按质量份计，将组分A、组分B与1120kg/m3粗骨料、830kg/m3细骨料、6kg/m3外加剂、水混合，用双轴卧式搅拌机搅拌2～3min，即得到智能温控混凝土。
实施例3中，细骨料为河砂，细度模数为2.6；粗骨料为5～20mm连续级配的花岗岩碎石，表观密度为2740kg/m3。
实施例4：
本申请实施例1提供了一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤S101，按质量份计，将320kg/m3水泥、80kg/m3粉煤灰、15kg/m3微珠、70kg/m3降粘剂和6kg/m3端勾镀铜钢纤维充分混合搅拌2～4min，使得端勾镀铜钢纤维均匀分散，得到组分A；
步骤S102，按质量份计，将8kg/m3晶核剂加入到10kg/m3高导热相变微胶囊中，充分搅拌3～5min，然后静置0.5～1h，得到组分B；
步骤S103，按质量份计，将组分A、组分B与1000kg/m3粗骨料、750kg/m3细骨料、7kg/m3外加剂、水混合，用双轴卧式搅拌机搅拌2～3min，即得到智能温控混凝土。
实施例4中，细骨料为河砂，细度模数为2.8；粗骨料为5～20mm连续级配的花岗岩碎石，表观密度为2860kg/m3。
实施例5：
本申请实施例5提供了一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤S101，按质量份计，将300kg/m3水泥、100kg/m3粉煤灰、15kg/m3微珠、70kg/m3降粘剂和6kg/m3端勾镀铜钢纤维充分混合搅拌2～4min，使得端勾镀铜钢纤维均匀分散，得到组分A；
步骤S102，按质量份计，将8kg/m3晶核剂加入到25kg/m3高导热相变微胶囊中，充分搅拌3～5min，然后静置0.5～1h，得到组分B；
步骤S103，按质量份计，将组分A、组分B与980kg/m3粗骨料、720kg/m3细骨料、7kg/m3外加剂、水混合，用双轴卧式搅拌机搅拌2～3min，即得到智能温控混凝土。
实施例5中，细骨料为河砂，细度模数为2.8；粗骨料为5～20mm连续级配的花岗岩碎石，表观密度为2860kg/m3。
对比例1：
本申请对比例1提供了一种混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤S101，按质量份计，将360kg/m3水泥、70kg/m3粉煤灰、5kg/m3微珠、50kg/m3降粘剂和3kg/m3端勾镀铜钢纤维充分混合搅拌2～4min，使得端勾镀铜钢纤维均匀分散，得到组分A；
步骤S102，按质量份计，将组分A、6kg/m3晶核剂与1100kg/m3粗骨料、780kg/m3细骨料、9kg/m3外加剂、水混合，用双轴卧式搅拌机搅拌2～3min，即得到智能温控混凝土。
对比例1中，细骨料为河砂，细度模数为2.6；粗骨料为5～20mm连续级配的花岗岩碎石，表观密度为2740kg/m3。
参照《混凝土物理力学性能试验方法标准》GBT 50081-2019要求，对实施例1-实施例5和对比例1制得的混凝土进行力学性能测试，结果见表1；参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080-2016标准要求，采用混凝土绝热温升仪测试实施例1-实施例5和对比例1制得的混凝土的绝热温升值，结果见表2。
表1：实施例1-实施例5和对比例1制得的混凝土的工作性能和力学性能测试结果
Figure BDA0003673330490000141
表2：混凝土绝热温升试验试验结果
Figure BDA0003673330490000142
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在本申请中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的规定。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土,其特征在于，包括以下质量份的原料：水泥260～360kg/m3，粉煤灰70～100kg/m3，降粘剂50～70kg/m3，粗骨料950～1200kg/m3，细骨料700～850kg/m3，微珠5～15kg/m3，晶核剂5～8kg/m3，外加剂6～10kg/m3，端勾镀铜钢纤维3～6kg/m3，高导热相变微胶囊10～25kg/m3；其中，所述高导热相变微胶囊包括壳层和相变芯材，所述壳层包括聚甲基丙烯酸甲酯、改性浮石和亲油改性纳米石墨烯；所述相变芯材包括正十六烷、正十八烷、正二十烷、增塑剂和抗紫外助剂。
2.根据权利要求1所述的高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土,其特征在于，所述高导热相变微胶囊通过以下过程制备：
将聚乙烯醇粉末溶解在去离子水中，搅拌均匀，得到聚乙烯醇溶液，将聚乙烯醇溶液加入正十六烷、正十八烷和正二十烷中，加热、搅拌，得到第一乳浊液；
将过氧化苯甲酰加入聚甲基丙烯酸甲酯中溶解，之后加入增塑剂和抗紫外助剂混合均匀，得到相变壳材混合液；
将相变壳材混合液和亲油改性纳米石墨烯加入到第一乳浊液中，搅拌，得到第二乳浊液，加热、搅拌，得到微胶囊混合液；
将微胶囊混合液滴入改性浮石中，加热、搅拌、干燥，即得到高导热相变微胶囊。
3.根据权利要求2所述的高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土,其特征在于，所述改性浮石通过以下过程制备：将多孔浮石煅烧后放入碱溶液中浸泡，取出后洗涤、烘干，之后滴加硝酸银溶液，滴加完成后干燥、强光照射，即得到改性浮石。
4.根据权利要求2所述的高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土,其特征在于，所述亲油改性纳米石墨烯通过以下过程制备：将氯化铝、乙醇和去离子水混合均匀，得到混合溶液；向混合溶液中加入纳米石墨烯和羧酸，搅拌反应，即得到亲油改性纳米石墨烯。
5.根据权利要求1所述的高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土,其特征在于，所述晶核剂的主要成分为纳米CSH凝胶。
6.根据权利要求1所述的高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土,其特征在于，所述端勾镀铜钢纤维的直径为0.1～0.25mm，长度为10～20mm。
7.根据权利要求1所述的高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土,其特征在于，所述粗骨料为5～20mm连续级配的花岗岩碎石，表观密度为2740～2900kg/m3，压碎值为7～9％；所述细骨料为河砂，细度模数为2.6～2.8。
8.根据权利要求1所述的高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土,其特征在于，所述水泥为P.O42.5低碱水泥；所述降粘剂的粘度比为22，流动度比为112，28d抗压强度比为92。
9.根据权利要求1所述的高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土,其特征在于，所述粉煤灰为F类I级粉煤灰，烧失量为1.5～3.5％，需水量比为90～95％。
10.权利要求1-9任一项所述的高原环境下桥梁主塔用智能温控混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将水泥、粉煤灰、微珠、降粘剂和端勾镀铜钢纤维混合，得到组分A；
将晶核剂加入到高导热相变微胶囊中，得到组分B；
将组分A、组分B与粗骨料、细骨料、外加剂、水混合，搅拌，即得到智能温控混凝土。
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