本发明涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种补偿收缩的混凝土及其制备方法。
背景技术：
混凝土作为建筑领域使用的消耗材料，根据不同标准，可分为普通混凝土、高强混凝土、补偿收缩混凝土、再生混凝土等。其中，补偿收缩混凝土通过添加膨胀剂，使混凝土的孔结构发生堵塞或改变，以解决混凝土收缩变形、易产生裂缝的弊病，提高抗渗和抗裂能力，广泛应用于地下防水工程、地下建筑、水池、水塔、水厂、机场等工程。
现有的，如中国发明专利申请公开号cn109824307a公开了一种新型补偿收缩混凝土，其技术要点是：包括如下重量份数的组分：胶凝材料310～360份；矿物骨料1800～1900份；水165～175份；聚羧酸减水剂6.4～8份；膨胀剂8.6～13份；相变颗粒250～295份。相变颗粒可在构成混凝土的胶凝材料进行水化放热时进行热量吸收，进而在环境炎热条件下进行混凝土配制时，混凝土体系的温度可保持在使聚羧酸减水剂的正常使用的区间内，从而不影响混凝土内其他组分可用水的含量减少，得以保证混凝土在炎热环境中的各项性能均能保持。
在掺加膨胀剂进行补偿收缩混凝土配置时，需要遵守设计、施工、材料三者紧密结合的原则，对原材料的情况、粉煤灰的掺量及膨胀剂的质量等进行严格的控制。通常补偿收缩型混凝土的掺水量需求多于普通混凝土的掺水量，上述补偿收缩混凝土中水胶比的数值较高，致使混凝土在拌合时水化反应激烈，造成混凝土的坍落度损失大。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种补偿收缩的混凝土，其具有减少混凝土坍落度损失的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种补偿收缩混凝土的制备方法，其可以制备坍落度损失较少的补偿收缩混凝土。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种补偿收缩的混凝土，包含以下重量份数的原料组分：
水泥：296～340份；
中砂：708～768份；
碎石：1025～1050份；
粉煤灰：30～45份；
外加剂：9.6～11.6份；
膨胀剂：36～68份；
水：150～160份；
其中，水胶比为0.33～0.43。
通过采用上述技术方案，水胶比的计算方式为水/(水泥+粉煤灰+膨胀剂)，在配置混凝土时，通过调整控制混凝土各组分的配比含量，来合理降低水胶比的数值，过量粉煤灰容易降低混凝土的抗压强度和流动性，适量粉煤灰可以降低混凝土水化反应时产生的升温，避免外加剂因温度变化而降低效能，最大限度降低混凝土拌合时的用水量，避免混凝土水化反应剧烈，从而减少混凝土的坍落度损失，同时提高抗压强度。
进一步地，所述外加剂为聚羧酸减水剂、氨基磺酸盐减水剂和密胺树脂减水剂按7:5:2的比例混合而成。
通过采用上述技术方案，利用三种减水剂按比例复配，可以提高减水率，进一步降低水泥拌合时的需水量，避免水泥拌合时水分过多造成水化激烈，降低混凝土坍落度损失。
进一步地，所述外加剂掺量为2.6％。
通过采用上述技术方案，外加剂掺量的计算方式为外加剂/(水泥+粉煤灰+膨胀剂)，外加剂为减水剂，减水剂对水泥颗粒具有分散作用，使被包裹的水参与流动，将减水剂的掺量严格控制在2.6％，可以最大限度减少混凝土拌合时的用水量，改善混凝土拌合物的流动性，提高混凝土的抗压强度。
进一步地，所述粉煤灰掺量为7.4％～10.8％。
通过采用上述技术方案，粉煤灰掺量的计算方式为粉煤灰掺量/(水泥+粉煤灰+膨胀剂)，粉煤灰对水泥颗粒起物理分散作用，可以减小混凝土的水化速度，避免混凝土水化反应激烈而引起较大的升温，避免减水剂受到温度影响而降低减水率，通过控制粉煤灰的掺量，使其与其他组分相互配合，整体提高混凝土的抗压性能。
进一步地，所述膨胀剂掺量为10％～15％。
通过采用上述技术方案，膨胀剂掺量的计算方式为膨胀剂掺量/(水泥+粉煤灰+膨胀剂)，利用膨胀剂拌合在混凝土中生成大量膨胀性结晶水化物，在外部结构的约束下，产生的膨胀转变为压应力，可以抵消混凝土硬化过程中产生的收缩拉应力，从而提高了抗裂和抗渗性能，对膨胀剂的掺量进行严格控制，可以避免混凝土内部产生过大的内应力而造成开裂，整体提高混凝土的抗压强度。
进一步地，所述膨胀剂为syg高性能膨胀抗裂剂。
通过采用上述技术方案，膨胀剂拌合在混凝土中生成大量膨胀性结晶水化物，可以对混凝土砼早期、中期和后期提供收缩补偿效应，同时添加有适量的纤维素组分，可以填充混凝土内部的毛细孔缝，提高内部分子的粘结力，提高抗渗和防水性能。
进一步地，其原料还包含有重量份数为1～2的松香皂。
通过采用上述技术方案，松香皂与外加剂具有良好的协同效应，其引入微量的封闭气泡在混凝土当中，气泡可以作为润滑剂，降低颗粒之间的摩擦力，提高流动性，使减水剂的减水率提高，从而降低混凝土的坍落度损失。
进一步地，所述粉煤灰的含水量为0.4％，所述粉煤灰的细度为15.2％。
通过采用上述技术方案，粉煤灰的细度控制在15.2％，细度越小，砂浆界面的粘接强度提高，同时混凝土拌合时的需水量越少；通过降低粉煤灰的含水量，可以避免粉煤灰发生结块。
进一步地，包含以下重量份数的原料组分：
水泥：340份；
中砂：710份；
碎石：1040份；
粉煤灰：45份；
外加剂：11.6份；
膨胀剂：68份；
水：150份；
此时，水胶比为0.33。
通过采用上述技术方案，混凝土各组分具体含量相互协同配合，可以最大限度降低混凝土拌合时的用水量，提高混凝土的抗压强度；同时保证混凝土具有较合理的抗渗、抗裂性能。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种高补偿收缩的混凝土的制备方法，包括以下步骤：
s1、按配比将中砂、碎石和水加入搅拌机内，在45转/分钟下搅拌2分钟，即得预混合物；
s2、按配比将水泥、粉煤灰和膨胀剂加入到搅拌机中，与预混合物混合在45转/分钟下搅拌2分钟，即可得到中间混合物；
s3、按配比将外加剂加入搅拌机中，与中间混合物混合在45转/分钟下搅拌5分钟，即得水泥胶浆；
s4、将水泥胶浆装入模具中，浇筑成型、振捣，前7d放置于23℃的水中养护，7d后转入温度为23℃、湿度为95％的空气中养护21天，即得高补偿收缩混凝土。
通过采用上述技术方案，将水洗砂、碎石和水混合成预混合物，然后将水泥、粉煤灰与预混合物混合，通过分组分混合，可以提高混凝土各组分的混合效果，提高拌合流动度，避免混凝土发生速凝现象；水中养护可以充分发挥膨胀剂的效能，随后转入空气中养护，可以避免混凝土出现裂缝，提高抗渗、抗裂性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、水胶比的计算方式为水/(水泥+粉煤灰+膨胀剂)，在配置混凝土时，通过调整控制混凝土各组分的配比含量，来合理降低水胶比的数值，过量粉煤灰容易降低混凝土的抗压强度和流动性，适量粉煤灰可以降低混凝土水化反应时产生的升温，避免外加剂因温度变化而降低效能，最大限度降低混凝土拌合时的用水量，避免混凝土水化反应剧烈，从而减少混凝土的坍落度损失，同时提高抗压强度；
第二、减水剂对水泥颗粒具有分散作用，使被包裹的水参与流动，将减水剂的掺量严格控制在2.6％，可以最大限度减少混凝土拌合时的用水量，改善混凝土拌合物的流动性，降低混凝土坍落度损失；
第三、粉煤灰对水泥颗粒起物理分散作用，可以减小混凝土的水化速度，防止混凝土水化反应激烈而引起较大的升温，避免减水剂受到温度影响而降低减水率，通过控制粉煤灰的掺量，使其与其他组分相互配合，降低混凝土坍落度损失；
第四、利用膨胀剂拌合在混凝土中生成大量膨胀性结晶水化物，在外部结构的约束下，产生的膨胀转变为压应力，可以抵消混凝土硬化过程中产生的收缩拉应力，从而提高了抗裂和抗渗性能，对膨胀剂的掺量进行严格控制，可以避免混凝土内部产生过大的内应力而造成开裂，整体提高混凝土的抗压强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
以下实施例及对比例中：
聚羧酸减水剂采用东莞市洛美建材科技有限公司生产的型号为lm-s2的聚羧酸减水剂；
氨基磺酸盐减水剂采用济宁市恒际高分子材料有限公司生产的氨基磺酸盐减水剂；
密胺树脂减水剂采用四川省玉峰建材有限公司生产的型号为yfn-101的密胺树脂减水剂；
松香皂采用上海厚诚精细化工有限公司生产的牌号为galapon的松香皂；
syg高性能膨胀抗裂剂采用天津豹鸣股份有限公司生产的产品编号为191011的syg高性能膨胀抗裂剂；
水泥采用英德海螺水泥有限公司生产的强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，试验结果如表1所示：
表1水泥性能检测结果
粉煤灰采用广东惠州平海电厂有限公司生产的粉煤灰，试验结果如表2所示：
表2粉煤灰性能检测结果
碎石采用惠州生产的碎石，试验结果如表3所示：
表3碎石性能检测结果
中砂采用东莞生产的河砂，试验结果如表4所示：
表4中砂性能检测结果
实施例
各实施例中的原料重量配比如下表5所示：
表5为实施例1-6的原料重量配比
在上述实施例1-6中，外加剂为聚羧酸减水剂，膨胀剂为syg高性能膨胀抗裂剂。
实施例7
与实施例5的区别在于，所述外加剂为10.88kg/m3，此时，所述外加剂掺量为2.4。
实施例8
与实施例5的区别在于，所述外加剂含量为9.96kg/m3，此时，所述外加剂掺量为2.2。
实施例9
与实施例5的区别在于，所述粉煤灰含量为31.66kg/m3，此时，所述粉煤灰掺量为7.2％。
实施例10
与实施例5的区别在于，所述外加剂为氨基磺酸盐减水剂。
实施例11
与实施例5的区别在于，所述外加剂为密胺树脂减水剂。
实施例12
与实施例5的区别在于，所述外加剂为聚羧酸减水剂、氨基磺酸盐减水剂和密胺树脂减水剂按3:5:3的比例混合而成。
实施例13
与实施例5的区别在于，所述外加剂为聚羧酸减水剂、氨基磺酸盐减水剂和密胺树脂减水剂按7:5:2的比例混合而成。
实施例14
与实施例5的区别在于，所述外加剂为聚羧酸减水剂、氨基磺酸盐减水剂和密胺树脂减水剂按2:4:1的比例混合而成。
实施例15
与实施例5的区别在于，所述外加剂为聚羧酸减水剂、氨基磺酸盐减水剂和密胺树脂减水剂按3:1:4的比例混合而成。
实施例16
与实施例5的区别在于，原料还包含有重量为1kg/m3的松香皂。
实施例17
与实施例5的区别在于，原料还包含有重量为1.5kg/m3的松香皂。
实施例18
与实施例5的区别在于，原料还包含有重量为2kg/m3的松香皂。
上述实施例1-18的制备方法如下：
s1、按配比将中砂、碎石和水加入搅拌机内，在45转/分钟下搅拌2分钟，即得预混合物；
s2、按配比将水泥、粉煤灰和膨胀剂加入到搅拌机中，与预混合物混合在45转/分钟下搅拌2分钟，即可得到中间混合物；
s3、将外加剂按7：3的比例分成两份，依次将7成和3成的外加剂分批加入搅拌机中与中间混合物混合，在45转/分钟下搅拌5分钟，即得水泥胶浆；
s4、将水泥胶浆装入模具中，浇筑成型、振捣，前7d放置于23℃的水中养护，7d后转入温度为23℃、湿度为95％的空气中养护21天，即得高补偿收缩混凝土。
对比例
对比例1
与实施例5的区别在于，所述外加剂含量为12.68kg/m3，此时，所述外加剂的掺量为2.8。
对比例2
与实施例5的区别在于，所述粉煤灰含量为52.5kg/m3，此时，所述粉煤灰掺量为11.4％。
对比例3
与实施例5的区别在于，所述粉煤灰含量为56.16kg/m3，此时，所述粉煤灰掺量为12.1％。
对比例4
与实施例5区别在于，所述膨胀剂含量为33.48kg/m3，此时，所述膨胀剂的掺量为8％。
对比例5
与实施例5的区别在于，所述膨胀剂含量为84.5kg/m3，此时，所述膨胀剂的掺量为18％。
对比例6
与实施例5的区别在于，所述膨胀剂含量为96.24kg/m3，此时，所述膨胀剂掺量为20％。
对比例7
该混凝土利用背景技术的发明申请cn109824307a中一种新型补偿收缩混凝土公开的方式制备而成。
性能检测试验
按照gb/t50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》制作标准块，并测试多个实施例和对比例的标砖块养护28d的抗压强度；
按照gb/t50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》制作标准块，并对多个实施例和对比例进行测试，计算混凝土浇注28d后的劈裂抗拉强度；
按照gbj82-85《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》制作标准块，并测试多个实施例和对比例的标砖块养护28d的抗渗等级；
按照根据jgj55-2011《普通混凝土配合比设计规程》对多个实施例和对比例进行坍落流动度试验。
表6为实施例1-18和对比例1-7的试验数据汇总
通过分析表6中实施例1-6中的试验数据可知，水胶比的含量是混凝土坍落度的关键控制因素之一，当水胶比的数值越大时，由于混凝土水化反应激烈，造成坍落度损失较大，且混凝土的抗压强度降低；通过适当降低水胶比的数值，可以减小混凝土的坍落度损失，同时提高混凝土的抗压强度，混凝土的整体性能提高。
通过分析表6中实施例5、7、8和对比例1中的试验数据可知，添加适量聚羧酸减水剂在混凝土中，可以减少混凝土的拌合用水量，从而降低水胶比，降低坍落度损失；同时随着聚羧酸减水剂掺量的增高，会引起混凝土凝结过慢、含气量过高，导致混凝土的抗压强度降低、坍落度损失较大。
通过分析表6中实施例5、9和对比例2、3中的试验数据可知，粉煤灰的掺入可以在早期降低混凝土水化热产生的升温，由于聚羧酸减水剂对温度比较敏感，利用粉煤灰可以保证减水剂的效能，同时提高混凝土的强度和流动性。当粉煤灰的掺量增加过量时，混凝土的用水量要求也会相应提高，使水胶比产生变化，混凝土的坍落度损失增加。
通过分析表6中实施例5和对比例4-6中的试验数据可知，膨胀剂可以提高混凝土的抗渗和抗裂性能，膨胀剂的掺量过小时，起不到足够的膨胀效用，混凝土的抗裂强度和抗渗等级较低，混凝土容易出现开裂现象；膨胀剂掺量过多时，由于过渡膨胀，混凝土的内部产生内应力，混凝土的抗压强度明显降低。
通过分析表6中实施例5、10-15中的试验数据可知，通过添加由聚羧酸减水剂、氨基磺酸盐减水剂和密胺树脂减水剂三者按不同比例混合而成的外加剂，混凝土的减水率提高，可以显著降低混凝土的坍落度损失。
通过分析表6中实施例5、16-18中的试验数据可知，松香皂与外加剂具有良好的协同效应，其引入微量的封闭气泡在混凝土当中，气泡可以作为润滑剂，降低颗粒之间的摩擦力，提高流动性，减水剂的减水率提高，降低混凝土的坍落度损失。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。