CN109678433B - 超高强自密实微膨胀钢管混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高强自密实微膨胀钢管混凝土及其制备方法。其组成按照重量份数计如下：水泥580～680份，粉煤灰微珠30～60份，硅灰25～50份，膨胀剂20～35份，机制砂700～750份，碎石800～1050份，减缩功能材料0.4～1.2份，外加剂3.5～7份，水120～160份，镀铜短细钢纤维4～5.5份。本发明采用高石粉含量的机制砂代替天然河砂，将石粉作为惰性掺料，采用高活性粉煤灰微珠和硅灰，利用其滚珠效应和微集料效应，增强混凝土的工作性和密实性，改善其均质性。利用粉煤灰和磷石膏配置新型膨胀剂，改善强度，同时利用外加剂进一步降低含气量提高密实度。所得高石粉含量的机制砂混凝土，工作性能、力学性能、体积稳定性能及抗裂性能优异。

Description

超高强自密实微膨胀钢管混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种超高强自密实微膨胀钢管混凝土及其制备方法。

背景技术

当前正值我国大力推进西部建设时期，考虑到西部地区多崇山峻岭的自然条件，当前西部地区急需一批质量良好，力学性能优良，造价经济易于施工的大跨径桥梁，综上，钢管混凝土结构拱桥是符合众多条件的的最优选择。通常，制备桥梁高性能清水混凝土需采用天然河砂，然而，西部地区河砂资源匮乏，且为保护河床，拟运用当地丰富的机制砂资源替代河砂。

机制砂由人工破碎而成，生产过程中不可避免的会引入一些粒径≤0.75μm的微细石粉和泥粉，以此制备的混凝土对外加剂的吸附量大，混凝土工作性能及匀质性差，混凝土易出现扒底和泌水，且显著增大混凝土的收缩，早期易开裂，对此，国家标准《公路桥涵施工技术规范》JTG TF50-2011对混凝土用机制砂中的石粉含量做出了限制。但采取水洗机制砂去除细粉的措施又会严重污染环境，增加混凝土原材料成本和工程造价。因此对混凝土的工作性和抗压强度提出了较高要求，混凝土硬化后受外部钢管约束，若收缩较大会产生脱空，造成应力集中。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用高细粉含量机制砂制备的超高强自密实微膨胀钢管混凝土及其制备方法，其工作性能、力学性能、体积稳定性能及抗裂性能优异，具有良好的泵送性，易于施工，且对石粉含量的控制要求较低，具有重要的实际应用价值。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

超高强自密实微膨胀钢管混凝土，其组成按照重量份数计如下：

水泥580～680份，粉煤灰微珠30～60份，硅灰25～50份，膨胀剂20～35份，机制砂700～750份，碎石800～1050份，减缩功能材料0.4～1.2份，外加剂3.5～7份，水120～160份，镀铜短细钢纤维4～5.5份。

按上述方案，所述机制砂细度模数为2.3～3.0，压碎值≤7％，亚甲蓝值＜1.5，机制砂中细粉的质量含量为8～20％，细粉粒径≤0.75μm。

按上述方案，所述粉煤灰微珠的比表面积≥1300m²/kg，活性指数≥101％，需水量比≤95％，晶体结构为非晶态。

按上述方案，所述硅灰的活性指数≥105％，SiO₂质量含量≥90％，烧失量≤5％，比表面积≥16000m²/kg。

按上述方案，所述碎石为石灰岩碎石或玄武岩碎石，5～20连续级配，针片状颗粒的质量含量≤8％，压碎值≤10％。

按上述方案，所述膨胀剂按以下方式制备而来：

1)将粉煤灰，磷石膏和固硫灰按5:(2.5～4.5):(1.5～2.5)的质量比称量混合均匀；

2)按水固比5:(1～2)加入水搅拌3min；

3)将混合好的原料蒸汽养护，过150目筛，烘干，冷却密封得所述膨胀剂。

按上述方案，所述减缩功能材料按以下方式制备而来：

1)将二丙二醇单丁醚、丁二酸酐和马来酸酐以1:(1.5～2):(1.2～1.5)的摩尔比混合，在80～120℃下反应4～6h，缩合成具有减缩功能的聚合物大单体A；

2)将质量百分比50～70％的镁渣和30～50％的白云岩经粉磨均化后，700～900℃预煅烧50～80min得预制混合粉料；将预制混合粉料与萤石粉按质量比5:(1.5～3)混合，在80～120℃下水化20～30min，再经过滤、提纯、干燥，然后于500～600℃低温煅烧50～60min，经自然冷却后，粉磨至60μm方孔筛余≤5％，得膨胀组分B；其中MgO和CaO所占质量百分数分别为60～70％和30～40％；

3)将质量百分比30～40％的钠蒙脱石与60～70％的高岭土粉磨均化后，控制60μm方孔筛余≤5％，获得具有保水性能的层状硅酸盐矿物C；

4)将聚合物大单体A加热至70～80℃，再分别加入膨胀组分B和层状硅酸盐矿物C，搅拌均匀保温20～30min后得聚合物乳液，再加入Na(OH)₂溶液调节pH至中性，最后经50～60℃烘干，粉磨过200目筛，得减缩功能材料。

按上述方案，所述外加剂为聚羧酸类高效减水剂，按以下方式制备而来：

1)将甲基丙烯酸，聚乙二醇单甲醚和对苯二酚以摩尔比(3～5):(2～3.5):1的比例投入三口烧瓶中，在催化剂Ⅰ的作用下搅拌升温至60～75℃，反应6～8h，保温0.5～1.5h，用氢氧化钠调节pH至中性，分液得甲氧基聚氧化乙烯甲基丙烯酸酯；其中，催化剂I为质量浓度为1～2％的对甲苯磺酸溶液，催化剂I的添加量为甲基丙烯酸质量的5～10％；

2)将环氧乙烷与环氧丙烷以(1～3):1的摩尔比在100～150℃下混合，以氢氧化钾作为碱性催化剂II，进行无规共聚，控制共聚物在80～90个聚合度范围内，得EPE嵌断共聚醚；

3)将所述甲氧基聚氧化乙烯甲基丙烯酸酯、EPE嵌断共聚醚和链转移剂按(2.5～4):(6～9):1的摩尔比混合，搅拌，通氮气，加入少量去离子水后升温至75～90℃，反应2.5～4h，用氢氧化钠溶液调pH至6～7得聚羧酸类高效减水剂。

按上述方案，所述镀铜短细钢纤维两端无端钩，短圆细直，断裂延伸率为14％，抗拉强度1620MPa。

上述超高强自密实微膨胀钢管混凝土的制备方法，包括以下步骤：

1)将机制砂、碎石按配比预先干拌混合均匀，然后加入水泥、粉煤灰微珠、硅灰、膨胀剂继续干拌混合均匀；

2)将外加剂与水混合，缓慢倒入70％至搅拌锅中，并同时开始搅拌，持续时间为1～2min，加入镀铜短细钢纤维，再缓慢加入剩余外加剂及水，得到拌合好的混凝土混合料；将拌合好的混合料浇筑入模、养护，得超高强自密实微膨胀钢管混凝土。

本发明采用高细粉含量的机制砂代替河砂制备超高强钢管混凝土，当机制砂中的细粉(石粉和泥粉)含量较高时，所得混凝土对外加剂的吸附量大，混凝土工作性能及匀质性差，混凝土易出现扒底和泌水的问题，本发明通过掺入活性粉煤灰微珠和硅灰，利用活性粉煤灰微珠在混凝土中的“滚珠效应”可显著降低水泥浆剪切应力，降低混凝土塑性粘度，具有矿物减水的特性；且其超细的粒径，可提高混凝土密实度、改善混凝土中水泥浆与粗骨料之间的界面，减少有害毛细孔，提高混凝土强度和抗腐蚀性能；硅灰具有改善粘聚性，保水作用，避免高细粉含量机制砂制备的超高强钢管混凝土的离析泌水现象；活性粉煤灰微珠与硅灰复合还可有效改善混凝土胶凝浆体内部的界面过渡区，生成Ca/Si较低的C-S-H凝胶，提高抵御外部侵蚀的能力，从而提高混凝土的耐久性，并提高机制砂超高强钢管混凝土的流动性和粘聚性，有利于泵送施工。

采用高细粉含量机制砂配制的混凝土收缩大，早期易开裂，混凝土硬化后收到外部钢管的约束，若收缩较大会产生脱空，混凝土与钢管分离形成应力集中影响结构的力学性能，降低桥梁的服役寿命。本发明制备的膨胀剂在混凝土内部水化会生成膨胀性产物，填充于混凝土胶凝浆体内部的毛细孔和缺陷，提高混凝土体积稳定性能；同时掺入的饱水预湿页岩陶粒能在混凝土强度发展过程中缓慢释水，降低由于混凝土内部湿度下降引起的干燥收缩和自收缩，降低混凝土早期开裂敏感性；本发明的外加剂也具有减缩功能，能显著降低混凝土胶凝浆体内部毛细孔张力而有效抑制混凝土收缩；上述效果协同作用，可有效提高所得混凝土的抗裂性能。

本发明采用的减缩功能材料中具有减缩功能的聚合物大单体可降低混凝土内部毛细孔液表面张力，减少因水分蒸发产生的压应力，降低混凝土收缩，同时使毛细管壁能够发生迁移蒸发的自由水量大大减少，大部分转化为结合水，降低了膨胀组分对外界养护水的依赖。而其中的钠蒙脱石和高岭土层状硅酸盐矿物前期具有保水功能，随着混凝土内部自由水的消耗，在负压作用下开始释水，从而提供一个稳定的相对湿度较高的湿度场，而这个湿度场可为MgO和CaO膨胀组分提供保障，对混凝土具有持续补偿收缩的作用，从而提升高石粉含量机制砂混凝土的体积稳定性和抗裂性能。同时膨胀产物可进一步堵塞毛细孔通道，降低混凝土孔隙率，使混凝土更加致密，阻止外部侵蚀性离子进入混凝土内部。

超高强钢管混凝土泵送过程中，混凝土与钢管内壁摩擦，在剪切应力的作用下，易离析，且要求混凝土有较大的流动性，避免堵管，保水性良好，自密实度高，早期强度上升快。本发明所述外加剂可提高水泥颗粒的分散程度、提高水泥的胶结性：随着水泥水化反应的进行，聚醚侧链在水泥强碱性环境中逐步从主链中发生水解反应，提高混凝土的流动性保持能力。

机制砂自密实混凝土通常水胶比较小，随强度增大，其脆性不断增大，在接近其极限承载力时，高强混凝土内部微裂纹的繁衍、扩展导致其易发生脆性破坏。本发明采用外加镀铜短细钢纤维，借助其在基体混凝土中的乱向分布，可有效阻止内部微裂纹的扩展及宏观裂缝的发生和发展，约束了混凝土在受压时的横向变形，推迟了破坏过程，一定程度上提高了高强混凝土抗变形性能及抗压强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明采用高细粉含量机制砂制备超高强微膨胀钢管混凝土，并优选高活性、矿物减水的活性粉煤灰微珠和具备保水调粘功能的硅灰作为矿物掺和料，有效改善了高细粉含量机制砂制备超高强微膨胀钢管混凝土存在的离析、泌水现象，提高了浆体的粘聚性，改善了胶凝材料对骨料的包裹性，增大了混凝土的流动度，大大改善其可泵性，易于施工。

本发明开发的高性能外加剂可显著提高混凝土的工作性能和流动性保持能力，将混凝土内部的胶凝颗粒均匀分散，降低水泥用量和单方混凝土用水量，提高混凝土的密实度和强度；减水剂上的烷基聚醚减缩集团可降低混凝土浆体内孔溶液的表面张力，减少混凝土的收缩，使制备的钢管混凝土具有自密实性能，提高了超高强微膨胀钢管混凝土工程施工速度和工程质量。

本发明的超高强微膨胀钢管混凝土制备技术将补偿收缩原理与混凝土内养护技术共同应用于制备高细粉含量机制砂自密实超高强微膨胀钢管混凝土，本发明在采用硅灰与粉煤灰微珠提高混凝土的粘聚性、避免泵送过程中离析分层的基础上，进一步针对高细粉含量机制砂制备的混凝土收缩大，早期易开裂等问题，采用膨胀剂补偿混凝土收缩，细化孔结构，制备减缩功能材料降低混凝土内部毛细孔液表面张力，减少因水分蒸发产生的压应力，降低混凝土收缩，同时使毛细管壁能够发生迁移蒸发的自由水量大大减少，大部分转化为结合水，降低了膨胀组分对外界养护水的依赖；并优选高强多孔轻质集料能在混凝土初期强度发展过程中缓慢释水，降低由于混凝土内部湿度下降引起的干燥收缩和自收缩，降低混凝土早期开裂敏感性，实现了超高强微膨胀钢管混凝土从早期到后期全阶段的抗开裂性能提升。

本发明针对高性能混凝土水胶比较低，脆性较高，易产生微裂纹的特点，通过大量实验对比不同钢纤维，选用镀铜短细钢纤维。该纤维两端无端钩，且长度较短，在混凝土中可随浆体乱向排列，且不易相互搭接形成棚架结构，造成应力集中。镀铜短细钢纤维分散性好，对混凝土工作性能影响较低，其乱向排列在内部对混凝土结构各方向皆可施加一定的约束，降低了混凝土早期水化温升开裂的风险。

具体实施方式

以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

水泥采用峨盛P·O 42.5普通硅酸盐水泥；硅灰购于成都明凌科技有限公司，其活性指数为105％，SiO₂质量含量为92％，烧失量为4.5％，比表面积为17000m²/kg；粉煤灰微珠由天津筑成新材料科技有限公司提供，比表面积为1470m²/kg，活性指数为103％，需水量比为92％，非晶态；机制砂细度模数为2.74，压碎值为6.7％，细粉质量含量为14.3％，亚甲蓝值为1.4；碎石为5～20mm连续级配的玄武岩碎石，针片状颗粒质量含量为7％，压碎值6％；镀铜短细钢纤维断裂延伸率为14％，抗拉强度1620MPa；水为普通自来水。

实施例1～2

一种利用高细粉含量机制砂制备超高强微膨胀钢管混凝土(C30～C40)，其制备方法包括如下步骤：

1)按表1-1所述配比称取各原料；

2)将称取的机制砂、碎石按配比倒入搅拌锅中干拌1min混合均匀，然后加入水泥、粉煤灰微珠、硅灰、膨胀剂、减缩功能材料继续干混1.5min混合均匀，紧接着将外加剂与水混合，缓慢倒入70％至搅拌锅中，并同时开始搅拌，持续时间为2min，加入称取的钢纤维，并缓慢加入剩余的水及外加剂，继续搅拌，持续时间为1min，得均匀的混合料，最后浇筑入模，1d拆模后标准养护，即得所述高细粉含量机制砂制备的超高强微膨胀钢管混凝土。

3)实施例1～2中所述的减缩功能材料的制备方法包括以下步骤：1)将二丙二醇单丁醚、丁二酸酐和马来酸酐以1:1.5:1.2的摩尔比混合，在100℃下反应6h，缩合成具有减缩功能的聚合物大单体A；2)将质量百分比分别为73％的镁渣和27％的白云岩经粉磨均化后，900℃预煅烧65min，将预制的混合粉料按质量比5:2同萤石粉混合，然后在80℃下水化30min，再经过滤、提纯、干燥，然后再于550℃低温煅烧60min，经自然冷却后，粉磨至60μm方孔筛余≤5％，得膨胀组分B，其中MgO和CaO所占质量百分数分别为60％和40％；3)将质量百分比分别为34％的钠蒙脱石与66％的高岭土粉磨均化后，控制60μm方孔筛余≤5％，获得具有保水性能的层状硅酸盐矿物C；4)按如下质量百分比称取步骤1)～3)制得的各组分，其中聚合物大单体A42％、膨胀组分B30％、层状硅酸盐矿物C 28％，将聚合物大单体A加热至70℃，再分别加入膨胀组分B和层状硅酸盐矿物C，搅拌均匀保温25min后得聚合物乳液，再加入Na(OH)₂溶液调节PH至中性，最后经60℃烘干，粉磨过200目筛，得所述内养护减缩功能材料。

4)实施例1～2中所述的外加剂的制备方法包括以下步骤：1)将甲基丙烯酸，聚乙二醇单甲醚和对苯二酚以摩尔比4.5:2:1的比例投入三口烧瓶中，在催化剂Ⅰ的作用下搅拌升温至65℃，反应8h，保温1.5h，用氢氧化钠处理后分液，直至溶液为中性，其中催化剂I为质量浓度为1％的对甲苯磺酸溶液，催化剂I的添加量为甲基丙烯酸质量的7％，由此得甲氧基聚氧化乙烯甲基丙烯酸酯。将环氧乙烷与环氧丙烷以2.5:1的摩尔比在130℃下，以氢氧化钾作为碱性催化剂II，进行无规共聚，控制共聚物在80～90个聚合度范围内，得聚羧酸减水剂分子侧链单体(EPE嵌断共聚醚)；在四颈烧瓶中将将聚羧酸减水剂分子主链，聚羧酸减水剂分子侧链单体(EPE嵌断共聚醚)和链转移剂按2:9:1的摩尔比混合，搅拌，通氮气，加入少量去离子水后升温至85℃，反应3h。反应至终点后用40％的氢氧化钠溶液调PH至6得聚羧酸类高效减水剂。

5)实施例1～2中所述的膨胀剂的制备方法包括以下步骤：1)将粉煤灰，磷石膏和固硫灰按5:3:1.5的质量比称量混合均匀。2)按水固比5:1加入水搅拌3min。3)将混合好的原料蒸汽养护，过150目筛，烘干，冷却密封得所述膨胀剂。

实施例1～2所得的超高强微膨胀钢管混凝土的性能测试结果见表1-2。

表1-1实施例1～2所述的超高强微膨胀钢管混凝土配合比(kg/m³)

表1-2实施例1～2所述超高强微膨胀钢管混凝土性能

实施例3～4

一种利用高细粉含量机制砂制备超高强微膨胀钢管混凝土(C120～C140)，其制备方法包括如下步骤：

1)按表2-1所述配比称取各原料；

2)将称取的机制砂、碎石按配比倒入搅拌锅中干拌1min混合均匀，然后加入称取的水泥、粉煤灰微珠、硅灰、膨胀剂、减缩材料继续干混1min混合均匀，紧接着将外加剂与水混合，缓慢倒入搅拌锅中，并同时开始搅拌，持续时间为持续时间为2min，加入称取的钢纤维，并缓慢加入剩余的水及外加剂，继续搅拌，持续时间为1min，得均匀的混凝土混合料，最后浇筑入模，1d拆模后标准养护，即得所述高细粉含量机制砂制备的自密实抗裂清水混凝土。实施例3～4所得的自密实抗裂清水混凝土性能如表2-2。

3)实施例1～2中所述的减缩功能材料的制备方法包括以下步骤：1)将二丙二醇单丁醚、丁二酸酐和马来酸酐以1:2:1.4的摩尔比混合，在120℃下反应5h，缩合成具有减缩功能的聚合物大单体A；2)将质量百分比分别为55％的镁渣和45％的白云岩经粉磨均化后，900℃预煅烧60min，将预制的混合粉料按质量比5:2同萤石粉混合，然后在110℃下水化30min，再经过滤、提纯、干燥，然后再于550℃低温煅烧55min，经自然冷却后，粉磨至60μm方孔筛余≤5％，得膨胀组分B，其中MgO和CaO所占质量百分数分别为66％和34％；3)将质量百分比分别为40％的钠蒙脱石与60％的高岭土粉磨均化后，控制60μm方孔筛余≤5％，获得具有保水性能的层状硅酸盐矿物C；4)按如下质量百分比称取步骤1)～3)制得的各组分，其中聚合物大单体A48％、膨胀组分B 32％、层状硅酸盐矿物C 20％，将聚合物大单体A加热至80℃，再分别加入膨胀组分B和层状硅酸盐矿物C，搅拌均匀保温25min后得聚合物乳液，再加入Na(OH)₂溶液调节PH至中性，最后经60℃烘干，粉磨过200目筛，得所述内养护减缩功能材料。

4)实施例1～2中所述的外加剂的制备方法包括以下步骤：1)将甲基丙烯酸，聚乙二醇单甲醚和对苯二酚以摩尔比4:3:1的比例投入三口烧瓶中，在催化剂Ⅰ的作用下搅拌升温至75℃，反应6h，保温1.5h，用氢氧化钠处理后分液，直至溶液为中性，其中催化剂I为质量浓度为1％的对甲苯磺酸溶液，催化剂I的添加量为甲基丙烯酸质量的8％，由此得甲氧基聚氧化乙烯甲基丙烯酸酯。将环氧乙烷与环氧丙烷以2.5:1的摩尔比在120℃下，以氢氧化钾作为碱性催化剂II，进行无规共聚，控制共聚物在80～90个聚合度范围内，得聚羧酸减水剂分子侧链单体(EPE嵌断共聚醚)；在四颈烧瓶中将将聚羧酸减水剂分子主链，聚羧酸减水剂分子侧链单体(EPE嵌断共聚醚)和链转移剂按3.5:8:1的摩尔比混合，搅拌，通氮气，加入少量去离子水后升温至80℃，反应2.5h。反应至终点后用40％的氢氧化钠溶液调PH至6得聚羧酸类高效减水剂。

5)实施例3～4中所述的膨胀剂的制备方法包括以下步骤：1)将粉煤灰，磷石膏和固硫灰按5:3:2的质量比称量混合均匀。2)按水固比5:2加入水搅拌3min。3)将混合好的原料蒸汽养护，过150目筛，烘干，冷却密封得所述膨胀剂。

表2-1实施例3～4所述超高强自密实微膨胀钢管混凝土配合比(kg/m³)

表2-2实施例3～4所得超高强自密实微膨胀钢管混凝土性能

上述结果表明，本发明可根据实际工程需求对不同强度等级进行设计(C100～C140)，本发明利用高细粉含量机制砂制备的超高强自密实微膨胀钢管混凝土其含气量≤2.0％，坍落度＞240mm、扩展度＞600mm，2h后坍落度与扩展度的损失均＜15mm，具有良好的工作性，利于泵送可较好避免离析分层现象，90d收缩率≤2×10^-4，抗裂等级为Ⅴ级；具有优异的自密实抗裂性能，可提高混凝土工程的施工速度和施工质量，满足超高强钢管混凝土桥的设计质量的要求，且原料来源广泛，对机制砂石粉含量的控制要求低，制备过程简单。

Claims (7)

1.超高强自密实微膨胀钢管混凝土，其特征在于组成按照重量份数计如下：

水泥580~680份，粉煤灰微珠30~60份，硅灰25~50份，膨胀剂20~35份，机制砂700~750份，碎石800~1050份，减缩功能材料0.4~1.2份，外加剂3.5~7份，水120~160份，镀铜短细钢纤维4~5.5份；

所述膨胀剂按以下方式制备而来：

1）将粉煤灰，磷石膏和固硫灰按5:（2.5~4.5）:(1.5~2.5)的质量比称量混合均匀；

2）按水固比5:(1~2)加入水搅拌3min；

3）将混合好的原料蒸汽养护，过150目筛，烘干，冷却密封得所述膨胀剂；

所述减缩功能材料按以下方式制备而来：

1）将二丙二醇单丁醚、丁二酸酐和马来酸酐以1:(1.5~2):(1.2~1.5)的摩尔比混合，在80~120℃下反应4~6h，缩合成具有减缩功能的聚合物大单体A；

2）将质量百分比50~70%的镁渣和30~50%的白云岩经粉磨均化后，700~900℃预煅烧50~80min得预制混合粉料；将预制混合粉料与萤石粉按质量比5:(1.5~3)混合，在80~120℃下水化20~30min，再经过滤、提纯、干燥，然后于500~600℃低温煅烧50~60min，经自然冷却后，粉磨至60μm方孔筛余≤5%，得膨胀组分B；其中MgO和CaO所占质量百分数分别为60~70%和30~40%；

3）将质量百分比30~40%的钠蒙脱石与60~70%的高岭土粉磨均化后，控制60μm方孔筛余≤5%，获得具有保水性能的层状硅酸盐矿物C；

4）将聚合物大单体A加热至70~80℃，再分别加入膨胀组分B和层状硅酸盐矿物C，搅拌均匀保温20~30min后得聚合物乳液，再加入NaOH溶液调节pH至中性，最后经50~60℃烘干，粉磨过200目筛，得减缩功能材料；

所述外加剂为聚羧酸类减水剂，按以下方式制备而来：

1）将甲基丙烯酸，聚乙二醇单甲醚和对苯二酚以摩尔比(3~5):(2~3.5):1的比例投入三口烧瓶中，在催化剂Ⅰ的作用下搅拌升温至60~75℃，反应6~8h，保温0.5~1.5h，用氢氧化钠调节pH至中性，分液得甲氧基聚氧化乙烯甲基丙烯酸酯；其中，催化剂I为质量浓度为1~2%的对甲苯磺酸溶液，催化剂I的添加量为甲基丙烯酸质量的5~10%；

2）将环氧乙烷与环氧丙烷以(1~3):1的摩尔比在100~150℃下混合，以氢氧化钾作为碱性催化剂II，进行无规共聚，控制共聚物在80~90个聚合度范围内，得EPE嵌断共聚醚；

3）将所述甲氧基聚氧化乙烯甲基丙烯酸酯、EPE嵌断共聚醚和链转移剂按（2.5~4）:（6~9）:1的摩尔比混合，搅拌，通氮气，加入少量去离子水后升温至75~90℃，反应2.5~4h，用氢氧化钠溶液调pH至6~7得聚羧酸类减水剂。

2.如权利要求1所述超高强自密实微膨胀钢管混凝土，其特征在于所述机制砂细度模数为2.3~3.0，压碎值≤7%，亚甲蓝值＜1.5，机制砂中细粉的质量含量为8~20%，细粉粒径≤0.75μm。

3.如权利要求1所述超高强自密实微膨胀钢管混凝土，其特征在于所述粉煤灰微珠的比表面积≥1300m²/kg，活性指数≥101%，需水量比≤95%，晶体结构为非晶态。

4.如权利要求1所述超高强自密实微膨胀钢管混凝土，其特征在于所述硅灰的活性指数≥105%，SiO₂质量含量≥90%，烧失量≤5%，比表面积≥16000m²/kg。

5.如权利要求1所述超高强自密实微膨胀钢管混凝土，其特征在于所述碎石为石灰岩碎石或玄武岩碎石，5~20mm连续级配，针片状颗粒的质量含量≤8%，压碎值≤10%。

6.如权利要求1所述超高强自密实微膨胀钢管混凝土，其特征在于所述镀铜短细钢纤维两端无端钩，短圆细直，断裂延伸率为14%，抗拉强度1620MPa。

7.权利要求1-6任一项所述超高强自密实微膨胀钢管混凝土的制备方法，包括以下步骤：

1）将机制砂、碎石按配比预先干拌混合均匀，然后加入水泥、粉煤灰微珠、硅灰、膨胀剂、减缩功能材料继续干拌混合均匀；

2）将外加剂与水混合，缓慢倒入70%至搅拌锅中，并同时开始搅拌，持续时间为1~2min，加入镀铜短细钢纤维，再缓慢加入剩余外加剂及水，得到拌合好的混凝土混合料；

3）将拌合好的混合料浇筑入模、养护，得超高强自密实微膨胀钢管混凝土。