一種防裂型高性能混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種混凝土，更具體地說，它涉及一種防裂型高性能混凝土及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土:是指由膠凝材料將集料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。通常講的混 凝土一詞是指用水泥作膠凝材料，砂、石作集料;與水(可含外加劑和摻合料)按一定比例配 合，經(jīng)攪拌而得的水泥混凝土，也稱普通混凝土，它廣泛應(yīng)用于土木工程。
[0003] 申請?zhí)枮镃N201110276329.7的中國專利公開了一種超低表觀密度高性能泡沫混 凝土材料及制備方法，該材料的質(zhì)量百分比組成是:水泥:混合材:多孔顆粒骨料:聚合物： 纖維:泡沫劑:減水劑:早強劑:減縮劑:層狀材料:水= (30 %~70 %):(0%~30 %):(0%~ 30% ):(0.3%~5% ):(0.3%~3% ):(0.3%~0.5% ):(0.1 %~0.5%): (0%~1.5%): (0.1%~0.5%):(0%~3%): (26%~50% )，上述材料質(zhì)量百分比總量滿足100%。本發(fā)明 制備的材料與普通泡沫混凝土相比，具有低表觀密度、較小的導(dǎo)熱系數(shù)、不易干縮開裂等技 術(shù)優(yōu)點，但是這種混凝土在強度方面存在不足，并且的開裂發(fā)生之后，力學(xué)性能會產(chǎn)生急 劇下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的第一發(fā)明目的在于提供一種防裂型高性能混 凝土。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種防裂型高性能混凝土，其中： 包括如下重量份物質(zhì)： 水泥 70-120份； 層狀硅酸鹽礦物 8-20份； 引氣劑 0.5-1份； 膨潤土 3-10份； 減水緩凝劑 0.2-1.2份； 多孔顆粒骨料 20-60份； 耐堿玻璃纖維 3-5份； 聚氧化乙烯 0.2-0.5份； 環(huán)氧樹脂乳液 10-20份； 固化劑 5-10份。
[0006] 通過采用上述技術(shù)方案，環(huán)氧樹脂乳液在水泥水化的早期就開始進行交聯(lián)、固化， 使水泥混凝土形成環(huán)氧網(wǎng)絡(luò)插層狀的結(jié)構(gòu)，大大提高了混凝土的抗彎折強度，防水防滲透， 并且具有較低的質(zhì)量，以及隔熱保溫的功能；固化劑可以控制環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)，從而使 環(huán)氧樹脂完成固化交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0007] 層狀硅酸鹽礦物可以在混凝土中形成一定的片層狀結(jié)構(gòu)，具有較好的隔熱、防火 的能力，并且層狀結(jié)構(gòu)的表面較為細膩，防裂性能較好，防水防滲;并且在較為巨大的破壞 力時，層狀結(jié)構(gòu)的外層損壞不會影響到內(nèi)部性能，從而具有良好的保護效果。
[0008] 多孔顆粒骨料的添加可以在混凝土中添加入空腔結(jié)構(gòu)，從而減輕混凝土的質(zhì)量， 具有較好的隔音隔熱效果，并且空腔的結(jié)構(gòu)可以給混凝土在溫度及濕度變化時膨脹收縮時 具有調(diào)整空間，避免混凝土內(nèi)部應(yīng)力集中從而破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu);并且與交聯(lián)固化的環(huán)氧樹脂 共同形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，強度較好。
[0009] 耐堿玻璃纖維是增強混凝土的肋筋材料，是100%無機纖維，在非承重的水泥構(gòu)件 中是鋼材和石棉的理想替代品。耐堿玻璃纖維的特點是耐堿性好，能有效抵抗水泥中高堿 物質(zhì)的侵蝕，握裹力大，彈性模量、抗沖擊、抗拉、抗彎強度極高，不燃、抗凍、耐溫度、濕度變 化能力強，抗裂、抗?jié)B性能卓越，但是在加工過程中，玻璃纖維在混凝土中的分散能力不足， 容易導(dǎo)致各部位強度不同，性能不均勻，加入聚氧化乙烯，聚氧化乙烯在低濃度下具有較大 的粘度，玻璃纖維在聚氧化乙烯溶液的粘性作用下可以在混凝土混合時充分分散，從而提 高混凝土的整體性能。
[001 0]引氣劑可以在混凝土拌合物在拌和過程中引入空氣而形成大量微小、封閉而穩(wěn)定 的氣泡，氣泡的形成可以改善混凝土的抗折強度和防滲性能，引氣劑的氣泡可以形成在多 孔顆粒骨料的空孔處，從而形成的氣泡空腔內(nèi)壁更加穩(wěn)定牢固，不易破壞，加強了混凝土的 強度。
[0011]在混凝土使用過程中，如果產(chǎn)生裂縫等情況，膨潤土可以吸收從裂縫中進入的水 分，發(fā)生膨脹，從而具有一定的縫隙彌補作用，并且膨潤土在吸收水分后會在混凝土內(nèi)產(chǎn)生 一定的預(yù)應(yīng)力，這樣能使得有由于收縮引發(fā)的拉應(yīng)力得到有效抵抗，不會出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。
[0012] 在使用過程中，混凝土塊的邊緣接觸處由于引氣劑和片層結(jié)構(gòu)的共同作用，混凝 土塊的邊界可以形成一定的插接，加大了混凝土塊的結(jié)合能力，受力時更加容易分散，在大 規(guī)模使用時，對混凝土的整體性能有較好的提高。
[0013] 本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述層狀硅酸鹽礦物為云母粉、滑石粉和高嶺石粉中的一 種或幾種的混合物。
[0014] 本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述引氣劑為十二烷基苯磺酸鈉、十四烷基苯磺酸鈉和十 六烷基苯磺酸鈉中的一種或幾種的混合物。
[0015] 本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述多孔顆粒骨料采用玻化微珠。
[0016] 本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述固化劑為氨乙基哌嗪。
[0017] 本發(fā)明進一步設(shè)置為：所述減水緩凝劑的制備方法為：第一步，以木薯淀粉為原 料，95%乙醇為分散劑，濃鹽酸為催化劑進行水解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為70°C，反應(yīng)時間為8h; 第二步，采用極限糊精:N，N-二甲基甲酰胺:氨基磺酸質(zhì)量比等于1:2:0.5，反應(yīng)溫度90 °C，反應(yīng)時間lh。
[0018]通過采用上述技術(shù)方案，淀粉在自然界中大量存在，通過對淀粉結(jié)構(gòu)的化學(xué)改性， 制造出的以葡萄糖長鏈為憎水基，羥基和磺酸基為親水基，從而達到了緩凝減水的效果的， 并且該減水緩凝劑具有較好的分散效果，能在水泥中良好的分散。
[0019]本發(fā)明的第二發(fā)明目的為提供一種防裂型高性能混凝土的制備方法： 本發(fā)明的一種防裂型高性能混凝土，其制備方法為:步驟一:將多孔顆粒骨料、層狀硅 酸鹽礦物、減水緩凝劑、膨潤土加入到水泥中，攪拌30分鐘后，加入引氣劑繼續(xù)攪拌30分鐘， 然后將所得的混合料分成5:3的兩份混合料I和混合料II; 步驟二:將環(huán)氧樹脂乳液、耐堿玻璃纖維和聚氧化乙烯加入混合料I中，攪拌40分鐘； 步驟三:將固化劑加入混合料Π 中，經(jīng)過30分鐘的充分攪拌； 步驟四：將混合料I和混合料II混合，再經(jīng)過20-40分鐘充分攪拌，再放入模具成型。
【具體實施方式】
[0020]引氣劑選用廣州市御和田化工科技有限公司生產(chǎn)的十二烷基苯磺酸鈉;聚氧化乙 烯采用廣州市利厚貿(mào)易有限公司提供的PE0100萬德國巴斯夫聚氧化氯乙烯;耐堿玻璃纖維 采用鹽城市愛麗維纖維制品有限公司生產(chǎn)的耐堿玻璃纖維;云母粉采用河北省靈壽縣星光 云母粉廠生產(chǎn)的超細云母粉;滑石粉采用北京宗耀嘉利商貿(mào)有限公司供應(yīng)的綠人奧2500目 滑石粉;高嶺土粉采用石家莊瑞松耐火材料有限公司生產(chǎn)的高嶺土;?；⒅椴捎眯抨柺?中森珍珠巖應(yīng)用有限公司供應(yīng)的30目?；⒅?氨乙基哌嗪采用蘇州亞科科技股份有限公 司生產(chǎn)的N-AEP。
[0021 ]本發(fā)明的混凝土的制備方法為： 步驟一:將多孔顆粒骨料、層狀硅酸鹽礦物、減水緩凝劑、膨潤土加入到水泥中，攪拌30 分鐘后，加入引氣劑繼續(xù)攪拌30分鐘，然后將所得的混合料分成5:3的兩份混合料I和混合 料II; 步驟二:將環(huán)氧樹脂乳液、耐堿玻璃纖維和聚氧化乙烯加入混合料I中，攪拌40分鐘； 步驟三:將固化劑加入混合料Π 中，經(jīng)過30分鐘的充分攪拌； 步驟四：將混合料I和混合料II混合，再經(jīng)過30分鐘充分攪拌，再放入模具成型。
[0022]本發(fā)明的實施例都采用上述方法制成，其中各個物質(zhì)的質(zhì)量采用具體實施例中的 數(shù)值。
[0023]試驗方法： 按照GB/T50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準》規(guī)定的混凝土 性能測試的方法對本發(fā)明的實施例和對比例進行滲水高度實驗、抗氯離子滲透實驗、早期 開裂實驗;按照GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準》進行混凝土抗壓強度 實驗