一种改性早强抗裂混凝土的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性早强抗裂混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1：通过室温溶液相法和水热法/溶剂热法两种手段，运用无机盐或表面活性剂诱导Ostwald熟化过程、基于弱碱性环境缓慢形成阴离子的条件下，“溶解‑形核‑长大‑Ostwald熟化”过程和“化学转变诱导Ostwald熟化”过程合成微纳复合超结构化学功能材料。本发明专利技术可对比添加微纳复合超结构化学功能材料前后混凝土宏观性能与微观结构的变化，实现混凝土制品微观结构与宏观性能之间的对应关系预测，进而可实现高性能混凝土制品设计。

【技术实现步骤摘要】
一种改性早强抗裂混凝土的制备方法
本专利技术涉及混凝土
，尤其涉及一种改性早强抗裂混凝土的制备方法。
技术介绍
随着我国社会经济水平的快速发展，城市化进程逐年加快，基础设施建设量达到了空前的规模。混凝土制品以其良好的整体性能以及相对低廉的成本一直广泛地应用于土木、水利、港口、桥梁、道路等领域。尽管混凝土技术目前得到了广泛的应用，混凝土的强度也有所提高，但是混凝土行业的高能耗、高碳排放、以及在苛刻环境下耐久性不足等问题依然是目前全球面临的重大问题之一。近些年，随着纳米技术的发展，很多自组装微纳复合超结构功能材料的研究得到了迅速地发展，其应用能使很多传统材料产生更优异的整体协同性能。通过对其尺度和几何外观的简单操纵，将纳米颗粒自组装为一维、二维或三维有序结构后可以获得新颖的整体协同特性，并且可以通过控制纳米颗粒之间的相互作用来调节它们的性质。因此，这些新涌现出的新型微纳复合超结构功能材料将对混凝土的性能优化起到积极地促进作用。因此，如何有效降低混凝土制品的能耗、提升其早强、抗收缩性、抗裂性、以及在海洋环境下的耐久性是当前研究的重点。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种改性早强抗裂混凝土的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种改性早强抗裂混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1：通过室温溶液相法和水热法/溶剂热法两种手段，运用无机盐或表面活性剂诱导Ostwald熟化过程、基于弱碱性环境缓慢形成阴离子的条件下，“溶解-形核-长大-Ostwald熟化”过程和“化学转变诱导Ostwald熟化”过程合成微纳复合超结构化学功能材料；S2：通过改变工艺参数，实现微纳复合超结构化学功能材料的形貌、尺度、几何均匀性、壳的厚度及壳层的组成与结构的精确控制；S3：通过对微纳复合超结构化学功能材料进行适当的表面处理后，选取微纳复合超结构化学功能材料质量占水泥质量的百分比，将微纳复合超结构化学功能材料与水泥通过机械高速搅拌分散、超声振荡分散、以及与混凝土材料混合后搅拌分散这三种分散方式制备混凝土试件；S4：对新拌混凝土进行密度、气孔含量以及和易性测试，对硬化混凝土进行电导率、热导率、抗压强度、抗折强度、弹性模量测试，对混凝土进行收缩性能、抗裂性能测试；S5：采用原子力显微镜观察混凝土的表面粗糙度，从而表征其微观组织的均匀性，运用扫描电子显微镜观察混凝土断口形貌，观察孔隙结构、孔隙分布以及水化产物的化学成分、形貌特征与结构成分分布特性，使用纳米硬度仪计算混凝土中各个组分的微观弹性模量与微观韧性，运用透射电子显微镜、高分辨电子显微镜、X射线衍射、以及X-射线光电子能谱仪等分析手段表征混凝土水化后的微观结构、物相组成、元素分布等。优选的，所述步骤S3中的百分比为：0.01％、0.02％、0.05％、0.1％、0.2％、0.5％或1％。优选的，所述步骤S4中的抗压强度为：1d、3d或28d。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中无毒害微纳复合超结构化学功能材料的低成本简易合成方法是本研究的新工艺特色，通过无模板法合成微纳复合超结构化学功能材料一直是材料科学领域的急需解决的技术突破点，由于微纳复合超结构化学功能材料具有形貌、尺寸、以及晶型变化的特点，使得其综合性能会根据实际需求发生很大的变化，因此，根据需求设计并制备微纳复合超结构化学功能材料是提升早强、抗裂、减缩型混凝土制品的有效方法；2、本专利技术中对比添加微纳复合超结构化学功能材料前后混凝土宏观性能与微观结构的变化，实现混凝土制品微观结构与宏观性能之间的对应关系预测，进而可实现高性能混凝土制品设计。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例一：一种改性早强抗裂混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1：通过室温溶液相法和水热法/溶剂热法两种手段，运用无机盐或表面活性剂诱导Ostwald熟化过程、基于弱碱性环境缓慢形成阴离子的条件下，“溶解-形核-长大-Ostwald熟化”过程和“化学转变诱导Ostwald熟化”过程合成微纳复合超结构化学功能材料；S2：通过改变工艺参数，实现微纳复合超结构化学功能材料的形貌、尺度、几何均匀性、壳的厚度及壳层的组成与结构的精确控制；S3：通过对微纳复合超结构化学功能材料进行适当的表面处理后，选取微纳复合超结构化学功能材料质量占水泥质量的百分比，将微纳复合超结构化学功能材料与水泥通过机械高速搅拌分散、超声振荡分散、以及与混凝土材料混合后搅拌分散这三种分散方式制备混凝土试件；S4：对新拌混凝土进行密度、气孔含量以及和易性测试，对硬化混凝土进行电导率、热导率、抗压强度、抗折强度、弹性模量测试，对混凝土进行收缩性能、抗裂性能测试；S5：采用原子力显微镜观察混凝土的表面粗糙度，从而表征其微观组织的均匀性，运用扫描电子显微镜观察混凝土断口形貌，观察孔隙结构、孔隙分布以及水化产物的化学成分、形貌特征与结构成分分布特性，使用纳米硬度仪计算混凝土中各个组分的微观弹性模量与微观韧性，运用透射电子显微镜、高分辨电子显微镜、X射线衍射、以及X-射线光电子能谱仪等分析手段表征混凝土水化后的微观结构、物相组成、元素分布等。步骤S3中的百分比为0.01％，步骤S4中的抗压强度为：1d、3d或28d。实施例二：一种改性早强抗裂混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1：通过室温溶液相法和水热法/溶剂热法两种手段，运用无机盐或表面活性剂诱导Ostwald熟化过程、基于弱碱性环境缓慢形成阴离子的条件下，“溶解-形核-长大-Ostwald熟化”过程和“化学转变诱导Ostwald熟化”过程合成微纳复合超结构化学功能材料；S2：通过改变工艺参数，实现微纳复合超结构化学功能材料的形貌、尺度、几何均匀性、壳的厚度及壳层的组成与结构的精确控制；S3：通过对微纳复合超结构化学功能材料进行适当的表面处理后，选取微纳复合超结构化学功能材料质量占水泥质量的百分比，将微纳复合超结构化学功能材料与水泥通过机械高速搅拌分散、超声振荡分散、以及与混凝土材料混合后搅拌分散这三种分散方式制备混凝土试件；S4：对新拌混凝土进行密度、气孔含量以及和易性测试，对硬化混凝土进行电导率、热导率、抗压强度、抗折强度、弹性模量测试，对混凝土进行收缩性能、抗裂性能测试；S5：采用原子力显微镜观察混凝土的表面粗糙度，从而表征其微观组织的均匀性，运用扫描电子显微镜观察混凝土断口形貌，观察孔隙结构、孔隙分布以及水化产物的化学成分、形貌特征与结构成分分布特性，使用纳米硬度仪计算混凝土中各个组分的微观弹性模量与微观韧性，运用透射电子显微镜、高分辨电子显微镜、X射线衍射、以及X-射线光电子能谱仪等分析手段表征混凝土水化后的微观结构、物相组成、元素分布等。步骤S3中的百分比为0.1％，步骤S4中的抗压强度为：1d、3d或28d。实施例三：一种改性早强抗裂混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1：通过室温溶液相法和水热法/溶剂热法两种手段，运用无机盐或表面活性剂诱导Ostwald熟化过程、基于弱碱性环境缓慢形成阴离子的条件下，“溶解-形核-长大-Ostwald熟化”过程和“化学转变诱导Ostwald熟化”过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性早强抗裂混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过室温溶液相法和水热法/溶剂热法两种手段，运用无机盐或表面活性剂诱导Ostwald熟化过程、基于弱碱性环境缓慢形成阴离子的条件下，“溶解‑形核‑长大‑Ostwald熟化”过程和“化学转变诱导Ostwald熟化”过程合成微纳复合超结构化学功能材料；S2：通过改变工艺参数，实现微纳复合超结构化学功能材料的形貌、尺度、几何均匀性、壳的厚度及壳层的组成与结构的精确控制；S3：通过对微纳复合超结构化学功能材料进行适当的表面处理后，选取微纳复合超结构化学功能材料质量占水泥质量的百分比，将微纳复合超结构化学功能材料与水泥通过机械高速搅拌分散、超声振荡分散、以及与混凝土材料混合后搅拌分散这三种分散方式制备混凝土试件；S4：对新拌混凝土进行密度、气孔含量以及和易性测试，对硬化混凝土进行电导率、热导率、抗压强度、抗折强度、弹性模量测试，对混凝土进行收缩性能、抗裂性能测试；S5：采用原子力显微镜观察混凝土的表面粗糙度，从而表征其微观组织的均匀性，运用扫描电子显微镜观察混凝土断口形貌，观察孔隙结构、孔隙分布以及水化产物的化学成分、形貌特征与结构成分分布特性，使用纳米硬度仪计算混凝土中各个组分的微观弹性模量与微观韧性，运用透射电子显微镜、高分辨电子显微镜、X射线衍射、以及X‑射线光电子能谱仪等分析手段表征混凝土水化后的微观结构、物相组成、元素分布等。...

【技术特征摘要】
1.一种改性早强抗裂混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过室温溶液相法和水热法/溶剂热法两种手段，运用无机盐或表面活性剂诱导Ostwald熟化过程、基于弱碱性环境缓慢形成阴离子的条件下，“溶解-形核-长大-Ostwald熟化”过程和“化学转变诱导Ostwald熟化”过程合成微纳复合超结构化学功能材料；S2：通过改变工艺参数，实现微纳复合超结构化学功能材料的形貌、尺度、几何均匀性、壳的厚度及壳层的组成与结构的精确控制；S3：通过对微纳复合超结构化学功能材料进行适当的表面处理后，选取微纳复合超结构化学功能材料质量占水泥质量的百分比，将微纳复合超结构化学功能材料与水泥通过机械高速搅拌分散、超声振荡分散、以及与混凝土材料混合后搅拌分散这三种分散方式制备混凝土试件；S4：对新拌混凝土进行密度、气孔含量以及和易性测试，对硬化混凝土进行电...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜成华，崔娜，颜井意，李起典，侯鹏坤，江森利，徐建明，
申请(专利权)人：连云港市天豪基础工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32