一种基于纳米材料的高性能混凝土材料制造技术

本发明专利技术公开了一种基于纳米材料的高性能混凝土材料，包括细骨料、粗骨料、水泥、粉煤灰、超细硅灰、纳米氧化铝、减水剂、水、超细天然沸石粉、石膏、聚合物乳液、二元醇类化合物、改性木质素磺酸盐、片层状硅酸盐矿物材料，通过纳米氧化铝作为活性填料填充到水泥混凝土中时，能充当水泥水化模板，有效参与水泥的水化过程，使水泥混凝土结构更加紧凑，进而不仅可有效减少有害硬化混凝土孔隙结构，最终提升相应混凝土的机械力学性能；通过超细硅灰改善水泥混凝土各项性能，进而使硬化水泥混凝土界面过渡区氢氧化钙晶体尺寸有效减小，相应微观形貌变得紧密，力学强度和抗渗耐久性得到有效改善。善。

【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米材料的高性能混凝土材料


[0001]本专利技术公开了一种基于纳米材料的高性能混凝土材料，属于高性能混凝土材料制备


技术介绍

[0002]随着工程结构各方面的发展因素和混凝土材料界的迅速扩大，人们对混凝土结构材料的要求在不断地提高。具有诸多独特效应的纳米材料掺入混凝土中可改善混凝土的力学韧性、智能传感、抗渗耐久等性能。纳米技术将打破了传统混凝土的局限，给混凝土材料带来了崭新的生命力。
[0003]现有的高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的掺合料和高效外加剂，这些外加剂会改变混凝土的性质，使混凝土的耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性的到提高，但是现有的高性能混凝土的性能依然存在不足。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中的问题，提供一种基于纳米材料的高性能混凝土材料，从而解决上述问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于纳米材料的高性能混凝土材料，包括细骨料、粗骨料、水泥、粉煤灰、超细硅灰、纳米氧化铝、减水剂、水、超细天然沸石粉、石膏、聚合物乳液、二元醇类化合物、改性木质素磺酸盐、片层状硅酸盐矿物材料。
[0006]作为优选，所述超细硅灰的用量为2％，所述纳米氧化铝的用量为3％。
[0007]作为优选，所述二元醇类化合物为质量比为1∶1的亚烷基二醇和聚氧化烯二醇，所述改性木质素磺酸盐为质量比为1∶1的无碱改性木质素磺酸钙和改性木质素磺酸镁，所述片层状硅酸盐矿物材料为基于层状硅酸盐的触变润滑剂。
[0008]作为优选，所述混凝土以重量份为单位包括以下组份：细骨料80
‑
90份、粗骨料90
‑
100份、水泥60
‑
80份、矿渣10
‑
30份、粉煤灰20
‑
25份、超细硅灰15
‑
20份、纳米氧化铝8
‑
12份、减水剂0.8
‑
2.3份、水31
‑
45份、超细天然沸石粉0.5
‑
0.7份、石膏0.8
‑
1.6份、聚合物乳液0.3
‑
0.8份、二元醇类化合物0.6
‑
1.2份、改性木质素磺酸盐0.1
‑
0.3份、片层状硅酸盐矿物材料1
‑
2份。
[0009]作为优选，所述纳米氧化铝的粒径小于30nm，所述超细硅灰的粒径小于50nm。
[0010]基于纳米材料的高性能混凝土材料制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、首先按比例提取多种混凝土材料的组分原料；步骤二、称取一定量的硫酸铝铵和碳酸氢铵分别用去离子水配制成一定浓度的水溶液，然后将 NH4Al(SO4)2溶液滴加到含有一定量聚乙二醇的碳酸氢铵的混合溶液中，并加入一定量的氨水调节pH值，将碳酸铝铵前驱物在不同的温度（800~1200
°
C）下煅烧 1~2 小时，得到不同晶型的纳米氧化铝粉体；
步骤三、在冶炼硅铁和工业硅时，收集烟道中排出的硅蒸汽，硅蒸汽通过氧化后，经特别设计的收尘器收集得到的无定形、粉末状的二氧化硅粉，经过提成后产出超细硅灰；步骤四、然后将纳米氧化铝粉体和超细硅灰混入混凝土材料的组分中；步骤五、经过充分混合后得到基于纳米材料的高性能混凝土材料。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：通过纳米氧化铝作为活性填料填充到水泥混凝土中时，能充当水泥水化模板，有效参与水泥的水化过程，使水泥混凝土结构更加紧凑，进而不仅可有效减少有害硬化混凝土孔隙结构，最终提升相应混凝土的机械力学性能；通过超细硅灰改善水泥混凝土各项性能，进而使硬化水泥混凝土界面过渡区氢氧化钙晶体尺寸有效减小，相应微观形貌变得紧密，力学强度和抗渗耐久性得到有效改善。
具体实施方式
[0012]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。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0013]一种基于纳米材料的高性能混凝土材料，包括细骨料、粗骨料、水泥、粉煤灰、超细硅灰、纳米氧化铝、减水剂、水、超细天然沸石粉、石膏、聚合物乳液、二元醇类化合物、改性木质素磺酸盐、片层状硅酸盐矿物材料。
[0014]所述超细硅灰的用量为2％，所述纳米氧化铝的用量为3％。
[0015]所述二元醇类化合物为质量比为1∶1的亚烷基二醇和聚氧化烯二醇，所述改性木质素磺酸盐为质量比为1∶1的无碱改性木质素磺酸钙和改性木质素磺酸镁，所述片层状硅酸盐矿物材料为基于层状硅酸盐的触变润滑剂。
[0016]所述混凝土以重量份为单位包括以下组份：细骨料80
‑
90份、粗骨料90
‑
100份、水泥60
‑
80份、矿渣10
‑
30份、粉煤灰20
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25份、超细硅灰15
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20份、纳米氧化铝8
‑
12份、减水剂0.8
‑
2.3份、水31
‑
45份、超细天然沸石粉0.5
‑
0.7份、石膏0.8
‑
1.6份、聚合物乳液0.3
‑
0.8份、二元醇类化合物0.6
‑
1.2份、改性木质素磺酸盐0.1
‑
0.3份、片层状硅酸盐矿物材料1
‑
2份。
[0017]所述纳米氧化铝的粒径小于30nm，所述超细硅灰的粒径小于50nm。
[0018]基于纳米材料的高性能混凝土材料制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、首先按比例提取多种混凝土材料的组分原料；步骤二、称取一定量的硫酸铝铵和碳酸氢铵分别用去离子水配制成一定浓度的水溶液，然后将 NH4Al(SO4)2溶液滴加到含有一定量聚乙二醇的碳酸氢铵的混合溶液中，并加入一定量的氨水调节pH值，将碳酸铝铵前驱物在不同的温度（800~1200
°
C）下煅烧 1~2 小时，得到不同晶型的纳米氧化铝粉体；步骤三、在冶炼硅铁和工业硅时，收集烟道中排出的硅蒸汽，硅蒸汽通过氧化后，经特别设计的收尘器收集得到的无定形、粉末状的二氧化硅粉，经过提成后产出超细硅灰；步骤四、然后将纳米氧化铝粉体和超细硅灰混入混凝土材料的组分中；步骤五、经过充分混合后得到基于纳米材料的高性能混凝土材料。
[0019]尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米材料的高性能混凝土材料，其特征在于，包括细骨料、粗骨料、水泥、粉煤灰、超细硅灰、纳米氧化铝、减水剂、水、超细天然沸石粉、石膏、聚合物乳液、二元醇类化合物、改性木质素磺酸盐、片层状硅酸盐矿物材料。2.根据权利要求1所述的一种基于纳米材料的高性能混凝土材料，其特征在于：所述超细硅灰的用量为2％，所述纳米氧化铝的用量为3％。3.根据权利要求1所述的一种基于纳米材料的高性能混凝土材料，其特征在于：所述二元醇类化合物为质量比为1∶1的亚烷基二醇和聚氧化烯二醇，所述改性木质素磺酸盐为质量比为1∶1的无碱改性木质素磺酸钙和改性木质素磺酸镁，所述片层状硅酸盐矿物材料为基于层状硅酸盐的触变润滑剂。4.根据权利要求1所述的一种基于纳米材料的高性能混凝土材料，其特征在于：所述混凝土以重量份为单位包括以下组份：细骨料80
‑
90份、粗骨料90
‑
100份、水泥60
‑
80份、矿渣10
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30份、粉煤灰20
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25份、超细硅灰15
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20份、纳米氧化铝8
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12份、减水剂0.8
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2.3份、水31
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45份、超细天然沸石粉0.5
‑
0.7份、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮亮，孙路，仵云飞，
申请(专利权)人：湖州职业技术学院湖州广播电视大学湖州社区大学，
类型：发明
国别省市：