一种抗裂砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗裂砂浆及其制备方法。本发明专利技术的抗裂砂浆包括以下质量份的组分：胶凝材料：100份；玄武岩

【技术实现步骤摘要】
一种抗裂砂浆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种抗裂砂浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]水泥基材料是指以水泥作为胶凝材料的工程材料，常见的水泥基材料包括混凝土、砂浆等。水泥基材料具有抗压强度高、制作和施工方便快捷、性价比高等优点，但其脆性高、抗裂性能较差，在应力作用下易产生裂纹，易被外界介质侵蚀。水泥基建筑在整个服役过程中一般需要进行多次维修，甚至还会发生由于水泥基建筑材料性能严重劣化而不得不在未达设计服役寿命的情况下拆除建筑的情况，不仅会大幅增加建筑结构全寿命周期的资源和能源消耗，而且还会增加环境负荷。
[0003]目前，主要是通过在水泥基材料中引入纤维材料、超吸水性聚合物(SAP)、辅助性胶凝材料等用以在一定程度上提升其抗裂性能。纤维增韧主要是对数十微米甚至毫米级别的裂纹起作用，难以有效避免微裂纹的形成与初期扩展，甚至还可能因多缝开裂效应进一步加速外界离子的迁移。SAP可以迅速释水来补充水泥基材料内部的水分，进而可以减少水泥基材料的自收缩，解决水泥基材料早期收缩开裂的问题，但由于SAP失水后所留孔隙过多、过大，会造成水泥基材料的强度下降。辅助性胶凝材料的简单引入并不能改变浆体的脆性本质，对水泥基材料抗裂性能的提升幅度小。综上可知，现有的方法均无法在保证水泥基材料强度基本不变的前提下显著提高其抗裂性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种抗裂砂浆及其制备方法。
[0005]本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]一种抗裂砂浆，其包括以下质量份的组分：
[0007]胶凝材料：100份；
[0008]玄武岩
‑
聚乙烯醇水凝胶核壳型复合颗粒：0.4份～20份；
[0009]砂：80份～370份；
[0010]水：25份～60份。
[0011]优选的，所述胶凝材料为硅酸盐水泥。
[0012]进一步优选的，所述胶凝材料选自普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥中的至少一种。
[0013]优选的，所述玄武岩
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聚乙烯醇水凝胶核壳型复合颗粒的组成包括玄武岩微粒和包覆玄武岩微粒的聚乙烯醇水凝胶。
[0014]优选的，所述玄武岩
‑
聚乙烯醇水凝胶核壳型复合颗粒中玄武岩微粒、聚乙烯醇水凝胶的质量比为1:0.08～3.00。
[0015]优选的，所述玄武岩微粒的粒径小于50μm，中位粒径为25μm～40μm。
[0016]优选的，所述玄武岩
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聚乙烯醇水凝胶核壳型复合颗粒的粒径为30μm～80μm。
[0017]优选的，所述玄武岩
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聚乙烯醇水凝胶核壳型复合颗粒通过以下方法制备得到：将聚乙烯醇、交联剂和引发剂分散在水中制成聚乙烯醇水凝胶前驱体溶液，再将聚乙烯醇水凝胶前驱体溶液以雾化喷加的方式包覆在玄武岩颗粒的表面，再进行冷冻
‑
解冻循环，即得玄武岩
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聚乙烯醇水凝胶核壳型复合颗粒。
[0018]进一步优选的，所述玄武岩
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聚乙烯醇水凝胶核壳型复合颗粒通过以下方法制备得到：将聚乙烯醇搅拌分散在水中并加入交联剂和引发剂制成聚乙烯醇水凝胶前驱体溶液，并对玄武岩微粒进行酸洗、水洗至洗涤液呈中性和干燥，再将聚乙烯醇水凝胶前驱体溶液以雾化喷加的方式包覆在玄武岩颗粒的表面，再进行冷冻
‑
解冻循环，即得玄武岩
‑
聚乙烯醇水凝胶核壳型复合颗粒。
[0019]优选的，所述聚乙烯醇水凝胶前驱体溶液中的聚乙烯醇、水、交联剂和引发剂的质量比为1:0.05～6:0.0005～0.2:0.0005～0.2。
[0020]优选的，所述交联剂选自N,N'
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亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲醛、戊二醛、丙烯酸双环戊二烯脂、聚酯丙烯酸酯中的至少一种。
[0021]优选的，所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、亚硫酸氢钠、双氧水、硫酸亚铁中的至少一种。
[0022]优选的，所述搅拌分散在60℃～95℃下进行，分散时间为2h～4h。
[0023]优选的，所述酸洗在温度为20℃～60℃、浓度为0.5mol/L～3.0mol/L的盐酸溶液中进行，酸洗时间为5min～100min。
[0024]优选的，所述冷冻
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解冻循环的具体操作为：
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25℃～
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5℃冷冻12h～16h、15℃～25℃解冻4h～12h作为1次循环，循环2次～6次。
[0025]优选的，所述砂选自河砂、石英砂、标准砂中的至少一种。
[0026]优选的，所述砂的粒径为30目～140目。
[0027]上述抗裂砂浆的制备方法包括以下步骤：将胶凝材料、玄武岩
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聚乙烯醇水凝胶核壳型复合颗粒、砂和水混合均匀，即得抗裂砂浆。
[0028]本专利技术的有益效果是：本专利技术的抗裂砂浆中添加有玄武岩
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聚乙烯醇水凝胶复合颗粒，兼具高抗压性能和高抗裂性能，耐久性好，全寿命周期的环境负荷小，且其制备工艺简单、成本低廉，适合进行大规模推广应用。
[0029]具体来说：
[0030]1)本专利技术采用粒径30μm～80μm的玄武岩
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聚乙烯醇水凝胶复合颗粒替代部分胶凝材料来制备抗裂砂浆，使得抗裂砂浆的初裂时间增加了30％～200％、断裂能增加了50％～200％、裂纹宽度降低了20％～90％；
[0031]2)本专利技术的抗裂砂浆中添加的玄武岩
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聚乙烯醇水凝胶复合颗粒可以参与硬化体稳定骨架结构的形成，同时聚乙烯醇水凝胶具有较强的亲水性，与水化产物基体结合稳定，可以有效减少微裂纹的形成与扩展；
[0032]3)本专利技术的抗裂砂浆中添加的玄武岩
‑
聚乙烯醇水凝胶复合颗粒与水泥基材料的相容性高，高碱性环境下能保持结构稳定作用，不会产生解聚产物覆盖活性胶凝组分表面而抑制水化，同时水凝胶柔性变形吸能作用显著，可以有效提高水泥基材料的抗裂能力；
[0033]4)本专利技术的抗裂砂浆中添加的玄武岩
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聚乙烯醇水凝胶复合颗粒兼具聚合物高抗拉强度和高延性的优势，同时利用玄武岩颗粒的刚性支撑作用可以减小复合颗粒的体积收
缩，保证内部应力连续传递，充分利用水凝胶的本征柔性耗散作用，可以显著提高水泥基材料的抗裂性能。
具体实施方式
[0034]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。
[0035]实施例1～5中的玄武岩
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聚乙烯醇水凝胶核壳型复合颗粒通过以下方法制备得到：
[0036]1)将10质量份的聚乙烯醇加入10质量份的去离子水中，70℃下恒温搅拌2h，再加入0.2质量份的丙烯酸双环戊二烯酯和0.03质量份的过硫酸钾，得到聚乙烯醇水凝胶前驱体溶液；
[0037]2)将10质量份的玄武本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗裂砂浆，其特征在于，包括以下质量份的组分：胶凝材料：100份；玄武岩
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聚乙烯醇水凝胶核壳型复合颗粒：0.4份～20份；砂：80份～370份；水：25份～60份。2.根据权利要求1所述的抗裂砂浆，其特征在于：所述胶凝材料为硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的抗裂砂浆，其特征在于：所述玄武岩
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聚乙烯醇水凝胶核壳型复合颗粒的组成包括玄武岩微粒和包覆玄武岩微粒的聚乙烯醇水凝胶。4.根据权利要求3所述的抗裂砂浆，其特征在于：所述玄武岩
‑
聚乙烯醇水凝胶核壳型复合颗粒中玄武岩微粒、聚乙烯醇水凝胶的质量比为1:0.08～3.00。5.根据权利要求3所述的抗裂砂浆，其特征在于：所述玄武岩微粒的粒径小于50μm，中位粒径为25μm～40μm。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的抗裂砂浆，其特征在于：所述玄武岩
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聚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：余其俊，黄迎慧，张同生，郭奕群，李嘉豪，韦江雄，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：