一种提高耐久性的水性混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种提高耐久性的水性混凝土及其制备方法，本发明专利技术以透水混凝土的原料为基础料，分别搭配以四针状氧化锌晶须、预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液和增韧纤维作为外加剂，以硫铝酸钙膨胀剂和硅丙乳液作为膨胀剂，其中，以四针状氧化锌晶须、预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液作为外加剂，使组分间协同增效，获得的水性混凝土透水系数和抗压强度良好，耐久性指数较高，可达到133，碳化深度值为26.5mm，可提高水性混凝土对冲击能力的吸收程度，并有效阻止微裂纹的发展、延伸与合并，有助于提高水性混凝土的耐久性。有助于提高水性混凝土的耐久性。

【技术实现步骤摘要】
一种提高耐久性的水性混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及水性混凝土制备
，特别涉及一种提高耐久性的水性混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]透水混凝土又称为多孔混凝土、无砂混凝土，是由骨料、水泥、增强剂、和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，是由粗骨料表面包覆水泥浆相互粘结而形成的多孔穴的蜂窝状结构，具有透水以及重量轻等优点。现有技术较多研究透水混凝土的多孔率和抗压强度的平衡问题，旨在获得渗透性能好的透水混凝土时，具有较高的抗压强度。
[0003]但透水混凝土在施工浇筑的过程中会产生水化热反应释放热量，而受到大量热量影响的混凝土会因温度应力作用，使透水混凝土微观结构破损。随着长时间的使用，这些破损的结构会发展成为有害的结构裂缝，进而导致透水混凝土的耐久性下降。同时，当透水混凝土产生裂缝到最终结构遭到完全破坏时的发生速度较快，极大地增加了修复透水混凝土裂缝的困难程度。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种提高耐久性的水性混凝土及其制备方法，解决上述问题。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种提高耐久性的水性混凝土，包括以下重量份的原料：水泥300～340份、粉煤灰25～45份、矿渣粉90～120份、砂660～700份、碎石1000～1060份、水140～180份、外加剂14～18份和膨胀剂30～40份；
[0007]所述外加剂由质量比1～2：6～9：0.6～0.8的四针状氧化锌晶须、预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液和增韧纤维组成；采用聚丙烯酸酯制备的预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液，其分散作用更强，并与四针状氧化锌晶结合，可与水化产物形成部分的交互网状立体结构，能够有效调节水化程度，并改善混凝土和易性，同时预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液与材料间形成有效的“咬合”效应，避免结构进一步的错动，有助于阻止内部微裂纹的开展合并，提高混凝土对冲击能力的吸收程度；
[0008]优选地，包括以下重量份的原料：水泥320份、粉煤灰35份、矿渣粉105份、砂684份、碎石1030份、水161份、外加剂16.6份和膨胀剂35份；控制一定比例的外加剂用量，能够延缓早期水化进程，有助于促进材料的充分水化，提高混凝土中后期的强度；过多的加入四针状氧化锌晶须、预分散聚氨酯改性云母粉共聚物料液和增韧纤维，降低了水化产物的表面积，反应速率变慢，延长了水化反应时间，进而使材料间的粘合性下降，抗冲击性能下降。
[0009]所述外加剂由质量比2：7：0.7的四针状氧化锌晶须、预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液和增韧纤维组成；四针状氧化锌晶须可避免早期水化的集中放热，降低大量水化热形成的微裂纹，并提高水化产物分布的均匀性，有助于提高体系对破坏冲击能的吸
收程度；
[0010]进一步的，所述膨胀剂由质量比1：0.2～0.4的硫铝酸钙膨胀剂和硅丙乳液组成；采用硅丙乳液可降低膨胀剂的使用量，同时也有助于提高预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液的分散程度，使膨胀剂和外加剂相互协同。
[0011]所述增韧纤维为竹纤维、碳纤维、玄武岩纤维或钢纤维中的至少一种。
[0012]进一步的，所述预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液的制备方法为：将聚丙烯酸酯和云母粉混合，微波加热聚合后，于超临界二氧化碳条件下，加入引发剂和分散剂，进行共聚反应，得预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液；
[0013]所述聚丙烯酸酯、云母粉、引发剂和分散剂的质量比为1：0.2
‑
0.4：0.06
‑
0.08：2
‑
2.5；
[0014]采用聚丙烯酸酯、云母粉、引发剂和分散剂作为原料，依次进行微波加热聚合和二氧化碳共聚反应，得到的预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液，共聚程度高，其共聚物的活性基团易在水化反应中，与水化产物的游离离子进行结合与交换，形成有效的“桥联”效应，有利于促进能量吸收的分散度，调节混凝土内部的应力状态，阻止微裂纹的发展、延伸与合并，有助于提高水性混凝土的耐久性。
[0015]进一步的，所述微波加热聚合的微波频率为4000
‑
6000MHZ，微波加热聚合的时间为2
‑
5min；所述共聚反应的温度为50
‑
60℃，共聚反应的时间为30
‑
50min。
[0016]进一步的，将水泥、粉煤灰、矿渣粉、砂和碎石混合，干混剪切后，加入外加剂和水进行湿混剪切，加入膨胀剂搅拌，注入模具，养护，制成水性混凝土。
[0017]进一步的，所述干法剪切为：先在30
‑
35℃干混2
‑
4h后，再在30
‑
35℃剪切2
‑
4h；所述剪切速率为300
‑
1200r/min。
[0018]进一步的，所述湿混剪切为：边加热至40
‑
50℃边进行剪切。
[0019]进一步的，所述加热速率为0.5
‑
1℃/min；所述剪切速率为300
‑
400r/min。
[0020]本专利技术通过干法剪切可先使水泥、粉煤灰、矿渣粉、砂和碎石充分地预热，利于外加剂加入后减缓水化热反应的释放速率，采用湿混剪切，在增大受热面积的同时，控制加热速率，避免体系上层易出现结块的现象，也促使组分形成稳定的结构。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022](1)本专利技术以透水混凝土的原料为基础料，分别搭配以四针状氧化锌晶须、预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液和增韧纤维作为外加剂，以硫铝酸钙膨胀剂和硅丙乳液作为膨胀剂，加入至基础料，科学配比，相互协同，使本专利技术获得的水性混凝土透水系数和抗压强度良好，耐久性指数较高，可达到133，碳化深度值为26.5mm，可提高水性混凝土对冲击能力的吸收程度，并有效阻止微裂纹的发展、延伸与合并，有助于提高水性混凝土的耐久性，本专利技术的水性混凝土制备工艺简单，产品质量可控，适合工业化的生产，有助于大面积的推广和使用。
[0023](2)本专利技术采用四针状氧化锌晶须、预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液作为外加剂，组分间协同增效，能够有效地减缓水化热反应释放的大量热量，避免混凝土微观结构受到破损，并且破坏前吸收能量较多，提高混凝土的整体性，有利于降低微裂纹的发展与合并，延长结构完全破坏发生的时间，进而提高水性混凝土的耐久性，且有助于简化水性混凝土的温度控制措施，可实现大体积混凝土的有效拌合程度，加快施工速度和提高施工
质量。
具体实施方式
[0024]为了更好理解本专利技术
技术实现思路
，下面提供具体实施例，对本专利技术做进一步的说明。
[0025]本专利技术实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0026]本专利技术实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高耐久性的水性混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥300～340份、粉煤灰25～45份、矿渣粉90～120份、砂660～700份、碎石1000～1060份、水140～180份、外加剂14～18份和膨胀剂30～40份；所述外加剂由质量比1～2：6～9：0.6～0.8的四针状氧化锌晶须、预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液和增韧纤维组成。2.根据权利要求1的一种提高耐久性的水性混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥320份、粉煤灰35份、矿渣粉105份、砂684份、碎石1030份、水161份、外加剂16.6份和膨胀剂35份；所述外加剂由质量比2：7：0.7的四针状氧化锌晶须、预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液和增韧纤维组成。3.根据权利要求1或2的一种提高耐久性的水性混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：所述膨胀剂由质量比1：0.2～0.4的硫铝酸钙膨胀剂和硅丙乳液组成；所述增韧纤维为竹纤维、碳纤维、玄武岩纤维或钢纤维中的至少一种。4.根据权利要求1或2的一种提高耐久性的水性混凝土，其特征在于，所述预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液的制备方法为：将聚丙烯酸酯和云母粉混合，微波加热聚合后，于超临界二氧化碳条件下，加入引发剂和分散剂，进行共聚反应，得预分散聚丙烯酸酯改性云母粉共聚物料液；所述聚丙烯酸酯、云母粉、引发剂和分散剂的质量比为1：0.2
‑
0.4：0.06
‑
0.08：2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙陈雷，王让京，
申请(专利权)人：琼海鑫海混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：