一种混凝土抗裂修复剂及应用其的混凝土制造技术

本发明专利技术提供一种混凝土抗裂修复剂及应用其的混凝土，所述修复剂包括氧化钙20～40%、微硅粉15～50%、膨润土10～20%、磷酸氢钙5～15%、碳酸锂1～5%、表面改性剂1～5%、纤维0.1～2%，组分简单；通过控制应力分散、调节水化进程、和控制施工时裂缝的产生，以及提高未水化凝胶材料的反应活性，在一定条件下形成凝胶材料水化物，实现抗渗和对混凝土裂缝的自修复功能，掺杂后的混凝土的抗压强度、抗渗等级都有很大的提高，裂缝数量也有所下降，而且在混凝土中应用时掺杂量仅需为胶凝材料质量的1～2%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑材料领域，尤其涉及一种可广泛应用于工业与民用建筑、农林与城市建设、交通及海港等工程设所用的混凝土修复剂及应用其的混凝土。
技术介绍
混凝土是由水泥等胶凝材料与砂、石料等集料以及水按适当比例配置，再经过一定时间硬化而成的人工石材。混凝土的硬度高、坚固耐用、原料来源广泛、制作方法简单、成本低廉、适用于各种自然环境，目前是工程建设中应用最广的大宗建筑材料，已经广泛用于建筑、农林和市政建设、路桥及海港等工程。但是，混凝土是一种非均质的多孔脆性材料，其内部存在大量的孔隙和微裂纹，抗拉强度低并且缺乏韧性，在外界因素，如荷载、温度应力、碱集料反应或者地基沉降等的作用下，孔隙和微裂纹会不断的扩展、并集、聚合，就会形成宏观的裂缝，造成渗漏；这些裂缝又为有害物质，如Cl—、SO4' Mg2+、H2O等提供了快速通道，进一步加速裂纹的扩展，这些都严重影响了混凝土结构的耐久性和使用寿命。为了延长混凝土结构的耐久性和使用寿命，现有技术通常采用修补材料对宏观的裂缝进行修补，但是这种修补的方法存在以下几个问题:第一、受到现有修复材料的限制，这些裂缝在修补后需要进行长时间的养护才能完全修复，否则裂缝处仍会出现裂纹，进而直接影响其承重强度和耐久性。第二、选择修复材料时，需考虑裂缝处混凝土与修复材料的相容性，若两者相容性比较差，裂缝处与修复材料之间极易发生断裂，效果不甚理想，而且修复材料本身价格昂贵，这些势必会增加维修成本。第三、产生宏观裂纹后再进行修补，无疑增加了重复施工的次数，不但增加了建设成本，而且还会严重影响建筑物或者其他工程设施的周围环境以及工程设施的正常使用。在此基础上，为了提高混凝土的抗裂性能并尽可能避免因后期修补带来的一系列问题，中国专利CN100427423C公开了一种高抗裂自愈合混凝土掺合料，该掺合料由体积稳定组分、催化结晶裂缝填充型修复组分和抗裂组分混合而成，各组分所占质量份数为:体积稳定组分2.5-5.5份、催化结晶裂缝填充型修复组分0.08-0.15份、抗裂组分0.002-0.02份；其中，所述体积稳定组分主要由矿粉、粉煤灰和硅粉原料混合而成；所述催化结晶裂缝填充型修复组分主要由活性化学物质、表面改性剂、催化剂和骨架物质混合而成，其中所述活性化学物质由硅氧烷与膨润土按1:0.9-1:1.8比例混合后烘干，再磨成粉料制得；表面改性剂为甲基萘磺酸钠甲醛缩合物；催化剂为十二水硫酸铝钾；骨架物质为碳酸钙和超细石英砂；所述抗裂组分由1_3_的纤维和10-19_的纤维组成，1-3mm的纤维占抗裂组分体积的30-50%。该掺合料用于制备混凝土时，采用内掺法等量代替水泥重量的30-50%。该掺合料中的纤维可细化混凝土 中的裂纹，消耗断裂能，使混凝土中的活动裂纹迅速达到稳态；继而催化结晶裂缝填充型修复组分中的活性化学物质与水介质和氢氧化钙发生物理化学作用，形成了不溶于水的枝蔓状纤维结晶物，在混凝土结构内部吸水膨胀，对裂缝(小于0.4mm的稳定裂纹)进行填充，实现自修复，无需在宏观裂纹产生后再修补。上述现有技术中的掺合料通过添加所述催化结晶裂缝填充型修复组分和纤维，虽然在一定程度上能够提高混凝土的抗裂性能并实现自修复，但其对混凝土抗裂性能的提升以及实现自修复的功能仍旧较差，添加上述修复组分和纤维的混凝土在外界因素的作用下，仍旧容易产生裂缝。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是现有技术中的抗裂自修复组分对混凝土抗裂性能的提升以及实现自修复的功能仍旧较差，导致混凝土在外界因素的作用下仍旧容易产生裂缝的问题。进而提供一种能够显著提高混凝土的抗渗性能、自修复功能更加优良的混凝土抗裂修复剂，本专利技术还提供了应用所述修复剂的混凝土。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下:一种混凝土抗裂修复剂，包括如下重量份的组分:氧化钙，20-40份；微娃粉，15-50份；膨润土，10-20份；磷酸氢钙，5-15份；碳酸锂，1-5份；表面改性剂，1-5份；纤维，0.1-2 份。所述微硅粉的比表面积为400-16000m2/kg，粒径为0.5_60 μ m，二氧化硅含量大于 50%ο所述氧化钙为钙质生石灰，所述钙质生石灰中氧化钙与氧化镁总含量大于90%。所述膨润土为钠基膨润土 ；所述钠基膨润土的吸蓝量大于或等于35g/100g，含水量小于或等于10%。所述磷酸氢钙为食品级或饲料级。所述表面改性剂为聚萘甲醛磺酸钠盐。所述纤维由尺度为I IOmm的纤维和10 19mm的纤维混合而成；所述I IOmm的纤维与所述10 19mm的纤维的质量比为1:1 2:5。所述纤维是动物纤维、植物纤维、改性聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维、抗碱玻璃纤维中的一种或多种的组合。一种上述的混凝土抗裂修复剂的制备方法，包括如下步骤:(I)将特定重量份的膨润土与氧化钙混合，烘干，备用；(2)将步骤(I)制备得到的组分，与特定重量份的所述微硅粉、磷酸氢钙、碳酸锂、表面改性剂和纤维混合搅拌均匀，即得产品。本专利技术还提供一 种混凝土，包括胶凝材料、粗骨料、细骨料、水、外加剂，所述混凝土还包括上述混凝土抗裂修复剂。所述混凝土中所述混凝土抗裂修复剂的掺杂质量为胶凝材料的I 2%。所述胶凝材料为水泥；所述粗骨料为石子；所述细骨料为砂；所述外加剂为减水剂、引气剂、泵送剂、缓凝剂、早强剂、速凝剂、引气剂、防水剂、阻锈剂、加气剂、膨胀剂、防冻齐U、着色剂中的一种或多种的组合。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:(I)本专利技术提供的一种混凝土抗裂修复剂，包括氧化钙20 40%、微硅粉15 50%、膨润土 10 20%、磷酸氢钙5 15%、碳酸锂I 5%、表面改性剂I 5%、纤维0.1 2%。如图1和图2所示，普通混凝土中主要含有水泥颗粒1、粗骨料2、细骨料3，微细裂缝5的尺寸较大，微观缺陷6较多。而本专利技术提供的掺入混凝土抗裂修复剂的混凝土中，水泥颗粒I中未水化水泥颗粒11所占的比例要低于普通混凝土，水化水泥颗粒12比例较大，微细裂缝5的尺寸小于普通混凝土。这是因为所述混凝土抗裂修复剂中，纤维4在混凝土中均匀乱向分布(如图2所示)，可以使得不同尺度的细微缺陷和裂缝中的结构应力趋于分散，从而抑制微细裂缝5的产生；所述微硅粉具备“滚珠效应”，可改善材料的和易性和整体性，有效抑制施工时裂缝的产生，降低开裂风险；修复剂中的碳酸锂则可以调节凝胶材料的水化进程，缩短凝胶材料的凝结时间，降低后期水化放热的速率和放热量，进一步抑制施工时裂纹的产生，具有高抗渗性能。此外，混凝土中一般含有25%左右的未水化胶凝材料，修复剂中的氧化钙和磷酸氢钙则可以提高这些未水化凝胶材料的反应活性，在一定条件下，这些未水化的凝胶材料与氧化钙以及水发生物理化学反应，形成凝胶材料水化物，实现对裂缝的自修复。同时由于本专利技术中添加的所述微硅粉为轻质多孔材料，可以有效增强凝胶材料的反应活性。这样就使得所述修复剂具有优异的抗渗、裂缝自修复功能，在混凝土中应用时掺杂量仅需为胶凝材料质量的I 2%，掺杂量小，制备得到的混凝土强度较高，还有效降低了制备过程所需的能耗。且本专利技术中所述的修复剂原料简单易得、制造工艺简单，具有良好的经济价值。本专利技术所述的混凝土抗裂修复剂，优选所述氧化钙的来源为钙质生石灰，向所述混凝土抗裂修复剂中添加氧化钙与氧化镁总本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混凝土抗裂修复剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：氧化钙，20?40份；微硅粉，15?50份；膨润土，10?20份；磷酸氢钙，5?15份；碳酸锂，1?5份；表面改性剂，1?5份；纤维，0.1?2份。

【技术特征摘要】
1.一种混凝土抗裂修复剂，其特征在于，包括如下重量份的组分: 氧化钙，20-40份； 微娃粉，15-50份； 膨润土，10-20份； 磷酸氢钙，5-15份； 碳酸锂，1-5份； 表面改性剂，1-5份； 纤维，0.1-2份。2.根据权利要求1所述的混凝土抗裂修复剂，其特征在于，所述微硅粉的比表面积为400-16000m2/kg,粒径为0.5-60 μ m, 二氧化硅含量大于50%。3.根据权利要求1或2所述的混凝土抗裂修复剂，其特征在于，所述氧化钙为钙质生石灰，所述钙质生石灰中氧化钙与氧化镁总含量大于90%。4.根据权利要求1-3任一所述的混凝土抗裂修复剂，其特征在于，所述膨润土为钠基膨润土 ；所述钠基膨润土的吸蓝量大于或等于35g/100g，含水量小于或等于10%。5.根据权利要求1-4任一所述的混凝土抗裂修复剂，其特征在于，所述磷酸氢钙为食品级或饲料级。6.根据权利要求1-5任一所述的混凝土抗裂修复剂，其特征在于，所述表面改性剂为聚萘甲醛磺酸钠盐。7.根据权利要求1-6任一所述的混凝土抗裂修复剂，其特征在于，所述纤维由尺度为I IOmm的纤维和10 19mm的纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明远，刘会峰，李成波，
申请(专利权)人：北京中防元大建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：