一种保水硅凝胶内养护混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种保水硅凝胶内养护混凝土，其特征在于：按重量份数计，包括下列组分：水泥800～1000份，石英砂800～1100份，碎石1800～2200份，水200～300份，减水剂3～4份和硅凝胶8～40份。本发明专利技术一种保水硅凝胶内养护混凝土具有孔隙率低，孔径小，微裂缝少，抗渗等级高，抗冻融性能好且无污染的优点；而且，本发明专利技术生产工艺简单，适合生产应用。

【技术实现步骤摘要】
一种保水硅凝胶内养护混凝土及其制备方法
本专利技术涉及混凝土外加剂
，特别是涉及一种保水硅凝胶内养护混凝土及其制备方法。
技术介绍
混凝土在建筑领域的应用越来越广泛，因此有一个很严重的问题，就是当水灰比较低时由于水化作用会导致其发生收缩开裂。而混凝土内养护是缓解其收缩开裂的有效办法，混凝土的内养护也就是将保水的轻集料或者高吸水性物质作为内养护材料掺入到混凝土中，随着水泥等胶凝材料的水化反应的进行，混凝土中自由水的减少促使湿度差的产生，以及毛细管张力的增加，导致内养护材料中的水分被释放出来，平衡了混凝土内部的湿度，为胶凝材料水化反应的继续进行提供水分，避免引起自收缩开裂。硅凝胶，是一种多孔无机保水材料，粒径小，吸水率是自身质量的5～6倍，在水溶液中具有良好的分散性，在混凝土搅拌过程中可以均匀分散在混凝土内部。硅凝胶释水之后，由本身的凝胶状态，变为白色粉末状，我们将它称之为SiO2多孔材料，其有一定的疏水性，可以有效提高混凝土的耐久性。目前，已有的混凝土内养护技术均会对混凝土的强度造成影响，满足内养护需要的同时，也要承受强度上带来的损失。因此，本专利技术人将保水的硅凝胶作为内养护材料制作混凝土，可以理想的解决低水灰比混凝土的收缩开裂问题，同时满足强度要求，提高耐久性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种保水硅凝胶内养护混凝土及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，使内养护混凝土具有孔隙率低，孔径小，微裂缝少，抗渗等级高，抗冻融性能好且无污染的优点。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种保水硅凝胶内养护混凝土，其特征在于：按重量份数计，包括下列组分：水泥800～1000份，石英砂800～1100份，碎石1800～2200份，水200～300份，减水剂3～4份和硅凝胶8～40份。优选的，所述硅凝胶按重量份数计，包括以下组分：硅溶胶80～300份，甲基三乙氧基硅烷240～860份，氨水20～80份和表面活性剂5～20份。优选的，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。优选的，所述硅溶胶的pH值为2～4，质量浓度为30％～40％；所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。本专利技术还提供一种保水硅凝胶内养护混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：首先准确称量权利要求1所述的原料配比，将硅凝胶进行粉碎，然后掺入水泥、石英砂、碎石、水以及减水剂，进行搅拌，养护至龄期，即得到保水硅凝胶内养护混凝土。优选的，所述硅凝胶粉碎的粒径为3～20μm，所述石英砂的粒径为0.15mm～2.36mm，细度模数为2.89，所述碎石的粒径为5～25mm；所述搅拌速度为40～50r/min，搅拌时间为3～5min。优选的，所述硅凝胶的制备过程为：(1)、将蒸馏水加入到烧杯中，然后加入表面活性剂，置于水浴中搅拌至溶解；(2)、向步骤(1)制得的溶液中加入硅溶胶和甲基三乙氧基硅烷，进行搅拌，然后加入氨水，搅拌至变成乳白色液体后，密封，进行老化。优选的，步骤(1)中，所述水浴温度为50℃。优选的，步骤(2)中，所述搅拌时间为30min，搅拌速度为280～320r/min；所述氨水由体积比为1:20～30的纯氨水和水配制而成。优选的，步骤(2)中，所述老化过程为在50℃烘箱中放置24h。本专利技术公开了以下技术效果：1.本专利技术制备的低水灰比的内养护混凝土，相对于配合比相同的普通混凝土，其强度提高10％～20％；体积收缩率比普通混凝土减小1倍，抗裂性能是相同水灰比混凝土的1.5～2倍。2.本专利技术制备的混凝土，与普通混凝土相比，经过100次冻融之后强度损失降低了8％，质量损失降低了30％；并由于硅凝胶干燥之后的疏水性，使混凝土的抗渗能力得到明显提高。3.本专利技术制备的混凝土浇筑之后，减少了对于混凝土的养护次数，甚至无需养护，与主体工程寿命相同。4.本专利技术所使用的材料均为不燃材料，防火等级为A；所制备的混凝土对环境无污染，孔隙率低，孔径小，且具有很好的抗渗、抗冻融性能。5.本专利技术生产工艺简单，适合生产应用。附图说明图1为实施例1硅凝胶扫描电镜图；图2为实施例1硅凝胶接触角测定图；图3为实施例2标准养护后混凝土3000倍扫描电镜图；图4为实施例2标准养护后混凝土4000倍扫描电镜图；图5为对比例1标准养护后混凝土400倍扫描电镜图；图6为对比例1标准养护后混凝土5000倍扫描电镜图。具体实施方式下面将结合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。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。在本专利技术实施例1-3中，所述水泥没有特殊限定，可包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥，优选为硅酸盐水泥；所述表面活性剂为使甲基三乙氧基硅烷和硅溶胶充分接触的任何试剂，优选为十六烷基三甲基溴化铵。在本专利技术实施例1-3的步骤(2)中，还可加入其它材料，如粉煤灰、硅灰、矿粉、骨料(如EPS颗粒、玻化微珠)和外加剂(如早强剂、缓凝剂)中的一种或多种材料，但不限于上述材料。实施例1(1)硅凝胶的制备取容量为2000mL的烧杯，加入1000mL的蒸馏水或去离子水，然后加入10g十六烷基三甲基溴化铵，置于50℃水浴中充分搅拌至完全溶解；然后再加入160mL硅溶胶和480mL甲基三乙氧基硅烷，充分搅拌30min，搅拌速度为280r/min，当溶液呈现淡蓝色后，保持搅拌速度不变，缓慢加入40mL氨水，使溶液变成乳白色，氨水由体积比为1:25的纯氨水和水配制而成；最后密封，在50℃的烘箱中放置24h；其中，硅溶胶的pH值为2，质量浓度为30％；(2)保水硅凝胶内养护混凝土的制备将步骤(1)老化后的硅凝胶用小型球磨机进行粉碎，粒径为3μm，然后与水泥一起加入到胶砂搅拌机中搅拌均匀，然后倒入搅拌锅中，并加入石英砂和碎石，石英砂的粒径为0.15mm，细度模数为2.89，碎石的粒径为5mm；再将聚羧酸高性能减水剂撒入，搅拌1min，加入水，在搅拌速度为40r/min下，再搅拌3分钟，然后倒入试模中，使用振捣器振捣，排出气泡，养护至龄期，即制得保水硅凝胶内养护混凝土；其中，硅凝胶的用量为水泥质量的2％，水泥、碎石和石英砂的质量比为1:1.06:0.8，水灰比W/C＝0.3，聚羧酸高性能减水剂的掺入量为凝胶材料的0.7％，进一步的，聚羧酸高性能减水剂的掺入量为水泥质量的0.7％。本专利技术实施例1所说的凝胶材料不限于上述的水泥，还可加入粉煤灰、硅灰和矿粉中的一种或几种混合，聚羧酸高性能减水剂的掺入量按照所加凝胶材料的总质量计。将本专利技术实施例1制备的干燥后的硅凝胶进行电镜扫描和接触角测试，电镜扫描结果如图1所示，结果显示：硅凝胶(SiO2多孔材料)的微观粒径较小，经球磨机粉碎后，每个颗粒粒径完全可以达到20μm以下，且在图1中可以看见颗粒骨架之间空隙较大，说明硅凝胶含水率较高。接触角测试结果如图2所示，结果显示：硅凝胶释水后表现出憎水性。实施例2(1)硅凝胶的制备取容量为2000mL的烧杯，加入1000mL的蒸馏水或去离子水，然后加入10g十六烷基三甲基溴化铵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保水硅凝胶内养护混凝土，其特征在于：按重量份数计，包括下列组分：水泥800～1000份，石英砂800～1100份，碎石1800～2200份，水200～300份，减水剂3～4份和硅凝胶8～40份。

【技术特征摘要】
1.一种保水硅凝胶内养护混凝土，其特征在于：按重量份数计，包括下列组分：水泥800～1000份，石英砂800～1100份，碎石1800～2200份，水200～300份，减水剂3～4份和硅凝胶8～40份。2.根据权利要求1所述的保水硅凝胶内养护混凝土，其特征在于：所述硅凝胶按重量份数计，包括以下组分：硅溶胶80～300份，甲基三乙氧基硅烷240～860份，氨水20～80份和表面活性剂5～20份。3.根据权利要求1所述的保水硅凝胶内养护混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。4.根据权利要求2所述的保水硅凝胶内养护混凝土，其特征在于：所述硅溶胶的pH值为2～4，质量浓度为30％～40％；所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。5.一种如权利要求1～4任一项所述的保水硅凝胶内养护混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：首先准确称量权利要求1所述的原料配比，将硅凝胶进行粉碎，然后掺入水泥、石英砂、碎石、水以及减水剂，进行搅拌，养护至龄期，即得到保水硅凝胶内养护混凝土。6.根据权利要求5所述的保水硅凝胶内养护混凝土的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪凯，王猛，陈健，石亨业，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22