一种建筑地下结构高延性自修复混凝土制造技术

本发明专利技术公开了一种建筑地下结构高延性自修复混凝土，由水泥、复合矿物掺合料、河砂、级配碎石、高效减水剂、中空增韧纤维、功能型添加剂和水均匀拌和而成，其中功能型添加剂包括保坍剂、成膜剂、自修复剂和纳米增强剂。该混凝土中，各助剂在混凝土中均匀分散协同作用，可以调整混凝土的工作性、强度和渗透性，从根本上减少裂缝的产生，并及时对产生的裂缝进行自我修复，保证混凝土内部结构的均匀致密，且该混凝土无需再在表层施工防水层，便能达到无收缩，抗腐蚀，防老化的目的，在保证建筑物结构安全的同时，减少了施工工序。

A kind of high ductility self repairing concrete for building underground structure

The invention discloses a high ductility self repairing concrete for building underground structure, which is composed of cement, composite mineral admixture, river sand, graded gravel, superplasticizer, hollow toughening fiber, functional additive and water evenly mixed, wherein the functional additive includes slump retaining agent, film forming agent, self repairing agent and nano reinforcing agent. In the concrete, all auxiliaries are uniformly distributed and cooperated in the concrete, which can adjust the workability, strength and permeability of the concrete, fundamentally reduce the generation of cracks, and timely repair the generated cracks to ensure the uniform and dense internal structure of the concrete, and the concrete can achieve non shrinkage, anti-corrosion and anti-aging without the need of waterproof layer construction on the surface layer In order to ensure the safety of the building structure, the construction process is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种建筑地下结构高延性自修复混凝土
本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种建筑地下结构高延性自修复混凝土。
技术介绍
随着我国建筑技术的快速发展，高层建筑成为建筑的重要类型。在高层建筑中，地下结构是建筑的基础，是重要的组成部分，其抗渗性和耐久性直接影响着建筑的整体质量和使用寿命。在建筑地下结构中，混凝土的性能和质量尤为重要。尽管在选材、结构设计、施工和维护技术等方面采取措施，由于混凝土收缩、腐蚀、老化等原因，混凝土结构开裂、渗漏导致失稳的等问题仍然普遍存在，导致建筑地下结构无法正常使用，甚至危及整个高层建筑的安全。为避免混凝土材料因自身的质量而引发事故问题，需全面提升混凝土的品质，优化混凝土的性能。通常利用在混凝土中掺入短切纤维的方法来提高混凝土的韧性和抗裂性，纤维在一定程度上减少了混凝土裂缝的产生，但是单一纤维的掺入不能使混凝土内部已经产生的裂缝愈合。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种建筑地下结构高延性自修复混凝土及其制备方法，该混凝土中各助剂均匀分散协同作用，可以从根本上减少裂缝的产生，并及时对产生的裂缝进行自我修复，有效提高混凝土的延性和抗开裂性，增加混凝土的强度和耐久性。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种建筑地下结构高延性自修复混凝土，按照单方用量计，该高延性自修复混凝土中各原料及其用量为：水泥180～260kg/m3、复合矿物掺合料120～200kg/m3、河砂750～900kg/m3、级配碎石960～1100kg/m3、高效减水剂4～8kg/m3、中空增韧纤维2～7kg/m3、功能型添加剂4～10kg/m3，水胶比控制范围0.33～0.40。上述方案中，以重量百分比计，所述功能型添加剂组分为：保坍剂8～18％、成膜剂5～10％、自修复剂32～42％、纳米增强剂40～50％。上述方案中，所述的保坍剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠和硼酸中的一种；所述的成膜剂为甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚和羟丙基甲基纤维素醚中的一种。上述方案中，所述的自修复剂为乙二胺四乙酸二钠和乙二胺四乙酸二钾中的一种；所述的纳米增强剂为平均粒径不大于60nm的活性纳米二氧化硅。上述方案中，所述中空增韧纤维为中空聚丙烯纤维和中空聚乙烯醇纤维中的一种。上述方案中，所述复合矿物掺合料为比表面积不低于450m2/kg矿渣微粉、粉煤灰、偏高岭土和沸石粉中的两种或两种以上按任意比例混合而成。上述方案中，所述高效减水剂为聚羧酸系高效减水剂。上述方案中，所述水泥为普通硅酸盐水泥。上述方案中，所述河砂为中粗河砂；所述级配碎石为5-31.5mm连续级配碎石。一种上述建筑地下结构高延性自修复混凝土的制备方法，包括如下步骤：(1)按照配合比依次将级配碎石、河砂、水泥和复合矿物掺合料加入搅拌机中，干拌1～2min，混合均匀；(2)向步骤(1)的混合料中加入水和高效减水剂，搅拌1～2min；(3)向步骤(2)的混合料中加入功能型添加剂和中空增韧纤维，继续搅拌2～3min后，即可进行浇筑施工。本专利技术的原理为：1)将中空增韧纤维加入到建筑地下结构混凝土中，增加了混凝土的韧性和延性，并且通过中空增韧纤维的应力分散作用，提高了混凝土的抗裂性能，阻碍了混凝土内部裂纹的扩展；采用的增韧纤维是中空纤维，在密实的混凝土内部充分提供了水分的扩散通道，提高水泥的水化程度，再辅以纳米增强剂的增强作用，改善了混凝土的力学性能。2)通过引入自修复剂，在混凝土内部微裂纹产生时，自修复剂可络合混凝土中的游离钙，在混凝土内部迁移和渗透，从而与硅酸盐发生离子交换反应，生成硅酸盐矿物，填充在微裂缝中，提高了混凝土的密实度，从而提高混凝土的抗渗性。3)通过高掺量的矿物掺合料，提供了大量的无定形活性二氧化硅和三氧化二铝，与水泥水化的氢氧化钙发生二次水化反应，提高了混凝土的强度和耐久性；再通过成膜剂的作用，在早期防止混凝土内部水分快速蒸发，在后期阻止外部含有腐蚀离子的水分向混凝土内部扩散，从而进一步提高了混凝土的强度和耐久性。4)采用高效减水剂并用保坍剂配合，两种高分散性的表面活性剂使混凝土浆体内部均匀，硬化后混凝土均匀致密，从而使混凝土的性能得到改善。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术通过中空增韧纤维的应力分散和自修复剂的结晶渗透双重作用，显著减少混凝土内部的微裂缝，辅以成膜剂的增稠防渗作用，使建筑地下结构混凝土具有高抗裂、高延性、高抗渗性等特点；在混凝土中加入纳米增强剂，使用大掺量矿物掺合料，有效提高了地下服役环境的混凝土强度和耐久性。2.本专利技术提供的建筑地下结构高延性自修复混凝土中，各助剂在混凝土中均匀分散协同作用，可以调整混凝土的工作性、强度和渗透性，从根本上减少裂缝的产生，并及时对产生的裂缝进行自我修复，保证混凝土内部结构的均匀致密，且该混凝土无需再在表层施工防水层，便能达到无收缩，抗腐蚀，防老化的目的，在保证建筑物结构安全的同时，减少了施工工序。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。以下实施例中如无具体说明，采用的试剂为市售工业产品或化学试剂。以下实施例中，使用的原料为：水泥为湖北亚东水泥有限公司P﹒O42.5普通硅酸盐水泥；复合矿物掺合料为比表面积不低于450m2/kg矿渣微粉、粉煤灰、偏高岭土和沸石粉中的两种或两种以上按任意比例混合而成；河砂为洞庭湖中粗砂，细度模数2.8，表观密度2670kg/m3，含泥量1.9％；级配碎石为5～31.5mm连续级配玄武岩碎石，压碎值8.6％，针片状含量4.9％，表观密度2705kg/m3；高效减水剂为花王聚羧酸系高效减水剂，固含量26％，减水率25％；中空增韧纤维为武汉天汇纤维材料有限公司提供的中空聚丙烯纤维；功能型添加剂组分包括：保坍剂、成膜剂、自修复剂、纳米增强剂。其中，所述的保坍剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠和硼酸中的一种；所述的成膜剂为甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚和羟丙基甲基纤维素醚中的一种；所述的自修复剂为乙二胺四乙酸二钠和乙二胺四乙酸二钾中的一种；所述的纳米增强剂为平均粒径不大于60nm的活性纳米二氧化硅。建筑地下结构高延性自修复混凝土的制备方法包括如下步骤：按照配合比依次将级配碎石、河砂、水泥和复合矿物掺合料加入搅拌机中，干拌1～2min，混合均匀；然后加入水和高效减水剂，搅拌1～2min；接着加入功能型添加剂和中空增韧纤维，继续搅拌2～3min后，即可进行浇筑施工。实施例1一种建筑地下结构高延性自修复混凝土配合比见表1。表1实施例1建筑地下结构高延性自修复混凝土配合比(kg/m3)其中，复合掺合料为包括：矿渣微粉90kg，偏高岭土40kg；功能型外加剂为：葡萄糖酸钠0.72kg，甲基纤维素醚0.32kg，乙二胺四乙酸二钠1.36kg，活性纳米二氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建筑地下结构高延性自修复混凝土，其特征在于，按照单方用量计，各原料及其用量为：水泥180～260kg/m

【技术特征摘要】
1.一种建筑地下结构高延性自修复混凝土，其特征在于，按照单方用量计，各原料及其用量为：水泥180～260kg/m3、复合矿物掺合料120～200kg/m3、河砂750～900kg/m3、级配碎石960～1100kg/m3、高效减水剂4～8kg/m3、中空增韧纤维2～7kg/m3、功能型添加剂4～10kg/m3，水胶比控制范围0.33～0.40。


2.根据权利要求1所述的建筑地下结构高延性自修复混凝土，其特征在于，以重量百分比计，所述功能型添加剂组分为：保坍剂8～18％、成膜剂5～10％、自修复剂32～42％、纳米增强剂40～50％。


3.根据权利要求2所述的建筑地下结构高延性自修复混凝土，其特征在于，所述的自修复剂为乙二胺四乙酸二钠和乙二胺四乙酸二钾中的一种；所述的纳米增强剂为平均粒径不大于60nm的活性纳米二氧化硅。


4.根据权利要求2所述的建筑地下结构高延性自修复混凝土，其特征在于，所述保坍剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠和硼酸中的一种；所述的成膜剂为甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚和羟丙基甲基纤维素醚中的一种。


5.根据权利要求1所述的建筑地下结构高延性自修复混凝土，其特征在于，所述中空...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，甘艳生，廖红玉，余谷生，陈报红，刘明周，
申请(专利权)人：中国一冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42