一种泡沫纤维自修复混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种泡沫纤维自修复混凝土及其制备方法，所述泡沫纤维自修复混凝土包括混凝土构件，所述混凝土构件所使用的混凝土为泡沫混凝土，所述混凝土构件内分布有硅酸钠修复剂、渗透结晶材料和聚乙烯醇纤维。所述制备方法包括：制备硅酸钠修复剂，配制混凝土浆料，计量发泡，混合搅拌，浇筑养护。本发明专利技术通过硅酸钠自修复剂和渗透结晶材料复合使用，优化当前的修复剂材料，提高修复剂的自修复效果；通过加入聚乙烯醇纤维和复合型自修复剂，针对性解决泡沫混凝土的抗拉、抗折、抗压强度低和易开裂的问题，从而提高混凝土的结构的安全性、耐久性和经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫纤维自修复混凝土及其制备方法
本专利技术涉及混凝土材料
，特别涉及一种泡沫纤维自修复混凝土及其制备方法。
技术介绍
泡沫混凝土是一种将泡沫加入到水泥浆料中形成的多孔的混凝土(程顺义.纤维泡沫混凝土的研究现状[A].中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品分会、中国硅酸盐学会房屋建筑材料分会.第九届全国纤维水泥制品学术、标准、技术信息经验交流会暨中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品分会纤维水泥制品专业委员会三届一次会议、中国硅酸盐学会房屋建筑材料分会建筑结构与轻质板材专业委员会三届一次会议论文资料汇编[C].中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品分会、中国硅酸盐学会房屋建筑材料分会:中国硅酸盐学会,2014:3.)。泡沫混凝土由于其多孔特质，具有轻质、保温隔热性能好、易于成型等诸多优点，是建筑物中优良的隔板材料。但与此同时，较高的孔隙率和粗骨料的缺少导致其干缩值较大和抗压、抗拉、抗折强度较低。实验结果表明泡沫混凝土的干缩值大约是普通混凝土的10倍，28d抗压强度一般为0.8-5MPa，远低于普通混凝土(潘晓冰,李静.泡沫混凝土的特性和应用及未来发展趋势[J].混凝土与水泥制品,2020(06):98-102.)。混凝土在外界荷载、温度、湿度等环境因素的影响下会产生微裂纹(潘志华等.现浇泡沫混凝土常见质量问题分析及对策[J].新型建筑材料,2004,(1):4-7.)，而泡沫混凝土因缺少粗骨料而干燥收缩量大，较普通混凝土更易产生裂缝。在养护阶段，泡沫混凝土的低热传导性能又导致其水化热难以及时散失，冷却过程中内部易产生温度应力与裂缝；硬化后，泡沫混凝土因为强度较低，相比普通的混凝土结构在受到同等外力冲击后易出现变形甚至出现裂缝。这些裂缝不利于其承载能力、耐久性、抗渗能力等工作性能，使混凝土结构寿命缩短，甚至引发事故(谢昌顺,罗素蓉.自修复智能混凝土的研究进展[J].福州大学学报(自然科学版),2005,(33):147-150.)。研究者们通过物理或化学原理探索实现混凝土的自修复功能。匡亚川等人在混凝土中埋入形状记忆合金丝，发现当混凝土结构的裂缝宽度超过预设值，形状记忆合金丝能使梁裂缝渐渐减小甚至闭合，说明形状记忆合金丝对裂缝进行自修复。但形状记忆合金价格昂贵，少则六百元，多则上千元，推广成本大。全世海等人预埋充满修复剂的玻璃管，发现当混凝土开裂时，玻璃管破裂释放修复剂从而达到混凝土自修复的效果。研究者们还测试了不同用材综合改性的环氧树脂修复剂的修复效果。但预置玻璃管的位置，容器的材料和厚度都需要进一步的研究。匡亚川等人研究了渗透结晶材料对混凝土性能的影响，发现渗透结晶材料有较强的自修复能力，抗压强度的恢复率能达到91％。但渗透结晶材料只能完全恢复裂缝宽度小于0.4mm裂缝，较大的裂缝修复效果不佳。江沈阳等人采用了一种掺有硅酸钠修复剂的自修复混凝土，运用DuraCrete方法对含有不同掺量修复剂的混凝土自修复后的寿命进行预测，最后分析得知修复剂与胶凝材料的体积比为4％是最佳的修复剂掺量。由于硅酸钠修复剂是通过混凝土开裂，容器随之开裂，修复剂流出来实现自修复功能，会存在开裂强度过低，容器无法开裂的问题。因此，优化自修复材料，提高自修复效果，解决抗拉抗压强度低和干缩大等问题成为泡沫混凝土推广应用的重中之重。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于提供一种泡沫纤维自修复混凝土，优化自修复材料，提高自修复效果，解决泡沫混凝土中抗拉抗折强度低、干缩大和易开裂等问题，提高泡沫混凝土的安全性和耐久性。本专利技术至少通过如下技术方案之一实现。一种泡沫纤维自修复混凝土，包括混凝土构件，所述混凝土构件内分布有硅酸钠修复剂、渗透结晶材料和聚乙烯醇纤维。优选的，所述混凝土构件所使用的混凝土为泡沫混凝土；所述泡沫混凝土包括以下重量份数的原料：水泥用量860-870份，水用量385-390份；发泡剂体积掺量相对于试件体积为1.0％-1.05％，聚乙烯醇纤维用量相对于试件体积为1.0kg/m3-1.1kg/m3；减水剂用量为水泥用量的0.2％-0.5％，保水剂用量为水泥用量的0.05％-0.051％，促凝剂用量为水泥用量的1％-2％，硅酸钠修复剂体积掺量相对于水泥体积为3.6％-4.1％，渗透结晶材料用量为水泥用量的4.0％-6.0％。优选的，所述硅酸钠修复剂为复合结构，包括无水硅酸钠颗粒和环氧树脂，所述无水硅酸钠颗粒包裹在所述环氧树脂中。优选的，所述渗透结晶材料为活性硅渗透结晶母料，外观为灰色粉末，密度为2000～2100kg/m3。优选的，所述聚乙烯醇纤维为弹性模量>35MPa，抗拉强度>440MPa，长度为6.0-6.5mm。一种泡沫纤维自修复混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1、制备硅酸钠修复剂；S2、配制混凝土浆料：先量取水泥、聚乙烯醇纤维和所述渗透结晶材料放入搅拌桶中，搅拌均匀后再投入2/3的用水量和减水剂搅拌，浆料搅匀后加入剩余水量、减水剂、保水剂和促凝剂继续搅拌，料浆充分搅匀后，投入硅酸钠修复剂搅拌至均匀；S3、计量发泡：将动物蛋白发泡剂稀释40-50倍，放入发泡机中制作泡沫；S4、混合搅拌：将泡沫加入混合搅拌机中搅拌，搅拌时间为60s-65s；S5、浇筑混凝土，并养护成型。优选的，所述制备硅酸钠修复剂，具体步骤如下：步骤1.1、将胶带浸入环氧树脂中，让环氧树脂附在胶带的一面上；步骤1.2、在胶带附有环氧树脂的一面均匀撒上无水硅酸钠，为使更多硅酸钠被包裹在环氧树脂中，无水硅酸钠在撒入时应将胶带完全覆盖；步骤1.3、将胶带布满无水硅酸钠的一侧再次浸入环氧树脂中，让环氧树脂将无水硅酸钠包裹在内；步骤1.4、在环氧树脂的表面撒上细砂；步骤1.5、将胶带置于烘箱中，在65-70摄氏度下烘烤300min-305min，直至环氧树脂呈干脆状态；步骤1.6、撕开胶带，将所得的固体破碎成片状，所得即为硅酸钠修复剂。优选的，所述配制混凝土浆料，具体为：水泥用量860-870份，水用量385-390份；发泡剂体积掺量相对于试件体积为1.0％-1.05％，聚乙烯醇纤维用量相对于试件体积为1.0kg/m3-1.1kg/m3；减水剂用量为水泥用量的0.2％-0.5％，保水剂用量为水泥用量的0.05％-0.051％，促凝剂用量为水泥用量的1％-2％，渗透结晶材料用量为水泥用量的4.0％-6.0％，硅酸钠修复剂体积掺量相对于水泥体积为3.6％-4.1％。优选的，所述促凝剂为无水氯化钙，其中氯化钙含量≥96％；所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，减水倍数为37％-37.5％。优选的，所述保水剂为羟基甲基纤维素，甲氧基含量为25％-33％；所述发泡剂为动物蛋白发泡剂，密度为1100kg/m3-1105kg/m3。上述的一种泡沫纤维自修复混凝土，通过添加聚乙烯醇纤维解决泡沫混凝土抗拉、抗折强度低的问题，降低泡沫混凝土的干缩值；通过添加硅酸钠修复剂，提高泡沫混凝土的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泡沫纤维自修复混凝土，其特征在于：包括混凝土构件(1)，所述混凝土构件(1)内分布有硅酸钠修复剂(3)、渗透结晶材料(4)和聚乙烯醇纤维(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种泡沫纤维自修复混凝土，其特征在于：包括混凝土构件(1)，所述混凝土构件(1)内分布有硅酸钠修复剂(3)、渗透结晶材料(4)和聚乙烯醇纤维(5)。


2.根据权利要求1所述的一种泡沫纤维自修复混凝土，其特征在于：所述混凝土构件(1)所使用的混凝土为泡沫混凝土(2)；所述泡沫混凝土(2)包括以下重量份数的原料：水泥用量860-870份，水用量385-390份；发泡剂体积掺量相对于试件体积为1.0％-1.05％，聚乙烯醇纤维(5)用量相对于试件体积为1.0kg/m3-1.1kg/m3；减水剂用量为水泥用量的0.2％-0.5％，保水剂用量为水泥用量的0.05％-0.051％，促凝剂用量为水泥用量的1％-2％，硅酸钠修复剂(3)体积掺量相对于水泥体积为3.6％-4.1％，渗透结晶材料(4)用量为水泥用量的4.0％-6.0％。


3.根据权利要求2所述的一种泡沫纤维自修复混凝土，其特征在于：所述硅酸钠修复剂(3)为复合结构，包括无水硅酸钠颗粒(7)和环氧树脂(8)，所述无水硅酸钠颗粒(7)包裹在所述环氧树脂(8)中。


4.根据权利要求3所述的一种泡沫纤维自修复混凝土，其特征在于：所述渗透结晶材料(4)为活性硅渗透结晶母料，外观为灰色粉末，密度为2000～2100kg/m3。


5.根据权利要求4所述的一种泡沫纤维自修复混凝土，其特征在于：所述聚乙烯醇纤维(5)为弹性模量>35MPa，抗拉强度>440MPa，长度为6.0-6.5mm。


6.如权利要求5所述的一种泡沫纤维自修复混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备硅酸钠修复剂(3)；
S2、配制混凝土浆料：先量取水泥、聚乙烯醇纤维(5)和所述渗透结晶材料(4)放入搅拌桶中，搅拌均匀后再投入2/3的用水量和减水剂搅拌，浆料搅匀后加入剩余水量、减水剂、保水剂和促凝剂继续搅拌，料浆充分搅匀后，投入硅酸钠修复剂(3)搅拌至均匀；
S3、计量发泡：将动物蛋白发泡剂(6)稀...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，伍怡璇，黄子锐，彭禧，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44