一种抗裂防水混凝土及其制备方法技术

本申请涉及建筑材料领域，具体公开了一种抗裂防水混凝土及其制备方法。一种抗裂防水混凝土，包括以下重量份的原料：200

【技术实现步骤摘要】
一种抗裂防水混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及建筑材料
，更具体地说，它涉及一种抗裂防水混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土是一种建筑材料，随着社会发展，混凝土的使用量越来越大，应用领域也越来越广，为满足各种不同应用场景的性能需求，混凝土的种类也越来越多，其中抗渗抗裂混凝土就常用于需要防水、阻水的场合中。
[0003]用于拌制混凝土的原材料是导致混凝土结构开裂的一个最重要因素，通常表现为水泥的水化热过高、安定性不良、砂石骨料的级配不良、骨料的自身强度较低、骨料的含泥量超标以及骨料或者拌和用水中存在有害离子等。同时，混凝土拌和物的沉降泌水、干燥收缩、水化收缩以及自收缩同样会导致混凝土结构因体积变化而产生裂缝。为大幅度提升混凝土的抗裂性和抗渗性，通常会在混凝土中加入膨胀剂，膨胀剂在混凝土中，拌水后生成大量膨胀性结晶水化物，使其产生适度的膨胀，在钢筋和邻位的约束下，产生的膨胀能转为压应力，可以抵消混凝土在硬化中的收缩拉应力，进而减少了裂缝；但膨胀剂必须在饱水的条件下进行，一旦周围环境水分不足，膨胀剂不仅不会起到膨胀抗裂作用，并且由于膨胀剂水化还要争夺原本不多的水分，混凝土内部产生毛细管力，导致混凝土收缩，形成裂纹；另一个提高混凝土抗裂性的方法是掺入传统纤维，如碳纤维、有机质纤维和钢纤维等，但纤维在混凝土中易导致混凝土坍落度损失大、拓展度小，工作性差，不利于长距离运输和泵送施工。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人发现目前的膨胀剂防裂和纤维防裂均存在一定的不足，对于混凝土的抗裂性改善效果有待提升。

技术实现思路

[0005]为了提升混凝土的抗裂性和防水性，本申请提供一种抗裂防水混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种抗裂防水混凝土，采用如下的技术方案：一种抗裂防水混凝土，包括以下重量份的原料：200
‑
300份水泥、40
‑
55份粉煤灰、60
‑
70份矿粉、640
‑
660份砂子、700
‑
750份碎石、6
‑
10份膨胀剂、5
‑
9份防水剂、6
‑
10份高效减水剂、8
‑
16份抗裂剂、120
‑
135份水；所述抗裂剂质量比为1:0.3
‑
0.5的改性聚丙烯纤维和活性粉末。
[0007]通过采用上述技术方案，使用粉煤灰、矿粉、防水剂、膨胀剂等组分制备抗渗混凝土，粉煤灰和矿粉均具有较好的活性，能与水泥发生水化作用，生成具有水硬性的胶凝材料，从而提高混凝土的韧性，增强混凝土的抗拉强度，从而提高抗渗和抗裂性能；而且矿粉能降低混凝土的水化热，延缓水化峰值的出现，降低混凝土内部的温度梯度，减少混凝土的温度应力，同时提高混凝土的密实度，预防混凝土裂缝的产生；防水剂能改善混凝土的防水
抗裂性，能增加混凝土的结构密实度，防止自由水和结合水在混凝土内部的分解、移动、蒸发，从而有效防止脆性裂纹的产；高效减水剂，改善了混凝土施工性能，提高了耐久性，起到了润滑油的作用，便于混凝土泵送施工，消除了传统纤维混凝土只适用于现场搅拌，无法泵送的不足；使用改性聚丙烯纤维和活性粉末作为抗裂剂，其中改性聚丙烯纤维遇水搅拌后呈单层网状或单丝乱向均匀分布，填充在骨料与骨料之间的缝隙中，可以握裹粘结水泥和集料，抑制混凝土的开裂，对裂缝发生和发展起到约束作用，提高韧性，防止和控制裂缝的出现，以起到增强混凝土的作用，从而提高混凝土的抗裂性能，活性粉末可以填充较粗的胶凝材料颗粒之间的空隙，改善拌合物的流动性，减少用水量，有足够的活性，反应后有效提高混凝土强度，活性粉体能有效缓解凝胶物水化过程的热量释放过快，降低温度裂缝产生的风险，解决气泡生成以及减水剂造成的水泥颗粒不易充分水化的问题，同时，活性粉体能通过界面效应提高胶凝无与骨料界面胶合能力，有利于改善混凝土的和易性，增强混凝土内部致密程度，减少后期整体微裂缝，提高抗渗性。
[0008]可选的，所述改性聚丙烯纤维包括以下重量份的原料：4
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6份聚丙烯、1
‑
1.25份纳米二氧化钛、2
‑
2.5份碳化硼、0.3
‑
0.5份聚乙烯醇。
[0009]通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛和碳化硼作为增强剂，纳米二氧化钛在水化反应初期阶段，能增加结晶氢氧化钙的数量，加速C
‑
S
‑
H凝胶的形成，改善基体内部细小的有害孔隙，从而提高混凝土的抗压强度，碳化硼能填充到骨料的孔隙中，降低孔隙率，提高密实度，增强抗渗性，而且碳化硼的导热率高，能增强改性聚丙烯纤维的散热效果，降低混凝土因水化热产生收缩裂缝的可能性。
[0010]可选的，所述改性聚丙烯纤维的制法如下：（1）将碳化硼和纳米二氧化钛干燥，与石墨粉混合，在惰性气氛下，在50
‑
60Pa、1700
‑
1800℃下混合1
‑
2h，冷却至室温，石墨粉与纳米二氧化钛的质量比为3.5
‑
4:1；（2）将聚乙烯醇用水溶解，制成浓度为3
‑
5wt%的聚乙烯醇溶液，加入硅烷偶联剂和30
‑
50wt%步骤（1）所得物，混匀，制得改性液，聚乙烯醇溶液和硅烷偶联剂的质量比为1:0.6
‑
0.7；（3）将聚丙烯熔融，加入50
‑
70wt%步骤（1）所得物，混匀，脱泡，纺丝，制得聚丙烯纤维；（4）将所述聚丙烯纤维与碳纤维分别开松后混匀，制得混合纤维，将改性液喷洒在混合纤维上，密封30
‑
40min，干燥，在80
‑
90℃和3
‑
4MPa下保压4
‑
5min，卸压，裁切，制得改性聚丙烯纤维，改性液的质量为混合纤维质量的20
‑
30%。
[0011]通过采用上述技术方案，碳化硼在石墨粉和高温条件下，将纳米二氧化钛还原形成高纯的二硼化钛粉末，在还原反应中，控制石墨粉的使用量，若碳含量偏低，部分钛的氧化物始终不能被还原，因而难以获得较低氧含量的二硼化钛，若碳含量较高时，合成粉末中会含有一定的游离碳，导致二硼化钛不纯；将二硼化钛作为添加物，添加到聚丙烯纤维的熔融纺丝中，增加聚丙烯纤维的导热性，降低温度裂缝产生的可能性；使用聚乙烯醇、硅烷偶联剂和二硼化钛粉末制备改性液，将改性液喷涂在由聚丙烯纤维和碳纤维形成的混合纤维上，混合纤维由于碳纤维的加入，力学强度增加，抗裂能力得到改善，而且碳纤维的导热系数高，能进一步改善聚丙烯纤维的导热能力，降低温度裂缝产生的可能性，能防止混凝土因温度和塑性收缩引起的内部初始裂缝的发展，控制宏观裂缝的发展速度，提高其强度、韧
性、抗冲击性和抗裂性能；改性液喷涂在聚丙烯纤维上以后，聚乙烯醇存在的亲水性羟基和硅烷偶联剂水解后的Si
‑
OH发生脱水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗裂防水混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：200
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300份水泥、40
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55份粉煤灰、60
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70份矿粉、640
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660份砂子、700
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750份碎石、6
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10份膨胀剂、5
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9份防水剂、6
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10份高效减水剂、8
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16份抗裂剂、120
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135份水；所述抗裂剂质量比为1:0.3
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0.5的改性聚丙烯纤维和活性粉末。2.根据权利要求1所述的抗裂防水混凝土，其特征在于：所述改性聚丙烯纤维包括以下重量份的原料：4
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6份聚丙烯、1
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1.25份纳米二氧化钛、2
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2.5份碳化硼、0.3
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0.5份聚乙烯醇。3.根据权利要求2所述的抗裂防水混凝土，其特征在于，所述改性聚丙烯纤维的制法如下：（1）将碳化硼和纳米二氧化钛干燥，与石墨粉混合，在惰性气氛下，在50
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60Pa、1700
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1800℃下混合1
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2h，冷却至室温，石墨粉与纳米二氧化钛的质量比为3.5
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4:1；（2）将聚乙烯醇用水溶解，制成浓度为3
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5wt%的聚乙烯醇溶液，加入硅烷偶联剂和30
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50wt%步骤（1）所得物，混匀，制得改性液，聚乙烯醇溶液和硅烷偶联剂的质量比为1:0.6
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0.7；（3）将聚丙烯熔融，加入50
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70wt%步骤（1）所得物，混匀，脱泡，纺丝，制得聚丙烯纤维；（4）将所述聚丙烯纤维与碳纤维分别开松后混匀，制得混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊阳，吴永超，
申请(专利权)人：北京民佳混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：