【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水泥混凝土及其制备方法，尤其涉及一种内外协同自养护水泥混凝土及其制备方法。
技术介绍
1、水泥混凝土，是由胶凝材料、粗细骨料按适当比例混合，加水搅拌制备得到的可塑性流体，经养护后成型为一定强度的工程材料。水泥混凝土在浇筑后需进行养护作业，以保证水化过程中温度和湿度满足相应要求，促进胶凝材料水化充分反应，提高水泥混凝土的力学强度，降低水泥混凝土的收缩开裂行为和程度。
2、水泥混凝土浇筑后，受到复杂多变的环境温度和湿度的影响，导致在浇筑早期水分蒸发散失严重，表面极易产生大量自收缩和干缩裂缝。对于桥梁混凝土面板、桥墩等大尺寸的结构中，这一现象更加显著，这将进一步导致桥梁存在质量降低风险，严重影响服役期桥梁的适用性、安全性和耐久性。目前，及时高效的养护是防止水泥混凝土施工开裂的主要措施之一。
3、传统的外部养护方式诸如洒水、覆盖薄膜保湿、连续喷雾等方法仅能够实现对水泥混凝土表层进行养护，难以保证水分浸润混凝土内部，而且在干旱或者大风地区，水分蒸发迅速，传统养护效率低下。另一方面，高架桥梁混凝土开展洒水养护操作困难，且只能在浇筑早期开展，受空间和时间的限制。
4、为了缓解水泥混凝土的早期收缩开裂问题，早期加湿养护、化学养护、升降温养护、等方式也被提出，但这些方法不能从根本上解决早期缩裂，仍存在养护不彻底、减缩不及时、耗材大等弊端。另一方面，低水胶比的混凝土结构致密、渗透性差，外部养护水分不能通过渗透进入其内部，不能补充混凝土内部水分。
5、内养护技术是目前水泥混凝土的研究热
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术旨在提供一种保水性能好，减缩抗裂性能显著提升的内外协同自养护水泥混凝土；本专利技术的另一目的在于提供一种所述内外协同自养护水泥混凝土的制备方法。
2、技术方案：本专利技术所述的内外协同自养护水泥混凝土，在其内部掺加超吸水性树脂sap材料作为内养护材料，在其表层喷涂环氧树脂涂层wec材料作为外养护材料；以每立方米混凝土计，sap材料用量为0.63kg～2.09kg，以每平方米混凝土计，wec喷涂量为180g～300g。
3、进一步地，所述内外协同自养护水泥混凝土组分还包括胶凝材料、粗细骨料、减水剂和水。所述水包括拌和用水和sap额外引水；以每立方米混凝土计，所述胶凝材料用量为420～500kg，粗细骨料用量分别为988～1123kg和730～749kg，减水剂用量为2.8～6.3kg，拌和水用量与胶凝材料之比为(0.31～0.37)：1，sap额外引水量为16.74～27.9kg，粉煤灰用量与胶凝材料之别为(0.1～0.2)：1。
4、进一步地，sap材料的粒径为250～500μm、149～250μm、125～149μm或83～125μm，4种粒径sap的吸水泥浆液倍率分别为22.72、19.96、25.67和18.32(g/g)。作为优选，所述内养护材料sap的粒径为125～149μm。
5、进一步地，所述胶凝材料包括水泥和粉煤灰；所述水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥中的任意一种，强度等级为42.5，且水泥的比表面积不小于200m2/kg；所述粉煤灰为f类ⅱ级以上，烧失量不大于3wt.％，45μm筛筛余不大于20wt.％。
6、进一步地，所述粗细骨料由砂子和碎石混合而成，砂子作为细骨料，起到填充作用，碎石作为粗骨料，起到骨架作用；具体来说，砂子为ⅱ区中砂，细度模数为2.8；碎石最大公称粒径31.5mm，分为4.75～9.5mm、9.5～19.5mm和19.5～31.5mm三档，三档集料的质量比为219：766：109。
7、进一步地，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂，减水剂含气量为3.1％，减水率约26％；所述减水剂用量为胶凝材料质量的1.5％。
8、进一步地，所述sap额外引水量与所述内养护材料sap的加入量之比为(8.0g～34.5g)：1g。
9、进一步地，所述wec的喷涂时间为浇筑后3.0～6.0h。
10、所述内外协同自养护水泥混凝土的制备方法，包括以下步骤：
11、(1)按照比例将碎石、砂子、胶凝材料依次放入拌锅中，所有干料先搅拌，加入sap材料再搅拌，得到干拌混合物；
12、(2)按照比例称量水，包括拌和用水和额外引水，将称量的减水剂倒入水中，得到外加水溶液；
13、(3)在步骤(1)获得的干拌混合物中缓慢加入步骤(2)制得的外加水溶液，持续搅拌，即得到内养护水泥混凝土；
14、(4)将步骤(3)制备得到的水泥混凝土装于试模中，振动，补平水泥混凝土表面因振动导致的高度降低，再次振动，之后覆盖一层塑料膜防止早期水分散失；
15、(5)达到设计时间后按照设计用量喷洒外养护剂，首先喷涂混凝土表面，浇筑后拆膜并喷涂另外五个面，即可得到内外协同自养护水泥混凝土。
16、进一步地，外养护剂的制备方法如下：
17、(1)将设计量的水性环氧树脂乳液倒入烧杯中，将烧杯放入恒温水箱中，加热升温至30～50℃；
18、(2)缓慢滴加水性环氧固化剂，固化剂与水性环氧树脂乳液的质量比为(3～7)：25，边搅拌边滴加，搅拌过程中控制温度为30～50℃，使得水性环氧树脂与固化剂更充分的反应与合成，制备得到性能稳定的外养护材料wec。
19、专利技术原理：本专利技术所述内养护材料sap，为含有亲水基团cooh和o-h的聚丙烯酸钠型sap。由于富含亲水基团，sap材料具有较强的吸水能力，一旦与水接触后，在范德华力和化学键的作用下，吸附自身质量8.0g～34.5g倍的水泥浆液。之后由于水泥水化作用，水泥浆液离子浓度增大，在湿度差和离子浓度差作用下，sap发生释水，以降低湿度差和离子浓度差。最终在sap持续释水作用下，提高了水泥颗粒与水发生水化反应的程度，同时有利于提升水泥混凝土的力学性能和耐久性能。
20、所述外养护材料wec，为水性环氧树脂和固化剂两种材料合成制得，其主要成分为无机水玻璃和有机类丙烯酸系材料。其中有机组分在失水过程中会形成薄膜，对水泥混凝土表面起到密封作用，阻碍水分蒸发。同时，无机组分渗入到水泥混凝土表层，与水化产物发生反应形成胶体物质堵塞表层孔隙，从而改善水泥混凝土表层孔隙结构，增强水泥混凝土的密实性。
21、本专利技术在充分考虑到内养护材料sap和外养护材料wec的作用机理基础上，利用内养护材料sap对水泥混凝土进行内养护，通过外部喷涂养护材料wec抑制水泥混凝土本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种内外协同自养护水泥混凝土，其特征在于：包括内养护材料和外养护材料，所述内养护材料为SAP，所述外养护材料为环氧树脂涂层WEC，以每立方米混凝土计，SAP材料用量为0.63～2.09kg，以每平方米混凝土计，WEC喷涂量为180g～300g。
2.根据权利要求1所述的内外协同自养护水泥混凝土，其特征在于：还包括胶凝材料、粗细骨料、减水剂和水。
3.根据权利要求1所述的内外协同自养护水泥混凝土，其特征在于：所述胶凝材料包括水泥和粉煤灰，所述粗细骨料包括碎石和砂子，所述水包括拌和用水和SAP额外引水。
4.根据权利要求3所述的内外协同自养护水泥混凝土，其特征在于：以每立方米混凝土计，所述胶凝材料用量为420～500kg，碎石和砂子用量分别为988～1123kg和730～749kg，减水剂用量为2.8～6.3kg，拌和水与胶凝材料质量之比为(0.31～0.37)：1，SAP额外引水量为16.74～27.9kg，粉煤灰与胶凝材料质量之比为(0.1～0.2)：1。
5.根据权利要求1所述的内外协同自养护水泥混凝土，其特征在于：所述内养护
6.根据权利要求1所述的内外协同自养护水泥混凝土，其特征在于：所述SAP额外引水量与内养护材料SAP的加入质量之比为(8.0～34.5)：1。
7.根据权利要求1所述的内外协同自养护水泥混凝土，其特征在于：所述WEC的喷涂时间为浇筑后3.0～6.0h。
8.根据权利要求1所述的内外协同自养护水泥混凝土，其特征在于：所述外养护剂WEC的制备方法包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述内外协同自养护水泥混凝土，其特征在于：所述固化剂与水性环氧树脂乳液的质量比为(3～7)：25。
10.一种权利要求3或4所述内外协同自养护水泥混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种内外协同自养护水泥混凝土，其特征在于：包括内养护材料和外养护材料，所述内养护材料为sap，所述外养护材料为环氧树脂涂层wec，以每立方米混凝土计，sap材料用量为0.63～2.09kg，以每平方米混凝土计，wec喷涂量为180g～300g。
2.根据权利要求1所述的内外协同自养护水泥混凝土，其特征在于：还包括胶凝材料、粗细骨料、减水剂和水。
3.根据权利要求1所述的内外协同自养护水泥混凝土，其特征在于：所述胶凝材料包括水泥和粉煤灰，所述粗细骨料包括碎石和砂子，所述水包括拌和用水和sap额外引水。
4.根据权利要求3所述的内外协同自养护水泥混凝土，其特征在于：以每立方米混凝土计，所述胶凝材料用量为420～500kg，碎石和砂子用量分别为988～1123kg和730～749kg，减水剂用量为2.8～6.3kg，拌和水与胶凝材料质量之比为(0.31～0.37)：1，sap额外引水量为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文真，申爱琴，周娟兰，陈哲衡，袁平平，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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