[發明專利]一種摻加石蠟微膠囊的高貝利特水泥混凝土

在審

• 申請號: 201610108719.6
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105753394A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 孫振平;唐曉博;劉毅;蔣曉星;冀言亮;胡匡藝
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;C04B20/10;C04B24/36
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬建筑材料技術領域，具體涉及一種摻石蠟微膠囊的高貝利特水泥混凝土。

背景技術

大體積混凝土廣泛應用于水工混凝土、大跨度橋梁和現代超高層建筑，其澆筑施工過程中產生大量的水化熱，但混凝土本身是熱的不良導體，熱在大體量的構件內部積聚不容易散發，核心區域溫度可升高至(60-90)℃，與表面形成較大的溫度梯度，阻礙外部收縮，形成溫度應力。混凝土早期彈性模量較低，當混凝土的抗拉強度不足以抵抗這種拉應力時就會出現裂縫，嚴重影響工程質量，降低建筑物的使用壽命。

國內外控制大體積混凝土的內部溫升主要從以下三個方面考慮：(1)原材料的性質。如使用中低熱水泥，摻加摻合料，預冷骨料，摻加緩凝劑，冰水澆筑以及優化配合比設計等。(2)施工角度。分段澆筑、預埋冷卻水管和提高表面保溫性能等。(3)摻加相變材料(PhaseChangeMaterials，PCM)。根據實際情況選擇不同的無機和有機相變材料。

目前各種混凝土溫控方案和技術還存在很多問題。選擇符合要求的原材料并對其進行預先的降溫處理，優化配合比等都只是對現有材料的簡單調整，因此只能一定程度上降低溫升。分段、分層澆筑給大體積混凝土的施工帶來了不便。工程中經常使用的預埋冷卻水管方法會使混凝土在水管附近產生相當大的自生應力，產生新的裂縫，甚至在冷卻的中后期造成貫穿性開裂，同時，這種方法會帶來巨大的循環能耗。直接摻加PCM的方法只能發揮一次作用，不能重復使用，代價太高，封裝填埋的方式對PCM的要求太高，選擇范圍窄。由此，任何一種單一的方法在解決混凝土溫升問題上都存在一定的局限性，制備安全，高效，穩定的低溫升甚至無溫升混凝土是未來混凝土一個重要的發展方向。

如何綜合多種方案的優勢更好的控制混凝土的水化溫升成為亟待解決的問題。與普通硅酸鹽水泥相比，高貝利特水泥具有水化熱低、需水量少、流動性高及強度發展好等特點，適合應用于無溫升混凝土中。PCM具有較大的相變潛熱，在相變過程中能吸收和釋放大量的熱量，且溫度變化小，將PCM首先由高分子聚合物外殼包裹形成微膠囊再分散在水中形成懸浮液，不易分層，與混凝土具有較好的相溶性。用于相變材料的石蠟一般是C數為14-30的支鏈烷烴，相變溫度為(10-80)℃，相變焓為(200-300)kJ/kg，化學性質穩定，且來源廣價格低，在相變儲能建筑材料上具有廣闊的發展前景。

本發明主要從使用中低熱水泥和摻加相變材料切入，以尿素、甲醛和低熔點的石蠟為原料，采用原位聚合法制備石蠟微膠囊，將適量的石蠟微膠囊在攪拌時摻入高貝利特水泥配制的混凝土中，同時選用級配優良的骨料，減小水泥用量，摻加一定數量的緩凝劑，制得低溫升混凝土。

發明內容

本發明的目的在于提供一種摻石蠟微膠囊的高貝利特水泥混凝土，本發明的產品使用高貝利特水泥和石蠟微膠囊，具有水化熱低，水化溫升慢，強度發展好等特點，是一種低溫升混凝土。

本發明提出的一種摻石蠟微膠囊的高貝利特水泥混凝土，由高貝利特水泥、石子、標準砂、水、聚羧酸系減水劑、葡萄糖酸鈉緩凝劑和石蠟微膠囊組成，各組分的重量比為：

高貝利特水泥100

石子160-180

標準砂100-120

水30-50

聚羧酸系減水劑0.15-0.25

葡萄糖酸鈉緩凝劑0.05-0.20

石蠟微膠囊0.5-2

所述石蠟微膠囊由原位聚合法制備，球形，粒徑為(10-30)μm，密度為300kg/m3，微膠囊中石蠟的質量分數為50%-70%，相變溫度為(24±3)℃，相變潛熱為(110-135)J/g。

各組份的較佳重量比為：

高貝利特水泥100

石子170-180

標準砂110-120

水30-40

聚羧酸系減水劑0.15-0.25

葡萄糖酸鈉緩凝劑0.10-0.15

石蠟微膠囊0.5-1.5

本發明中，所述高貝利特水泥的化學組成如表1所示。

表1高貝利特水泥的化學組成

本發明中，所述石子為花崗巖碎石，最大粒徑31.5mm，堆積密度1465kg/m3，針片狀含量7.3%。

本發明中，所述砂為ISO標準砂。

本發明中，所述水為自來水。

本發明中，所述聚羧酸系減水劑，固含量為40%。

本發明中，所述葡萄糖酸鈉緩凝劑為化學純。