[發明專利]溫敏水凝膠在提高混凝土抗干縮開裂性能中的應用

有效

• 申請號: 201610656850.6
• 申請日: 2016-08-11
• 公開（公告）號: CN106278030B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 王振軍;趙鵬;白敏;吳佳育;劉加平;李輝
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C08F120/54;C08J3/075;C04B111/34
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王芳

本發明提供一種溫敏水凝膠在提高混凝土抗干縮開裂性能中的應用，混凝土制備原料包括溫敏水凝膠、水泥、集料和水。該混凝土的制備方法為先制備溫敏水凝膠，再將集料與水泥拌合均勻，最后加入溫敏水凝膠和水，拌合均勻，即可制得混凝土。本發明使用的自制溫敏水凝膠為輕度交聯高分子，釋水后聚合成薄膜，不會在水泥混凝土中留下孔洞，提高混凝土抗開裂性能的同時不影響水泥混凝土的其他性能。混凝土初始體積含水率隨溫敏水凝膠摻量的增加而增加，說明溫敏水凝膠的摻入增強了混凝土的儲水能力，混凝土的吸水率隨凝膠摻入量的增加而降低，說明溫敏水凝膠的摻入降低了混凝土中毛細孔的連通性。

技術領域

本發明屬于道路材料領域，涉及水泥混凝土材料，具體涉及一種溫敏水凝膠在提高混凝土抗干縮開裂性能中的應用。

背景技術

水泥混凝土置于未飽和空氣中，其內部毛細孔和凝膠孔失去吸附水而發生的不可逆收縮稱為干燥收縮變形，簡稱干縮。干燥收縮是引起水泥混凝土開裂的主要原因之一。水泥混凝土結構由于處于不同的約束狀態下因收縮引起的拉應力大于混凝土的抗拉強度時，就會導致混凝土產生裂縫，從而導致混凝土耐久性性能的下降。因此，開展混凝土的開裂和干縮問題的研究和改善，具有十分重要的工程應用價值。

針對水泥混凝土因失水導致的干縮開裂問題，國內外最常見的養護措施是灑水噴、霧、蓄水養護等，或使用飽水輕集料，或利用高性能吸水樹脂對混凝土進行內部養護，但由于原材料以及施工工藝的差別，效果差別較大。主要原因在于：首先，水泥混凝土相對致密，特別對于低水膠比的高強/高性能混凝土，由于膠凝材料用量大，用水量低，自身體積收縮較大，采用灑水或噴霧養護，水分不易進入混凝土內部。其次，使用飽水輕集料作為內養護材料，易導致混凝土工作性能變差，集料上浮，強度、彈性模量明顯下降等問題。再次，使用高性能吸水樹脂來改善混凝土的收縮，雖然一定程度上解決了新拌混凝土工作性能變差的問題，但高性能吸水樹脂多為顆粒狀，釋水后會在水泥混凝土中留有孔洞，從而影響水泥混凝土的力學性能。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于，提供一種溫敏水凝膠，用于提高混凝土抗干縮開裂性能，解決現有技術用于水泥混凝土抗干縮開裂效果不佳，影響水泥混凝土力學性能的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：

溫敏水凝膠在提高混凝土抗干縮開裂性能中的應用，溫敏水凝膠為N-異丙基丙烯酰胺基水凝膠。

溫敏水凝膠的制備原料包括N-異丙基丙烯酰胺單體、去離子水、引發劑和交聯劑。

引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀和過硫酸鈉中的一種或多種。

交聯劑為四甲基乙二胺、過氧化二異丙苯和丙烯酸中的一種或多種。

N-異丙基丙烯酰胺單體、去離子水、引發劑和交聯劑的加入量按質量比為9.9％～11.2％：88.8％～90％：0.0041％～0.0043％：0.0055％～0.0057％。

一種混凝土，其制備原料包括集料、水泥、水和溫敏水凝膠。

混凝土以質量百分數計，由以下原料組成：溫敏水凝膠為2％～5％，水泥為14.2％～16％，集料為73％～75％，水為6.8％～8％，原料的質量百分數之和為100％。

混凝土以質量百分數計，由以下原料組成：溫敏水凝膠為4％，水泥為15％，集料為74％，水為7％。

集料包括粒徑范圍小于5mm的細集料以及粒徑范圍為10～31.5mm的粗集料。

本發明與現有技術相比，具有如下技術效果：

(Ⅰ)本發明使用自制溫敏水凝膠作為水泥混凝土的內養護劑，利用水泥水化放熱作為溫敏水凝膠釋水動力，對水泥混凝土進行內養護，降低混凝土的收縮率，最終提高混凝土抗干縮性能。