[發明專利]高性能水泥基材料內部微裂縫的自愈方法

在審

• 申請號: 201710211342.1
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106927744A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 朱涵;王林照;郭文健
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;C04B111/34
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 劉子文

技術領域

本發明涉及建筑材料、土木工程領域，具體的說，是涉及高性能水泥基材料內部微裂縫的自愈方法。

背景技術

水泥基材料包括水泥混凝土、水泥基砂漿、水泥基凈漿，是土木工程和水利水電工程使用最為廣泛的建筑材料之一。這類水泥基材料有個特點，就是容易開裂,尤其對于高性能水泥基材料其水灰比往往較低，早期內部干燥收縮較大，已有研究表明當水灰比小于0.31時，部分水泥不能得到水化，從而使材料更加容易產生開裂。水泥基材料開裂具有過程性，是有內部微裂縫逐漸發展擴大，水泥基材料一旦出現裂縫，就會破壞結構的完整性，降低水泥基材料的耐久性，導致水泥基材料結構的服務功能部分甚至全部喪失，這需要耗費大量的人力物力進行補強加固甚至重建。因此，尋找一種既有效又實用的控制裂縫的方法有著非常重大的意義。

高性能水泥基材料是一種具有高強度和高耐久能的混合材料，其組成有水泥，水，減水劑，礦物摻和料和砂。為了獲取高強度以及高耐久性能，需要取較小的水灰比，通常水灰比小于0.25。

導致高性能水泥基材料開裂的因素是多種多樣的，包括水泥基材料本身的性質、施工質量、溫控措施、氣候條件等，和普通水泥基材料相比，高性能水泥基材料密實度比較高，導致外部養護水分難以進入內部，不能消除其內部自干燥收縮，從而增加了裂縫發生開展的可能。目前國內外研究改善高性能水泥基材料開裂方法不一，實用效果也參差不齊。

高吸水性樹脂作為一種高分子材料由于其具有優異的吸收效果而被廣泛關注，高吸水性樹脂根據合成材料的來源不同可分為兩大類，第一類天然系，主要包括纖維素和淀粉類，此類高吸水性樹脂材料主要通過在其主鏈上接枝親水性基團制作而成；第二類為合成類，主要包括包括聚丙烯酸、聚乙烯醇等，其中聚丙烯酸類高吸水性樹脂由于其制作工藝簡單，性能比較穩定，生產成本較低而在許多領域得到應用，在建筑材料應用較多的為聚丙烯酸類，表觀為白色粉末狀。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供高性能水泥基材料內部微裂縫的自愈方法，利用高吸水性樹脂為高性能水泥基材料內部微裂縫處未水化的水泥顆粒提供水分，使裂縫處未水化的水泥顆粒繼續水化，從而實現高性能水泥基材料內部微裂縫自愈，限制裂縫的繼續開展，同時使高性能水泥基材料總的有效水灰比達到0.31，內部水泥全部得到水化。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

高性能水泥基材料內部微裂縫的自愈方法，高性能水泥基材料由水泥、粉煤灰、硅灰、水、減水劑和砂組成，包括以下步驟：

(1)測試高吸水性樹脂的吸水倍率；

(2)按設計配合比秤取高性能水泥基材料的各組分，總水灰比取0.31，有效水灰比為0.25以下；

(3)整理高性能水泥基試件模具；

(4)將高吸水性樹脂和水泥拌和均勻；

(5)將高性能水泥基材料的各組分按標準規范操作拌合；

(6)拌合完成后入模、養護。

所述有效水灰比為除去高吸水性樹脂中部分水后的水灰比。

與現有技術相比，本發明的技術方案所帶來的有益效果是：

(1)不改變高性能水泥基材料的初始水灰比。

(2)不改變高性能水泥基材料工作性能。

(3)使高性能水泥基材料中水泥全部水化。

(4)使高性能水泥基材料內部微裂縫自愈。

(5)減小高性能水泥基材料的早期收縮。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明作進一步的描述：

(1)采用自然過濾法測試高吸水性樹脂吸水倍率，測試吸水倍率為61；

(2)實驗分為兩組，本組與對照組，分別記為A組和B組，其配合比數據如表1所示，各組分精準稱取。

表1 配合比(g)

(3)整理A、B兩組試件所模具；

(4)將A組配合比按照標準規范操作拌合，B組配合比中將高吸水性樹脂粉末與水泥干拌兩分鐘后再按照標準規范操作拌合；

(5)兩組組分材料拌合完成后入模、養護。

(6)按照《水泥膠砂強度檢驗方法GB/T 17671—1999》測試A、B兩組試件3天、14天、28天抗折強度。

(7)按照《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》測試A、B兩組試件自由收縮數據。