[發明專利]一種基于內部結構設計的高阻尼混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 201710833344.4
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107473645A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 田耀剛;盧東;王帥飛;趙成;梁鵬;張軍;李煒光;石帥鋒;葉青;張長林;劉芳
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;E04B1/98;B28B1/16;C04B111/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種基于內部結構設計的高阻尼混凝土及其制備方法，將包括普通混凝土約束層和聚合物改性層。按照向普通混凝土約束層中引入一層或者兩層聚合物改性層，形成多個約束層?自由層?約束層減振單元組合；其普通混凝土約束層包括水泥15～17份、天然河砂30～35份、碎石42～47份、水4～8份、減水劑1～2份；聚合物改性層包括聚合物乳液或聚合物改性砂漿。本發明高阻尼混凝土有較好的吸收、耗散能量作用，具有更為優異的減振、噪聲吸收性能，且抗折、抗壓強度等力學性能控制在合理的范圍內。

技術領域

本發明屬于混凝土材料研發技術領域，具體涉及一種基于內部結構設計的高阻尼混凝土及其制備方法。

背景技術

混凝土為基礎設施中用量最大的材料之一，作為建筑物的主體材料，承受并傳遞荷載，然而其自身阻尼低，無法有效耗散外界振動能，當受到外界較大的振動沖擊時難免對結構物造成損傷甚至破壞。故提高混凝土材料阻尼在降低高速列車軌道產生的振動能、確保精密儀器不受外界振動影響下正常工作、橋梁結構受重型車輛對其造成損傷等方面具有重要意義。這些問題均決定了對混凝土材料的減振性能提出很高要求，因此提高混凝土材料阻尼性能無疑對提高結構的抗振性具有重要意義。

目前針對提高混凝土材料減振性能的研究主要集中在向混凝土中摻加聚合物乳液類高阻尼材料提高混凝土材料阻尼性能，然而存在成本高，且不同程度的降低力學性能等問題。由此可見，目前提高混凝土材料阻尼技術仍然不理想。因此，鑒于混凝土材料應用廣泛性、受力復雜性及結構物減振必要性，開發一種基于內部結構設計的高阻尼混凝土材料十分有必要。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的在于提供一種基于內部局部結構層狀設計、一定程度上兼顧力學性能與阻尼性能、且經濟性較好的混凝土材料制備方法，通過向上下兩部分普通混凝土約束層中引入一層或者兩層聚合物改性層，形成多個“約束層-自由層-約束層”減振單元組合，從而使混凝土構件在整體結構上表現出更為優異的減振性能。

本發明是通過下述技術方案來實現的。

一種基于內部結構設計的高阻尼混凝土，包括普通混凝土約束層和聚合物改性層按照向普通混凝土約束層中引入一層或者兩層聚合物改性層，形成多個約束層-自由層-約束層減振單元組合；

所述普通混凝土約束層包括下述質量份數計的原料：

水泥15～17份、河砂30～35份、碎石45～47份、減水劑1～2份、水4～6份；

所述聚合物改性層包括聚合物乳液或聚合物改性砂漿。

優選的，所述聚合物砂漿包括下述質量份數計的原料：

水泥3～4份、河砂7～9份、減水劑1份、水1～2份、聚合物乳液1～2份。

優選的，所述聚合物乳液為苯丙乳液或乳化瀝青。

優選的，所述水泥為強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；所述河砂為天然河砂；所述減水劑為聚羧酸高效減水劑。

相應地，本發明進一步給出了基于內部結構設計的高阻尼混凝土材料的制備方法，包括下述步驟：

1)按照質量份數準確稱量15～17份水泥、30～35份河砂、45～47份碎石，并混合均勻后，加入4～8份水、1～2份減水劑，手工拌合均勻后，形成普通混凝土約束層；

2)將步驟1)得到的普通混凝土先成型于試模一部分；

3)將3～4份水泥、7～9份河砂、1份減水劑、1～2份水和1～2份聚合物乳液混合，構成聚合物改性砂漿作為聚合物改性層；

4)人工振搗成型于試模中；

5)待普通水泥混凝土約束層初凝后，將步驟3)拌合好的聚合物改性層成型于步驟2)成型好的普通水泥混凝土上；