[發(fā)明專利]一種無砟軌道底座混凝土保坍抗裂材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010670294.4
• 申請日: 2020-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN111825370A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚鹽賓;王浩;楊魯;李林香;鄭永杰;王琳;葛昕;吳俊杰;岳成軍;付志勇;王志勇;馮國玖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司鐵道建筑研究所;中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司;北京鐵科特種工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C04B24/38
• 分類號(hào): C04B24/38;C04B24/16
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無砟軌道底座混凝土保坍抗裂材料及其制備方法。該保坍抗裂材料由減縮?保坍型高分子組分、緩凝組分、水化溫升抑制組分、復(fù)合抗裂組分、蓄水組分、增強(qiáng)增韌組分按一定比例混合而成，各組分所占質(zhì)量比為減縮?保坍型高分子組分(1.0～4.5份)：緩凝組分(0.5～1.5份)：水化溫升抑制組分(1～10份)：復(fù)合抗裂組分(66～95份)：蓄水組分(0.5～10份)：增強(qiáng)增韌組分(2～8份)。本發(fā)明提出的一種無砟軌道底座混凝土保坍抗裂材料按照合適摻量摻入混凝土中，可實(shí)現(xiàn)混凝土3h無坍落度損失，混凝土絕熱溫升降低超過20％，并顯著降低混凝土在塑性階段和硬化階段的收縮變化量，混凝土裂縫降低系數(shù)最大可達(dá)到92％，抗裂效能等級(jí)達(dá)到“一級(jí)”。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種無砟軌道底座混凝土保坍抗裂材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)在高速鐵路中得以大規(guī)模應(yīng)用，底座混凝土作為CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)中最下層的結(jié)構(gòu)部位，它的性能直接影響了無砟軌道結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。當(dāng)無砟軌道所處環(huán)境惡劣時(shí)，顯著增加了底座混凝土的開裂風(fēng)險(xiǎn)。這是由于混凝土內(nèi)部和表面的溫、濕度與所處環(huán)境存在差異，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部、表面產(chǎn)生溫度應(yīng)力和干縮應(yīng)力，當(dāng)上述兩種應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度后，混凝土產(chǎn)生裂紋，隨著裂紋的發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)最終開裂。

從材料角度而言，通常采取以下措施提高混凝土的抗裂能力：(1)摻加膨脹劑、減縮劑或交聯(lián)型吸水樹脂以減少混凝土的收縮；(2)摻加有機(jī)合成、無機(jī)或金屬纖維以減少或抑制裂縫產(chǎn)生；(3)在混凝土配比中摻加礦物摻合料替代部分水泥以降低混凝土的水化溫升。中國專利文獻(xiàn)CN 106365486 A提出以輕燒氧化鎂、氧化鈣-硫鋁酸鈣類雙膨脹源膨脹熟料以及石膏制備出一種混凝土密實(shí)抗裂劑，能有效抑制混凝土的后期收縮；然而混凝土處于塑性階段容易發(fā)生失水，并且此階段強(qiáng)度較低，僅摻加膨脹劑無法抑制混凝土在塑性階段因失水導(dǎo)致的開裂。中國專利文獻(xiàn)CN 105347724 A提出以植物淀粉、離子型單體、非離子型單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、正硅酸乙酯、堿、去離子水等為原料，制備出一種混凝土內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料，摻加該材料能有效防止混凝土早期開裂；然而此類內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料在不同混凝土體系中吸水速率不穩(wěn)定，導(dǎo)致水化前期吸水速率過快，降低新拌混凝土工作性，無法滿足施工要求。中國專利文獻(xiàn)CN 109336504 A提出一種高強(qiáng)度抗開裂混凝土，在混凝土中摻加硅酸鹽水泥、沸石粉、磷渣粉、砂、橡膠粉、石子、鋼纖維、碳纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯醇纖維、減水劑、引氣劑、脫硫石膏和水。制備出一種高強(qiáng)度抗開裂混凝土。混凝土中摻加鋼纖維、碳纖維、聚丙烯纖維以及聚乙烯醇纖維材料，通過復(fù)雜的三維亂想體系有效減小了混凝土收縮，并防止裂縫的產(chǎn)生。然而其摻量過高不僅還會(huì)降低新拌混凝土的工作性能，還會(huì)降低硬化混凝土的力學(xué)性能。中國專利文獻(xiàn)CN 106830802 A提出以水泥、河砂、碎石、水、纖維混合物、木質(zhì)素、粘合劑、膨脹劑、填料制備一種抗裂混凝土，通過纖維混合物、木質(zhì)素、粘合劑以及膨脹劑相互作用，有效提高混凝土在低溫條件下的抗裂能力；然而，混凝土開裂原因除干縮外，混凝土內(nèi)外溫差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也是重要原因，當(dāng)混凝土所處環(huán)境溫度較低時(shí)，由于混凝土水化溫升而產(chǎn)生溫度應(yīng)力會(huì)顯著降低混凝土的抗裂能力。

經(jīng)研究(混凝土工作性經(jīng)時(shí)損失、水化溫升、體積穩(wěn)定性和抗裂性能測試)發(fā)現(xiàn)，通過減縮-保坍型高分子組分、緩凝組分、水化溫升抑制組分、復(fù)合抗裂組分、蓄水組分以及增強(qiáng)增韌組分的協(xié)同作用，有助于減少新拌混凝土的工作性經(jīng)時(shí)損失，降低混凝土的水化溫升、收縮以及開裂面積，使得混凝土保坍抗裂性能得到顯著提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于制備一種混凝土保坍抗裂材料，其解決了因摻加蓄水材料導(dǎo)致的混凝土工作性經(jīng)時(shí)損失較大的問題，并解決了硬化混凝土水化溫升高、塑性階段和硬化階段的收縮大的問題。本發(fā)明提供的無砟軌道底座混凝土保坍抗裂材料具有優(yōu)異的保坍和抗裂能力。