[發明專利]一種制品混凝土增韌功能組分及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110444963.0
• 申請日: 2021-04-24
• 公開（公告）號: CN113105142B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 何永佳;呂林女;王以撒;王發洲;胡曙光
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B24/26
• 分類號: C04B24/26;C04B28/04;B28B1/08;B28B11/24;C04B111/34
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 陳建軍

本發明公開一種制品混凝土增韌功能組分及其制備方法和應用。該增韌功能組分的制備方法，包括以下步驟：將CaO、SiO₂溶膠和去離子水按鈣硅摩爾比例Ca/Si＝1.3:1、水固質量比W/S＝(10～30):1混合，攪拌均勻后得懸混液XH1；將占懸混液XH1質量3～5％的聚乙烯醇和70～95％的碳酸鈣晶須加入上述懸混液XH1中，初步攪拌后進行超聲波分散，將懸浮液升溫至50～60℃，再持續攪拌18～36h，冷卻至室溫，制備得到制品混凝土增韌功能組分XH2。本發明通過采用原位合成的納米C?S?H凝膠對碳酸鈣晶須進行修飾，再加入聚乙烯醇形成制品混凝土增韌功能組分，該制品混凝土增韌功能組分可用于提升制品混凝土抗沖擊韌性。

技術領域

本發明涉及建筑材料技術領域，尤其涉及一種制品混凝土增韌功能組分及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，隨著我國基礎設施的發展，鐵路建設、市政地鐵隧道建設、房屋建筑等領域對預制混凝土制品的需求也隨之增加。預制混凝土制品雖然有成本相對較低、施工方便、耐腐蝕(與鋼結構比)、抗壓強度高等優點，但是也存在脆性大、易開裂等缺陷，特別是對于采用蒸汽養護或蒸壓養護的混凝土制品而言，在沖擊荷載作用下更易于產生脆性開裂，從而使其在一些工程應用中受限。

為提高混凝土制品的抗沖擊韌性，通常在制備混凝土時單摻或復摻纖維以減少裂縫的形成、阻止裂縫的擴展。目前混凝土中常用的纖維包括聚丙烯纖維、鋼纖維、玄武巖纖維、碳纖維等。纖維對于提升混凝土制品抗沖擊韌性有較明顯的效果，但其摻加易使混凝土新拌工作性變差，影響澆筑成型。同時，纖維雖可有效阻礙混凝土宏觀和細觀裂縫的擴展，但對于控制微觀裂紋的形成和擴展作用有限。另外，也有將乳化瀝青與水泥、集料等相結合，制備具有較高韌性的水泥基材料的研究，比如，高速鐵路軌道板下面使用的水泥-乳化瀝青砂漿。但是，此類材料中乳化瀝青摻量通常較高，達到水泥用量的25％～80％，因此得到的水泥基材料往往強度低，適合用于墊層起填充和調整水平的作用，直接在混凝土制品中大劑量摻入乳化瀝青將會損害其力學性能。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種制品混凝土增韌功能組分及其制備方法和應用，用以解決現有技術中對混凝土制品的抗沖擊韌性改善效果不佳的技術問題。

本發明的第一方面提供一種制品混凝土增韌功能組分的制備方法，包括以下步驟：

將CaO、SiO₂溶膠和去離子水按鈣硅摩爾比例Ca/Si＝1.3:1、水固質量比W/S＝(10～30):1混合，攪拌均勻后得懸混液XH1；

將占懸混液XH1質量3～5％的聚乙烯醇和70～95％的碳酸鈣晶須加入上述懸混液XH1中，初步攪拌后進行超聲波分散，將懸浮液升溫至50～60℃，再持續攪拌18～36h，冷卻至室溫，制備得到制品混凝土增韌功能組分XH2。

本發明的第二方面提供一種制品混凝土增韌功能組分，該制品混凝土增韌功能組分通過本發明第一方面提供的制品混凝土增韌功能組分的制備方法得到。

本發明的第三方面提供一種制品混凝土增韌功能組分的應用，本發明第一方面得到的制品混凝土增韌功能組分應用于提高混凝土的抗沖擊韌性。

本發明的第四方面提供一種具有高抗沖擊韌性的制品混凝土，按重量份計，包括以下原料：水泥400～500份、制品混凝土增韌功能組分XH21～200份、粉煤灰30～80份、乳化瀝青20～30份、粗集料980～1060份、細集料670～720份、水100～150份、減水劑4～7份；本發明第四方面中的制品混凝土增韌功能組分XH2為本發明第一方面制備得到的制品混凝土增韌功能組分XH2。

本發明的第五方面提供了一種具有高抗沖擊韌性的制品混凝土的制備方法，包括如下步驟：將水泥、制品混凝土增韌功能組分XH2、粉煤灰、乳化瀝青、粗集料、細集料、水和減水劑拌合成型，并經養護后得到具有高抗沖擊韌性的制品混凝土。