[發(fā)明專利]一種雙功能人工骨料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211389946.2
• 申請(qǐng)日: 2022-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN115594434B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王險(xiǎn)峰;符致鵬;董必欽;朱光明;邢鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B24/12
• 分類號(hào): C04B24/12;C04B22/06;C04B22/10;C04B7/02;C04B20/12
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 溫宏梅;吳志益

本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙功能人工骨料及其制備方法與應(yīng)用，所述雙功能人工骨料由內(nèi)向外依次包括內(nèi)核、有機(jī)固化層、外殼；內(nèi)核由碳酸氫銨和氨基甲酸銨組成；外殼由氧化鈣和水泥粉組成。本發(fā)明外殼中的氧化鈣可以在水泥水化前期為水泥自收縮進(jìn)行膨脹補(bǔ)償，且水化后以氫氧化鈣的形式存在，為重復(fù)自修復(fù)提供額外反應(yīng)動(dòng)力，使得雙功能人工骨料可以在原位上兼?zhèn)渌嗨捌谧允湛s補(bǔ)償和后期裂縫重復(fù)自修復(fù)的功能；并且內(nèi)核以碳酸氫銨為主的修復(fù)劑可為水化前期中氧化鈣的過度膨脹造成的開裂提供自修復(fù)，彌補(bǔ)氧化鈣膨脹劑所帶來的負(fù)作用，提高混凝土結(jié)構(gòu)全壽命周期的耐久性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙功能人工骨料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

在混凝土結(jié)構(gòu)中，水泥凝結(jié)以后，組分反應(yīng)前后體積收縮造成宏觀體積減小，在約束條件下產(chǎn)生自收縮應(yīng)力，尤其是大體積建筑，內(nèi)部水化熱難以散去，導(dǎo)致內(nèi)部形成溫度梯度差，同時(shí)在施工過程中出現(xiàn)外部環(huán)境相對(duì)濕度較低或固化期間降溫增濕措施不到位，以上自收縮、溫度收縮、干燥收縮均會(huì)統(tǒng)一表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)開裂，即在施加荷載前和受到有害離子入侵前已經(jīng)在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)運(yùn)輸通道，導(dǎo)致耐久性變差和影響正常使用壽命。而上述收縮種類中，溫度收縮和干燥收縮均可以通過人工措施進(jìn)行緩解，而混凝土結(jié)構(gòu)的自收縮則是大部分來自水泥組分水化前后體積的收縮。

為此，近些年來出現(xiàn)針對(duì)降低自收縮的技術(shù)措施，例如使用補(bǔ)充性膠凝材料替代部分水泥或者降低水泥活性組分硅酸三鈣，來減弱自收縮，但水泥作為強(qiáng)度的支撐骨架，過多替代水泥還是降低主要活性組分均會(huì)降低強(qiáng)度，陷入如何取舍強(qiáng)度還是耐久性兩難的境地。

另外利用膨脹劑水化補(bǔ)充水泥的自收縮，待構(gòu)件具有一定強(qiáng)度后投入使用，而自修復(fù)混凝土則主要聚焦于投入使用時(shí)由于荷載等主動(dòng)作用所產(chǎn)生的裂縫；并且，一方面，在實(shí)際澆筑中不可避免會(huì)造成過多補(bǔ)償，過多補(bǔ)償所帶來的損傷也同樣需要進(jìn)行彌補(bǔ)，例如對(duì)膨脹裂縫的自修復(fù)，然而如何在膨脹處帶來的過度損傷后，尚未有原位地進(jìn)行自修復(fù)的研究；另一方面，碳酸氫銨重復(fù)自修復(fù)方案從長(zhǎng)期性看仍然存在一定局限性，主要在于隨著構(gòu)件越到后期，基質(zhì)變得致密、反應(yīng)面積減小，以及可萃取碳源會(huì)由于碳化作用部分轉(zhuǎn)化為碳酸鈣降低萃取效率，最終導(dǎo)致與碳酸氫銨反應(yīng)的可萃取鈣源減少且反應(yīng)性降低。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種雙功能人工骨料及其制備方法與應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有的自收縮補(bǔ)償人工骨料和自修復(fù)人工骨料均是獨(dú)立存在的，無法在原位上實(shí)現(xiàn)水泥水化前期自收縮補(bǔ)償功能和后期裂縫重復(fù)自修復(fù)功能兼?zhèn)涞膯栴}。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種雙功能人工骨料，由內(nèi)向外依次包括內(nèi)核、有機(jī)固化層、外殼；

所述內(nèi)核由碳酸氫銨和氨基甲酸銨組成；所述外殼由氧化鈣和水泥粉組成。

所述的雙功能人工骨料，其中，所述碳酸氫銨和所述氨基甲酸銨的摩爾比為1:1；所述氧化鈣占所述氧化鈣和水泥粉總質(zhì)量的50-70％。

所述的雙功能人工骨料，其中，所述有機(jī)固化層為環(huán)氧樹脂固化層。

一種雙功能人工骨料的制備方法，包括步驟：

將碳酸氫銨和氨基甲酸銨進(jìn)行混合、壓片處理，得到內(nèi)核；

提供有機(jī)固化層溶液，將所述有機(jī)固化層溶液覆蓋在所述內(nèi)核的表面，形成有機(jī)固化層；

將氧化鈣粉末和水泥粉進(jìn)行混合，得到混合物；

將覆蓋有所述有機(jī)固化層的內(nèi)核置于所述混合物中進(jìn)行滾粉處理，在所述有機(jī)固化層表面形成外殼，得到雙功能人工骨料。

所述的雙功能人工骨料的制備方法，其中，所述壓片處理，包括步驟：