本发明涉及混凝土材料技术领域，尤其涉及一种坝体保温材料及应用。
背景技术：
严寒地区混凝土坝(包括碾压混凝土坝)由于温差、湿度大，坝体表面易出现干缩应力和温度应力，导致混凝土坝表面产生裂缝。在实际工程实例中，很多坝体表面出现裂缝，甚至劈头缝(劈头缝是发生在坝体上游的竖向裂缝，其发展后带来危害程度相当大，使坝体漏水严重)，对工程产生严重危害，威胁大坝安全。所以，对坝体进行保温保湿设计十分必要。
混凝土坝保温保湿防裂措施主要思路是防止大坝因温度梯度及干缩比变化过大而出现较大的温度应力及干缩应力，同时提高坝体混凝土的承载能力。根据工程实践，混凝土坝的传统保温保湿材料为：聚氨酯、聚苯板和泡沫混凝土等。但在工程实践中，传统保温保湿材料或多或少存在一定的缺陷，泡沫混凝土强度偏低，体积密度为800～860kg/m3的泡沫混凝土抗压强度一般低于2.0mpa，有的甚至不足1.0mpa。因此，研究一种强度高的严寒地区坝体保温的材料料成为急需解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种坝体保温材料及应用。本发明提供的坝体保温材料强度高，适用于严寒地区。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种坝体保温材料，包括以下重量份数的组分：水泥净浆0.1～2份，水性聚氨酯0.1～2份，砂0.5～3份，纤维0.1～2份，空心球0.5～3份；
所述空心球的材质包括二氧化硅和三氧化二铝。
优选地，所述水泥净浆的水灰比为0.35～0.45。
优选地，所述砂的细度模数为2.25～2.75。
优选地，所述空心球的粒径为0.1～1.5mm。
优选地，所述空心球的导热系数为＜0.1w/m·k。
优选地，所述空心球的抗压强度为＞70mpa。
优选地，所述二氧化硅与三氧化二铝的重量比为2：1。
优选地，所述纤维为聚丙烯纤维和/或钢纤维。
优选地，所述聚丙烯纤维的长度为3～6mm。
本发明还提供了上述技术方案所述坝体保温材料在严寒地区的应用。
本发明提供了一种坝体保温材料，包括以下重量份数的组分：水泥净浆0.1～2份，水性聚氨酯0.1～2份，砂0.5～3份，纤维0.1～2份，空心球0.5～3份；所述空心球的材质包括二氧化硅和三氧化二铝。本发明提供的坝体材料根据泡沫混凝土原理，将抗裂性能优异的纤维，抗渗性和耐久性优异的水性聚氨酯，保温性和强度高的空心球、砂和水泥净浆胶合在一起，空心球相当于泡沫混凝土中的气泡，但较气泡二氧化硅或三氧化二铝空心球强度更高、保温性能更好。另外，水性聚氨酯的存在封闭了混凝土细小裂缝、孔洞，防止水的进入，相应的降低了混凝土的吸水率，从而使混凝土在低温下的力学性能得到了改善。本发明提供的坝体保温材料在低温下(-10℃)具有很高的强度，28天抗压强度高达37.8mpa，抗折强度高达11.5mpa，与混凝土粘结强度达到3.79mpa；与其在常温下(20℃)的性能相当。同时，本发明提供的坝体保温材料的导热系数小于0.2w/m·k，具有很好的保温效果。本发明提供的坝体保温材料避免了传统保温保湿材料强度低，易老化，耐久性和防渗性不强，冰拔力大时易脱落，导致坝体最终出现裂缝，从而影响坝体安全的弊端。
具体实施方式
本发明提供了一种坝体保温材料，包括以下重量份数的组分：水泥净浆0.1～2份，水性聚氨酯0.1～2份，砂0.5～3份，纤维0.1～2份，空心球0.5～3份；所述空心球的材质包括二氧化硅和三氧化二铝。
本发明提供的坝体保温材料包括0.1～2份重量份数的水泥净浆，优选为0.5～1.5份，更优选为1.0份。在本发明中，所述水泥净浆的水灰比优选为0.35～0.45，更优选为0.4。本发明中所述水泥净浆中水泥优选为硅酸盐水泥。在本发明中，所述水泥净浆作为胶凝剂，将其它原料胶合在一起。
本发明提供的坝体保温材料包括0.1～2份重量份数的水性聚氨酯，优选为0.5～1.5份，更优选为1.0份。本发明对所述水性聚氨酯的来源没有特殊的要求，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述水性聚氨酯封闭了混凝土细小裂缝、孔洞，防止水的进入，相应的降低了混凝土的吸水率，从而使混凝土在低温下的力学性能有所改善。
本发明提供的坝体保温材料包括0.5～3份重量份数的砂，优选为1.0～2.0份，更优选为1.5份。在本发明中，所述砂的细度模数优选为2.25～2.75。本发明对所述砂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述砂的作用为增加材料强度。
本发明提供的坝体保温材料包括0.1～2份重量份数的纤维，优选为0.5～1.5份，更优选为1.0份。本发明中，所述纤维优选聚丙烯纤维和/或钢纤维。在本发明中，所述纤维的长度优选为3～6mm，更优选为4～5mm。当所述纤维优选为聚丙烯纤维和钢纤维的混合物时，本发明对所述纤维混合物中聚丙烯纤维和钢纤维的重量比没有特殊的限定，采用任意比例的混合物均可。本发明对所述纤维的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述纤维能够提高坝体保温材料的抗裂性能。
本发明提供的坝体保温材料包括0.5～3份重量份数的空心球，优选1～2份，更优选为1.5份。本发明中，所述空心球的粒径优选为0.1～1.5mm，更优选为0.5～1.0mm。本发明中，所述空心球的导热系数优选为＜0.1w/m·k，更优选为＜0.05w/m·k。本发明中，所述空心球的抗压强度优选为＞70mpa，更优选为＞85mpa。
在本发明中，所述空心球的材质优选包括二氧化硅和三氧化二铝。本发明对所述二氧化硅和三氧化二铝的重量比没有特殊的限定，本领域技术人员根据保温效果进行选择即可，具体的，如二氧化硅和三氧化二铝的重量比优选为0.1～5：1，更优选为1～3：1，最优选为2：1。在本发明中，所述空心球在功能上相当于气泡，由于其保温性和强度高于二氧化硅空心球和三氧化二铝空心球，所以，保证了坝体保温材料的强度和保温性能。
本发明中，对所述空心球的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可，具体的，如马跃建材有限公司生产的灰色产品系列。
本发明对上述技术方案所述坝体保温材料的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的组合物的制备方法即可，具体的，如将砂筛选到需要的粒径，然后按照上述原料比将原料混合。
本发明还提供了上述技术方案所述坝体保温材料在严寒地区的应用。
下面结合实施例对本发明提供的坝体保温材料及其应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种坝体保温材料，包括以下重量份数的组分混合得到：水灰比为0.35的水泥净浆0.5份，水性聚氨酯0.5份，细度模数为2.25～2.75的砂1.0份，长度为3～6mm的聚丙烯纤维0.5份，粒径为0.5～1mm的空心球1.0份；所述空心球的导热系数为0.05w/m·k，强度为80mpa，空心球的材质二氧化硅与三氧化二铝的重量比为0.5：1。
实施例2
一种坝体保温材料，包括以下重量份数的组分混合得到：水灰比为0.35的水泥净浆0.5份，水性聚氨酯0.5份，细度模数为2.25～2.75的砂1.0份，长度为3～6mm的钢纤维0.5份，粒径为0.5～1mm的空心球1.5份；所述空心球的导热系数为0.05w/m·k，强度为85mpa，空心球的材质二氧化硅与三氧化二铝的重量比为5：1。
实施例3
一种坝体保温材料，包括以下重量份数的组分混合得到：水灰比为0.35的水泥净浆0.5份，水性聚氨酯1.0份，细度模数为2.25～2.75的砂1.5份，长度为4～5mm的聚丙烯纤维0.5份，粒径为0.5～1mm的空心球2.0份；所述空心球的导热系数为0.01w/m·k，强度为90mpa，空心球的材质二氧化硅与三氧化二铝的重量比为2：1。
分别在低温(-10℃)和常温(20℃)下测定实施例1～3制得的坝体保温材料的力学性能，其力学性能的测定标准为gb/50107及gb/t50080，测试结果如表1所示。从表1可以看出，本发明提供的坝体保温材料在-10℃具有很高的强度，28天抗压强度高达37.8mpa，抗折强度高达11.5mpa，与混凝土粘结强度达到3.79mpa；与其在常温下(20℃)的性能相当。同时，本发明提供的坝体保温材料的导热系数小于0.2w/m·k，具有很好的保温效果。本发明提供的坝体保温材料避免了传统保温保湿材料强度低，易老化，耐久性和防渗性不强，冰拔力大时易脱落，导致坝体最终出现裂缝，从而影响坝体安全的弊端。
表1实施例1～3坝体保温材料的性能测试结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。