一种自修复混凝土及其制备方法与流程

文档序号:15454683发布日期:2018-09-15 00:48阅读:2085来源:国知局

本发明涉及混凝土制备技术领域,具体是一种自修复混凝土及其制备方法。



背景技术:

混凝土:是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作骨料;与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,它广泛应用于土木工程。水泥、石灰、石膏等无机胶凝材料与水拌和使混凝土拌合物具有可塑性;进而通过化学和物理化学作用凝结硬化而产生强度。一般说来,饮用水都可满足混凝土拌和用水的要求。水中过量的酸、碱、盐和有机物都会对混凝土产生有害的影响。骨料不仅有填充作用,而且对混凝土的容重、强度和变形等性质有重要影响。

近年来,由于裂缝发展而导致的工程事故已颇为常见,可以说,微观裂缝的无限发展是导致工程事故的根本原因之一,因此水混凝土自动修复一直是学术界和工程界所关注和研究的热点。对于表面宏观裂缝,人们常采用被动的事后修复方式如灌浆、嵌缝封堵以及混泥土置换等方法进行修复,这种后知后觉的做法仍然不能从根本上去解决问题,因此,我们需要从源头出发,设计一种可以自我修复的混凝土以满足现代建筑的需要。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种自修复混凝土及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种自修复混凝土,其原料按照重量份包括:水泥600-1000份、砂900-1300份、水135-160份、硬脂酸100-200份、憎水剂30-70份、无水石膏180-300份、氢氧化钙200-300份。

作为本发明进一步的方案:其原料按照重量份包括:水泥700-900份、砂1000-1200份、水140-150份、硬脂酸120-180份、憎水剂40-60份、无水石膏120-260份、氢氧化钙230-280份。

作为本发明进一步的方案:其原料按照重量份包括:水泥800份、砂1100份、水145份、硬脂酸150份、憎水剂50份、无水石膏200份、氢氧化钙250份。

作为本发明进一步的方案:所述水泥是普通硅酸盐水泥,水泥强度等级≥52.5。

作为本发明进一步的方案:所述憎水剂为聚硅氧烷粉末。

一种自修复混凝土的制备方法,包括如下步骤:

(1)、混料:按重量份数将上述原料加入搅拌机中进行混合,搅拌转速为20-30r/min,时间控制在5-10min;

(2)、反应:混料进行离子交换反应,真空度为3500-4000pa,温度在200℃-240℃,搅拌转速为60-80r/min,搅拌时间30-60min;再进行缩聚反应,真空度为80-95pa,温度在240℃-260℃,反应时间为60-110min;

(3)、成型:将反应后的成品通过双螺杆挤出机造粒,转速800-900r/min,经过熔融挤成型;

(4)、微波固化:放入自制微波辐射装置中采用额定功率进行固化;

(5)、养护:养护室中养护24h脱模,然后在温度为20±2℃、湿度为90%的条件下养护28d。

作为本发明再进一步的方案:所述微波固化功率为140w~480w,间歇固化5~30分钟,间隔时间为10秒~1分钟。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

一种自修复混凝土及其制备方法,设计新颖,工艺合理,通过在普通水泥中加入着硬脂酸、憎水剂、无水石膏和氢氧化钙,实现着混凝土上的裂缝具有自动修复功能,减少了工程事故的发生率,同时创新的采用微波进行固化,不仅使得水和速度加快,还使得制造而成的混凝土在修复裂缝时速度快,延展性好。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例1中,一种自修复混凝土,其原料按照重量份包括:水泥600份、砂900份、水135份、硬脂酸100份、憎水剂30份、无水石膏180份、氢氧化钙200份,所述水泥是普通硅酸盐水泥,水泥强度等级≥52.5,所述憎水剂为聚硅氧烷粉末。

上述混凝土的制备方法,包括如下步骤:

(1)、混料:按重量份数将上述原料加入搅拌机中进行混合,搅拌转速为20r/min,时间控制在5min;

(2)、反应:混料进行离子交换反应,真空度为3500pa,温度在200℃,搅拌转速为60r/min,搅拌时间30min;再进行缩聚反应,真空度为80pa,温度在240℃℃,反应时间为60min;

(3)、成型:将反应后的成品通过双螺杆挤出机造粒,转速800r/min,经过熔融挤成型;

(4)、微波固化:放入自制微波辐射装置中采用额定功率进行固化,所述微波固化功率为140w,间歇固化5分钟,间隔时间为10秒;

(5)、养护:养护室中养护24h脱模,然后在温度为20℃、湿度为90%的条件下养护28d。

实施例2

本发明实施例2中,一种自修复混凝土,其原料按照重量份包括:水泥1000份、砂1300份、水160份、硬脂酸200份、憎水剂70份、无水石膏300份、氢氧化钙300份,所述水泥是普通硅酸盐水泥,水泥强度等级≥52.5,所述憎水剂为聚硅氧烷粉末。

上述混凝土的制备方法,包括如下步骤:

(1)、混料:按重量份数将上述原料加入搅拌机中进行混合,搅拌转速为30r/min,时间控制在10min;

(2)、反应:混料进行离子交换反应,真空度为4000pa,温度在240℃,搅拌转速为80r/min,搅拌时间60min;再进行缩聚反应,真空度为95pa,温度在260℃,反应时间为110min;

(3)、成型:将反应后的成品通过双螺杆挤出机造粒,转速900r/min,经过熔融挤成型;

(4)、微波固化:放入自制微波辐射装置中采用额定功率进行固化,所述微波固化功率为480w,间歇固化30分钟,间隔时间为1分钟;

(5)、养护:养护室中养护24h脱模,然后在温度为22℃、湿度为90%的条件下养护28d。

实施例3

本发明实施例3中,一种自修复混凝土,其原料按照重量份包括:水泥700份、砂1000份、水140份、硬脂酸120份、憎水剂40份、无水石膏120份、氢氧化钙230份,所述水泥是普通硅酸盐水泥,水泥强度等级≥52.5,所述憎水剂为聚硅氧烷粉末。

上述混凝土的制备方法,包括如下步骤:

(1)、混料:按重量份数将上述原料加入搅拌机中进行混合,搅拌转速为25r/min,时间控制在7min;

(2)、反应:混料进行离子交换反应,真空度为3800pa,温度220℃,搅拌转速为70r/min,搅拌时间50min;再进行缩聚反应,真空度为85pa,温度在250℃,反应时间为70min;

(3)、成型:将反应后的成品通过双螺杆挤出机造粒,转速850r/min,经过熔融挤成型;

(4)、微波固化:放入自制微波辐射装置中采用额定功率进行固化,所述微波固化功率为310w,间歇固化17分钟,间隔时间为35s;

(5)、养护:养护室中养护24h脱模,然后在温度为21℃、湿度为90%的条件下养护28d。

实施例4

本发明实施例4中,一种自修复混凝土,其原料按照重量份包括:水泥900份、砂1200份、水150份、硬脂酸180份、憎水剂60份、无水石膏260份、氢氧化钙280份,所述水泥是普通硅酸盐水泥,水泥强度等级≥52.5,所述憎水剂为聚硅氧烷粉末。

上述自修复混凝土的制备过程与实施例3一致。

实施例5

本发明实施例5中,一种自修复混凝土,其原料按照重量份包括:水泥800份、砂1100份、水145份、硬脂酸150份、憎水剂50份、无水石膏200份、氢氧化钙250份,所述水泥是普通硅酸盐水泥,水泥强度等级≥52.5,所述憎水剂为聚硅氧烷粉末。

上述自修复混凝土的制备过程与实施例3一致。

对比例1

除不含有硬脂酸和憎水剂外,其余配方与制备过程与实施例5一致。

对比例2

除不含有无水石膏和氢氧化钙外,其余配方与制备过程与实施例5一致。

对比例3

仅在制备过程缺少微波固化的过程,配方与其余制备过程与实施例5一致。

将本发明所得自修复混凝土铺设于厂矿道路,铺设厚度为17cm,用塑料布覆盖养护3天,再自然养护29天,即得混凝土铺设的路面,之后对路面养护后的抗渗压力以及抗压强度进行检测,详见下表:

由上表得出,对实施例1-5与对比例1-3制得的混凝土进行了实地的铺设,结果表明,本发明是在各组分的共同作用下,特别是硬脂酸、憎水剂、无水石膏、氢氧化钙的存在,使得该混凝土铺设的路面使用较长时间后,未产生新的裂缝和裂隙,且抗渗效果明显,可对混凝土裂缝进行自行修补,同时本发明中在制备过程中微波固化的工艺方法,使得制备出的混凝土的修复裂缝的效果更好。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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