一种抗裂混凝土及其制备方法与流程

本技术涉及混凝土的领域，尤其是涉及一种抗裂混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、混凝土是由凝胶材料、骨料、外加剂、水等组成的非匀质材料，由于混凝土的承载力强、原材料来源丰富等等，可以配制成不同强度、不同性能、不同形状的建筑构件，是各类建筑结构中用量最大的建筑材料。

2、相关技术可参考公开号为cn106082812a的中国发明专利申请，其公开了一种抗裂混凝土，包括以下原料：水泥100-200份、细骨料石子80-120份、粗骨料石子100-200份、橡胶颗粒10-60份、粉煤灰50-80份、微硅粉12-30份、聚酰胺环氧氯丙烷树脂10-15份、膨胀剂8-16份、水200-300份。

3、针对上述中的相关技术，发明人认为存在如下缺陷：由于膨胀剂水化反应的需水量较大，而混凝土由于自干燥的效应影响，内部的相对湿度会降低，此时，随着混凝土内部的相对湿度降低，膨胀剂的水化反应会受到抑制，导致混凝土的抗裂能力降低，从而导致混凝土早期依然会出现开裂等现象。

技术实现思路

1、为了提高混凝土的抗裂能力，本技术提供一种抗裂混凝土及其制备方法。

2、本技术提供的一种抗裂混凝土采用如下的技术方案：

3、一种抗裂混凝土，原料按重量份包括：

4、380-450份水泥；

5、10-14份掺杂聚丙烯酰胺的硫铝酸钙膨胀剂；

6、17-25份端羟基含氟聚硅氧烷/碳纳米管复合材料；

7、0.8-1.5份减水剂；

8、1100-1300份粗骨料；

9、800-900份细骨料；

10、8-12份粉煤灰；

11、1-3份引气剂；

12、140-220份水；

13、所述掺杂聚丙烯酰胺的硫铝酸钙膨胀剂的原料包括如下组份：50-65份高铝水泥生料，5-7份非离子聚丙烯酰胺，1.8-3份石膏矿化剂。

14、通过采用上述技术方案，采用掺杂聚丙烯酰胺的方式，聚丙烯酰胺的保水作用，可以促使硫铝酸钙熟料在很长时间内保持较高的内部相对湿度，保持硫铝酸钙膨胀剂的水化持续进行，达到提高硫铝酸钙膨胀剂膨胀性能的目的，从而提高混凝土的抗裂能力。

15、优选的，所述端羟基含氟聚硅氧烷/碳纳米管复合材料的原料包括如下组份：10-20份

16、多壁碳纳米管，2-3份端羟基含氟聚硅氧烷，40-60份无水乙醇，200-300份去离子水。

17、通过采用上述技术方案，采用端羟基含氟聚硅氧烷/碳纳米管复合材料，是因为将多壁碳纳米管掺入混凝土中，对混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度有增强作用，同时多壁碳纳米管还能和水泥水化产物结合在一起，桥接混凝土里的微裂缝和改善骨料界面过渡区，在微裂缝间形成一定的黏连结构，延缓微裂缝的扩展，进而改善混凝土的断裂性能，但由于多壁碳纳米管表面能较高，已发生团聚，导致碳纳米管分散不均匀，难以发挥其性能，因此通过端羟基含氟聚硅氧烷对碳纳米管进行修饰，可以降低碳纳米管的表面活性，阻止碳纳米管发生团聚。

18、优选的，所述陶瓷纤维的重量份为14-20份。

19、通过采用上述技术方案，采用陶瓷纤维，是因为在混凝土中掺加纤维材料可以改善和提高混凝土的抗拉强度低、极限拉应变小、抗冲强度差、易开裂等缺点，通过添加陶瓷纤维不仅可以提高提高混凝土的抗压强度，同时陶瓷纤维具有较强的耐化学性能，可以长期耐受酸碱环境，可以在混凝土中保持其化学稳定性，从而提升混凝土抗裂能力。

20、优选的，所述减水剂为木质素磺酸钙。

21、通过采用上述技术方案，采用减水剂可以提升混凝土的流动性，强度和耐久性，木质素磺酸钙用作混凝土减水剂，对水泥有吸附及分散作用，能改善混凝土各种物理性能，同时在不改变混凝土用水量的情况下，能增加混凝土的流动性，改善和易性，提高工程质量。

22、优选的，所述引气剂为松香皂类引气剂。

23、通过采用上述技术方案，采用引气剂，是因为引气剂可以在搅拌过程中引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡,从而改善混凝土的和易性与耐久性能，松香皂类引气剂起泡性能好,气泡均匀而稳定，能改善混凝土的坍落度、流动性和可塑性。

24、本技术还提供了一种抗裂混凝土的制备方法采用如下的技术方案：

25、一种抗裂混凝土的制备方法，包括以下步骤：

26、将380-450份水泥，10-14份掺杂聚丙烯酰胺的硫铝酸钙膨胀剂，17-25份端羟基含氟聚硅氧烷/碳纳米管复合材料，14-20份陶瓷纤维，1100-1300份粗骨料，800-900份细骨料，8-12份粉煤灰，1-3份引气剂搅拌混合均匀；然后加入140-220份水和0.8-1.5份减水剂，搅拌均匀后得到抗裂混凝土。

27、通过采用上述技术方案，采用掺杂聚丙烯酰胺的硫铝酸钙膨胀剂搭配端羟基含氟聚硅氧烷/碳纳米管复合材料，可以通过端羟基含氟聚硅氧烷/碳纳米管复合材料可以对掺杂聚丙烯酰胺的硫铝酸钙膨胀剂的膨胀起到协调牵制变形的作用，可以抵消外界的荷载，延缓裂缝的发展。

28、优选的，所述得到掺杂聚丙烯酰胺的硫铝酸钙膨胀剂的制备方法包括以下步骤：

29、将5-7份非离子聚丙烯酰胺溶于10-15份水中，得到非离子聚丙烯酰胺溶液；将50-65份高铝水泥生料和1.8-3份石膏矿化剂混合煅烧，得硫铝酸钙熟料，将得到硫铝酸钙熟料研磨精细，加入非离子聚丙烯酰胺溶液混合均匀，烘干后得到掺杂聚丙烯酰胺的硫铝酸钙膨胀剂。

30、通过采用上述技术方案，采用聚丙烯酰胺掺杂硫铝酸钙膨胀剂，可以促使硫铝酸钙熟料在很长时间内保持较高的内部相对湿度，提高硫铝酸钙膨胀剂膨胀性能。

31、优选的，所述端羟基含氟聚硅氧烷/碳纳米管复合材料的制备方法包括以下步骤：

32、s1.将10-20份多壁碳纳米管加入200-300份去离子水中，在冰水浴的条件下分散，得到分散液a；

33、s2.将2-3份端羟基含氟聚硅氧烷加入40-60份无水乙醇中搅拌均匀，将端羟基含氟聚硅氧烷和无水乙醇混合溶液倒入分散液a中，继续在冰水浴条件下分散,得到分散液b；

34、s3.将分散液b进行回流反应，反应结束后，将产物利用丙酮和乙醇依次冲洗并抽滤，冲洗完毕后干燥，得到端羟基含氟聚硅氧烷/碳纳米管复合材料。

35、通过采用上述技术方案，采用端羟基含氟聚硅氧烷对碳纳米管进行修饰，可以降低碳纳米管的表面活性，阻止碳纳米管发生团聚，从而对混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度起到增强作用。

36、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

37、1.通过采用上述技术方案，采用掺杂聚丙烯酰胺的方式，利用聚丙烯酰胺的保水性可以促使硫铝酸钙熟料在很长时间内保持较高的内部相对湿度，保持硫铝酸钙膨胀剂的水化持续进行，达到提高硫铝酸钙膨胀剂膨胀性能的目的，从而混凝土的抗裂能力；

38、2.通过采用上述技术方案，采用端羟基含氟聚硅氧烷/碳纳米管复合材料，是因为将多壁碳纳米管掺入混凝土中，对混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度有增强作用，同时多壁碳纳米管还能和水泥水化产物很好的结合在一起，桥接混凝土里的微裂缝和改善骨料界面过渡区，在微裂缝间形成一定的黏连结构，延缓微裂缝的扩展，进而改善混凝土的断裂性能，但由于多壁碳纳米管表面能较高，已发生团聚，导致碳纳米管分散不均匀，难以发挥其性能，因此通过端羟基含氟聚硅氧烷对碳纳米管进行修饰，可以降低碳纳米管的表面活性，阻止碳纳米管发生团聚；

39、3.通过采用上述技术方案，采用陶瓷纤维，是因为在混凝土中掺加纤维材料可以改善和提高混凝土的抗拉强度低、极限拉应变小、抗冲强度差、易开裂等缺点，通过添加陶瓷纤维不仅可以提高提高混凝土的抗压强度，同时陶瓷纤维具有较强的耐化学性能，可以长期耐受酸碱环境，可以在混凝土中保持其化学稳定性，从而提升混凝土抗裂能力。