一种内养护混凝土及其制备方法与流程

本发明属于建筑材料，尤其涉及到一种内养护混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、混凝土的收缩是指混凝土在凝结硬化过程中所发生的体积减小的现象。根据产生原理及来源的不同，混凝土的收缩主要分为化学减缩、温度收缩、塑性收缩、自收缩和干燥收缩等。混凝土收缩是引发结构早期开裂最主要的原因。

2、混凝土进行养护的最主要目的是防止混凝土早期开裂，可分为外养护和内养护。通过内养护材料掺加在混凝土中，内养护引入水可以改善混凝土内部湿度环境，保证混凝土中胶凝材料充分水化，最大程度减少混凝土的自收缩。

3、基于内养护的优势，本发明提出一种内养护混凝土材料及其制备方法，以减少混凝土的收缩开裂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，本发明一种内养护混凝土及其制备方法通过将膨润土作为内养护材料，并与水接触后其独特的层状结构和负电荷表面会吸水分；在混凝土水化初期，水分子会被释放，以减轻混凝土的自干性。后期膨润土通过释放水促进了水泥基体中未水化水泥颗粒继续水化以及促进胶凝材料的二次水化，进而细化了基体的孔隙，降低了干燥收缩率。

2、为了实现上述发明目的，本发明专利提供的技术方案如下：

3、一种内养护混凝土，包括按以下重量份数配比的组分：水泥290-360份、膨润土3-22份、石灰20-40份、粉煤灰40-60份、细骨料600-800份、粗骨料800-1000份、多壁碳纳米管0.2-0.6份、表面活性剂8-14份和水100-166份；

4、所述膨润土包括按以下质量百分数配比的组分：63.12％sio、21.45％p2o5、13.85％al2o3、4.26％fe2o3和4.00％so3；所述膨润土的密度为1.88g/cm3，膨润土的比重2.76，膨润土的孔隙比0.583，膨润土的塑性指数30.2；

5、所述多壁碳纳米管的纯度大于95％，多壁碳纳米管的外径10-20nm，多壁碳纳米管的内径5-10nm，多壁碳纳米管的长度10-20微米，多壁碳纳米管的比表面积＞220m2/g。

6、进一步地，所述石灰中cao含量不低于95％。

7、进一步地，所述粉煤灰中的三氧化硫含量为0.45％，粉煤灰的比表面积为570m2/kg，粉煤灰的需水比92％，粉煤灰的烧失量4.2％。

8、进一步地，所述细骨料为河砂或机制砂，细骨料的细度模数为2.4，细骨料的堆积密度为1400kg/m3，细骨料的表观密度为2650kg/m3，细骨料的石粉含量1.7％，细骨料的吸水率1.3％。

9、进一步地，所述粗骨料为玄武岩、石灰岩和安山岩碎石中的一种，所述粗骨料的粒径范围为5-20mm，粗骨料的压碎指标为4.5％，粗骨料的干表观密度2700 -2850kg/m3，粗骨料的堆积密度为1410kg/m3。

10、进一步地，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵和聚羧酸型高性能减水剂的混合液，所述十六烷基三甲基溴化铵和聚羧酸型高性能减水剂的混合比例不高于1：3，所述十六烷基三甲基溴化铵和聚羧酸型高性能减水剂的混合液质量不低于多壁碳纳米管质量的30倍；所述十六烷基三甲基溴化铵的密度为1.21g/cm3，十六烷基三甲基溴化铵的ph值为5.0-7.0；所述聚羧酸型高性能减水剂的减水率＞25％，聚羧酸型高性能减水剂的含固量为23％，聚羧酸型高性能减水剂的密度为1050kg/m3。

11、一种内养护混凝土的制备方法，该方法具体包括如下步骤：

12、s1，将膨润土与水混合，并通过超声分散对膨润土进行预润湿，使得膨润土吸水饱和率为150％-200％；

13、s2，使用搅拌棒将十六烷基三甲基溴化铵和聚羧酸型高性能减水剂混合均匀，得到表面活性剂；

14、s3，将多壁碳纳米管加入到表面活性剂中，并对多壁碳纳米管进行超声分散；

15、s4，将水泥、石灰、粉煤灰、细骨料和粗骨料在搅拌机中进行干混搅拌，搅拌时间为30秒，搅拌完成后，向搅拌机中加入步骤s1中预润湿后的膨润土、步骤s3中超声处理后的多壁碳纳米管和水，并继续搅拌至均匀，获取制备好的内养护混凝土浆料。

16、进一步地，所述s4中混凝土水化初期，膨润土内的水分子释放，减轻混凝土的自干性，混凝土水化后期，膨润土内的水分子再次释放对混凝土进行二次水化，细化水泥基体的孔隙。

17、基于上述技术方案，本发明专利一种内养护混凝土及其制备方法经过实践应用取得了如下技术效果：

18、1.本发明一种内养护混凝土的制备方法通过将膨润土作为内养护材料，并与水接触后其独特的层状结构和负电荷表面会吸水分；在混凝土水化初期，水分子会被释放，以减轻混凝土的自干性。后期膨润土通过释放水促进了水泥基体中未水化水泥颗粒继续水化以及促进胶凝材料的二次水化，进而细化了基体的孔隙，降低了干燥收缩率。

19、2.本发明一种内养护混凝的制备方法中的多壁碳纳米管可以通过填充纳米孔隙和裂纹，进而完善孔隙结构，增强微观结构的致密性。同时多壁碳纳米管成核促进了水泥水化产物在其表面的结晶，以此减少水泥颗粒上附着的水化产物，进而增加水泥颗粒的反应面积，促使水泥水化更加充分。

20、3.本发明一种内养护混凝土的制备方法中的膨润土提供的额外养护水可以促使更多的水化产物在多壁碳纳米管表面结晶，方便多壁碳纳米管与混凝土浆料的粘结，进一步改善内部微观结构与纳米裂纹的桥接。

21、4.本发明一种内养护混凝土的制备方法通过膨润土可以通过释放剩余的养护水以促进剩余水泥颗粒的水化，然而水化产物在水泥浆体中难以聚集形成致密的的网络结构，这会诱发出现存较多的孔隙；通过加入多壁碳纳米管以后，多壁碳纳米管与水化产物之间的共价键促进成核效应，通过将水化产物的连接锚定，有助于将水化产物与浆体连接，紧密结合，减少裂缝的产生。

技术特征：

1.一种内养护混凝土，其特征在于，包括按以下重量份数配比的组分：水泥290-360份、膨润土3-22份、石灰20-40份、粉煤灰40-60份、细骨料600-800份、粗骨料800-1000份、多壁碳纳米管0.2-0.6份、表面活性剂8-14份和水100-166份；

2.根据权利要求1所述的一种内养护混凝土，其特征在于，所述石灰中cao含量不低于95％。

3.根据权利要求1所述的一种内养护混凝土，其特征在于，所述粉煤灰中的三氧化硫含量为0.45％，粉煤灰的比表面积为570m2/kg，粉煤灰的需水比92％，粉煤灰的烧失量4.2％。

4.根据权利要求1所述的一种内养护混凝土，其特征在于，所述细骨料为河砂或机制砂，细骨料的细度模数为2.4，细骨料的堆积密度为1400kg/m3，细骨料的表观密度为2650kg/m3，细骨料的石粉含量1.7％，细骨料的吸水率1.3％。

5.根据权利要求1所述的一种内养护混凝土，其特征在于，所述粗骨料为玄武岩、石灰岩和安山岩碎石中的一种，所述粗骨料的粒径范围为5-20mm，粗骨料的压碎指标为4.5％，粗骨料的干表观密度2700-2850kg/m3，粗骨料的堆积密度为1410kg/m3。

6.根据权利要求1所述的一种内养护混凝土，其特征在于，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵和聚羧酸型高性能减水剂的混合液，所述十六烷基三甲基溴化铵和聚羧酸型高性能减水剂的混合比例不高于1：3，所述十六烷基三甲基溴化铵和聚羧酸型高性能减水剂的混合液质量不低于多壁碳纳米管质量的30倍；所述十六烷基三甲基溴化铵的密度为1.21g/cm3，十六烷基三甲基溴化铵的ph值为5.0-7.0；所述聚羧酸型高性能减水剂的减水率＞25％，聚羧酸型高性能减水剂的含固量为23％，聚羧酸型高性能减水剂的密度为1050kg/m3。

7.一种内养护混凝土的制备方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种内养护混凝土的制备方法，其特征在于，所述s4中混凝土水化初期，膨润土内的水分子释放，减轻混凝土的自干性，混凝土水化后期，膨润土内的水分子再次释放对混凝土进行二次水化，细化水泥基体的孔隙。

技术总结本发明公开了一种内养护混凝土，包括按以下重量份数配比的组分：水泥290‑360份、膨润土3‑22份、石灰20‑40份、粉煤灰40‑60份、细骨料600‑800份、粗骨料800‑1000份、多壁碳纳米管0.2‑0.6份、表面活性剂8‑14份和水100‑166份；所述膨润土包括按以下质量百分数配比的组分：63.12％SiO、21.45％P2O5、13.85％Al2O3、4.26％Fe2O3和4.00％SO3；所述多壁碳纳米管的纯度大于95％，多壁碳纳米管的外径10‑20nm，多壁碳纳米管的内径5‑10nm，多壁碳纳米管的长度10‑20微米，多壁碳纳米管的比表面积＞220m2/g。本发明通过将膨润土作为内养护材料，在混凝土水化初期，水分子会被释放，减轻混凝土的自干性，后期膨润土通过释放水促进了水泥基体中未水化水泥颗粒继续水化以及促进胶凝材料的二次水化，细化了基体的孔隙，降低了干燥收缩率。技术研发人员：瞿威,张宇乾,汪丽,朱琨,朱敏涛,卞成辉,顾伟宏受保护的技术使用者：上海建工建材科技集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12