[发明专利]一种水泥基材料内养护剂及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于水泥基材料改性技术领域，特别涉及一种水泥基材料内养护剂及其制备和应用。

背景技术

当水泥基材料收缩时，由于周边环境或连接件的约束作用，会产生一定量的拉应力，当该拉应力超过材料的抗拉强度时，裂缝开始形成。水泥基材料的收缩是引起结构或构件开裂的主要原因之一。处于开裂状态的构件会显著降低结构总体承载能力，此外，裂缝的出现使得水和其它化学介质如除冰盐等，迅速穿过保护层并与钢筋直接接触，从而导致钢筋锈蚀，钢筋混凝土结构劣化。

收缩变形通常与水泥基材料内部的湿度下降成一定比例，环境干燥和水泥水化是造成湿度下降的两个主要原因。当环境湿度低于材料内部湿度时，材料内部水分蒸发，收缩增大，亦即干燥收缩；水泥水化消耗水泥基材料内部水分所引起的水分散失也叫自干燥，相应的收缩称之为自收缩。为了减小水泥基材料的收缩，补偿或减缓其内部的湿度下降尤为关键。使用预吸水轻骨料作为混凝土内部的储水元件，在混凝土干燥过程中不断提供水分是减小混凝土自收缩的一种有效途径；但预吸水轻骨料的粒径一般大于4mm，在高强水泥材料中并不适用。此外，采用高吸水树脂也能减小水泥基材料的收缩，但同时又会产生额外孔隙，导致混凝土强度降低。因此，寻找一种新型内养护剂显得尤为重要，既能在水泥基材料干燥过程中不断提供水分，降低其自收缩与干燥收缩，又不会造成水泥基材料强度的明显降低。

发明内容

本发明提供了一种水泥基材料内养护剂及其制备和应用，具体技术方案如下：

一种水泥基材料内养护剂：由天然沸石组成，所述天然沸石粒径为0.075-0.850mm，孔容积为0.05-0.50ml/g。

如上所述的一种水泥基材料内养护剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将天然沸石磨细至粒径范围为0.075-0.850mm；

(2)将磨细得到的沸石粉在400-600℃条件下煅烧30min以上；

(3)干燥环境下冷却，加入水并静置3天以上，使沸石粉吸水饱和，得到所述的内养护剂。

如上所述的内养护剂在减小水泥基材料收缩方面的应用：将水泥基材料中10％-30％的细骨料用等质量的内养护剂替代，并与其它组分混合，搅拌成型，得到收缩变形减小的水泥基材料。所述其他组分包括水泥、粉煤灰、硅灰、矿渣、沸石粉、石英砂、聚乙烯醇纤维、水、聚羧酸减水剂。

本发明具有以下优点：

本发明采用高温煅烧后的预吸水多孔沸石粉适量替代水泥基材料中的石英砂，既保证了水泥基材料的强度，又实现了收缩变形的降低，改善了水泥基材料的综合性能，有效解决了传统水泥基材料收缩变形大的问题，减小了结构或构件的开裂风险，从而提高了水泥基材料的耐久性，尤其适用于对变形与开裂要求高的路面板、桥面铺装等领域。

附图说明

图1为本发明实施例的收缩变形测量装置示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步阐述，但并不限制本发明的保护范围。本发明各实施例中所用的水泥为42.5级硫铝酸盐水泥，粉煤灰为国家Ⅰ级低钙粉煤灰，硅灰SiO₂含量为90％，矿渣为S95级粒化高炉矿渣，石英砂粒径为0.075-0.15mm。

本发明的各实施例中所用的减水剂为江苏苏博特新材料公司生产的PCA-Ⅰ型聚羧酸减水剂，该减水剂为浅棕色液体，密度为1.07g/cm³，含固量为30％，PH值为6-8，碱含量≤0.2％，减水率30％，与不同品种水泥和掺合料具有很好的相容性；

本发明的各实施例中所用的沸石粉由河北省遵化市科道屯金源膨润土厂生产，平均粒径为0.18mm，孔容积为0.26ml/g；

本发明的各实施例中所用的聚乙烯醇纤维由日本株式会社可乐丽生产，其长度为12mm，直径为39μm，密度为1.2g/cm³，抗拉强度为1620MPa，弹性模量为42.8GPa。

除上述特殊说明之外，本发明的各实施例中所用的原料均为市售。

图1为本发明使用的收缩变形测量装置示意图，使用该装置测量收缩变形相关参数的过程如下：