[发明专利]一种基于内部结构设计的高阻尼混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于内部结构设计的高阻尼混凝土及其制备方法，将包括普通混凝土约束层和聚合物改性层。按照向普通混凝土约束层中引入一层或者两层聚合物改性层，形成多个约束层‑自由层‑约束层减振单元组合；其普通混凝土约束层包括水泥15～17份、天然河砂30～35份、碎石42～47份、水4～8份、减水剂1～2份；聚合物改性层包括聚合物乳液或聚合物改性砂浆。本发明高阻尼混凝土有较好的吸收、耗散能量作用，具有更为优异的减振、噪声吸收性能，且抗折、抗压强度等力学性能控制在合理的范围内。

技术领域

本发明属于混凝土材料研发技术领域，具体涉及一种基于内部结构设计的高阻尼混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土为基础设施中用量最大的材料之一，作为建筑物的主体材料，承受并传递荷载，然而其自身阻尼低，无法有效耗散外界振动能，当受到外界较大的振动冲击时难免对结构物造成损伤甚至破坏。故提高混凝土材料阻尼在降低高速列车轨道产生的振动能、确保精密仪器不受外界振动影响下正常工作、桥梁结构受重型车辆对其造成损伤等方面具有重要意义。这些问题均决定了对混凝土材料的减振性能提出很高要求，因此提高混凝土材料阻尼性能无疑对提高结构的抗振性具有重要意义。

目前针对提高混凝土材料减振性能的研究主要集中在向混凝土中掺加聚合物乳液类高阻尼材料提高混凝土材料阻尼性能，然而存在成本高，且不同程度的降低力学性能等问题。由此可见，目前提高混凝土材料阻尼技术仍然不理想。因此，鉴于混凝土材料应用广泛性、受力复杂性及结构物减振必要性，开发一种基于内部结构设计的高阻尼混凝土材料十分有必要。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种基于内部局部结构层状设计、一定程度上兼顾力学性能与阻尼性能、且经济性较好的混凝土材料制备方法，通过向上下两部分普通混凝土约束层中引入一层或者两层聚合物改性层，形成多个“约束层-自由层-约束层”减振单元组合，从而使混凝土构件在整体结构上表现出更为优异的减振性能。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种基于内部结构设计的高阻尼混凝土，包括普通混凝土约束层和聚合物改性层按照向普通混凝土约束层中引入一层或者两层聚合物改性层，形成多个约束层-自由层-约束层减振单元组合；

所述普通混凝土约束层包括下述质量份数计的原料：

水泥15～17份、河砂30～35份、碎石45～47份、减水剂1～2份、水4～6份；

所述聚合物改性层包括聚合物乳液或聚合物改性砂浆。

优选的，所述聚合物砂浆包括下述质量份数计的原料：

水泥3～4份、河砂7～9份、减水剂1份、水1～2份、聚合物乳液1～2份。

优选的，所述聚合物乳液为苯丙乳液或乳化沥青。

优选的，所述水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；所述河砂为天然河砂；所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。

相应地，本发明进一步给出了基于内部结构设计的高阻尼混凝土材料的制备方法，包括下述步骤：

1)按照质量份数准确称量15～17份水泥、30～35份河砂、45～47份碎石，并混合均匀后，加入4～8份水、1～2份减水剂，手工拌合均匀后，形成普通混凝土约束层；

2)将步骤1)得到的普通混凝土先成型于试模一部分；

3)将3～4份水泥、7～9份河砂、1份减水剂、1～2份水和1～2份聚合物乳液混合，构成聚合物改性砂浆作为聚合物改性层；

4)人工振捣成型于试模中；

5)待普通水泥混凝土约束层初凝后，将步骤3)拌合好的聚合物改性层成型于步骤2)成型好的普通水泥混凝土上；