[发明专利]一种混凝土增强外加剂及其在超高强混凝土中的应用

说明书

本发明公开了一种混凝土增强外加剂及其在超高强混凝土中的应用。所述混凝土增强外加剂由表面吸附剂、微界面强化剂和界面粘结剂组成；所述的表面吸附剂为三甲基戊烷、三甲胺、六甲基二硅氮烷、甲基叔丁基醚、氰基丙烯酸甲酯、醋酸甲酯、苯甲酸甲酯中的任意一种或一种以上的混合物；所述的微界面强化剂为纳米填充料、无机填充料和柔性树脂以（30‑50）：（20‑30）：（20‑50）比例配制而成；所述的界面粘结剂为聚乙烯醇、聚戊烯醇、乙二胺四乙酸中任意一种或一种以上的混合物。本发明显著提高界面过渡区的致密度、强度和刚度，本发明解决了现有混凝土增强外加剂的抗拉强度增强效果有限，且影响混凝土施工性能的问题。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种混凝土增强外加剂及其在超高强混凝土中的应用，所述混凝土增强外加剂使超高强混凝土的抗拉强度大于10MPa。

背景技术

100年来，水泥混凝土一直是使用量最大的土木工程材料，但混凝土的脆性一直是困扰工程界的世界难题，不仅造成结构的安全性和寿命降低，也造成了巨量的经济浪费。

随着超高强混凝土的应用普及，脆性问题的解决更显得刻不容缓，由于混凝土是一种高度混杂的非均质多相体系，随着抗压强度的提高，其拉伸强度与抗压强度比值逐渐降低，造成脆性破坏越发严重，势必影响其服役寿命和应用前景。而高抗拉强度混凝土的制备已成为改善混凝土材料及工程结构脆性的重要手段之一。

目前超高强混凝土脆性问题的解决往往通过纤维增强技术手段来实现，不仅造成混凝土成本提高，且实际应用效果较差。

申请号为201610070776.X的专利文献“一种超高性能混凝土及其制备方法”，公开了一种钢纤维增强混凝土，该发明中采用干热养护的方式促进胶凝材料(水泥及活性掺合料)的水化，以改善粗骨料与砂浆界面的缺陷，提高混凝土的力学性能。然而该方案中通过干热养护和钢纤维技术手段制得的超高强混凝土抗压强度为120～170MPa，但劈裂抗拉强度只有4～7MPa(劈裂抗拉强度远低于轴心拉伸强度)，且工艺相对复杂耗能，实际工程操作性较差，不利于在实际工程中的推广与应用。

申请号为201410260733.9的专利文献“一种掺碳纳米管的高强高韧活性粉末混凝土及其制备方法”，公开了一种高强高韧活性粉末混凝土。该发明通过碳纳米管和钢纤维提升混凝土的拉伸性能，在直接拉伸状态下初裂拉伸强度达到8.3～10.2MPa。然而碳纳米管和钢纤维的使用不仅极大的提高了超高强混凝土的制造成本，同时显著劣化混凝土的施工性能，进而限制其在实际工程中的规模化应用。

发明内容

为解决现有混凝土增强外加剂的拉伸强度增强效果有限，且影响混凝土施工性能的问题，本发明提供一种混凝土增强外加剂及其在超高强混凝土中的应用。

本发明所述的混凝土增强外加剂由表面吸附剂、微界面强化剂和界面粘结剂组成；三者之间的质量比为：(3-6)：(10-20)：(5-10)；

所述的表面吸附剂为三甲基戊烷、三甲胺、六甲基二硅氮烷、甲基叔丁基醚、氰基丙烯酸甲酯、醋酸甲酯、苯甲酸甲酯中的任意一种或一种以上的混合物；

所述的微界面强化剂为纳米填充料、无机填充料和柔性树脂以(30-50)：(20-30)：(20-50)比例配制而成。所述的纳米填充料为纳米氧化铝、纳米二氧化硅、纳米磷酸钛、纳米磷酸钙、纳米氮化硅中的任意一种或一种以上的混合物；所述的无机填充料为铝钒土、莫来石、刚玉砂、碳化硅、黄玉石中的任意一种或一种以上的混合物，所述无机填充料粒径为0～0.95mm；所述的柔性树脂为有机硅树脂、柔性乙烯基酯树脂中的一种或一种以上的混合物；

所述的界面粘结剂为聚乙烯醇、聚戊烯醇、乙二胺四乙酸中任意一种或一种以上的混合物。

作为改进，所述混凝土增强外加剂还添加了流变控制剂，流变控制剂与微界面强化剂之间的质量比为(2-3)：(2-4)；