[发明专利]一种水泥基复合材料抗减缩抗裂缝外加剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水泥基复合材料抗减缩抗裂缝外加剂及其制备方法，制备方法具体步骤包括：按质量份将10.5～11.1份Al₂O₃‑Fe₂O₃多孔骨架复合物微粒、3.5～4.6份层状氧化镁纳米片层、100～120份水性乙烯基聚合物和105～120份水混合后超声处理30～50分钟。本发明的制备方法流程简单，反应条件要求低，适合量化生产及推广使用。本发明专利产品是由具有微膨胀、抗减缩、促进水泥水化反应和调控水泥水化产物微观结构等功能的组分构成，对于水泥基复合材料能够产生微膨胀、抗减缩及微观结构调整等协同调控效果，能够显著提高水泥基复合材料的体积稳定性及强度和耐久性。

技术领域

本发明涉及水泥基复合材料用外加剂技术，具体涉及一种水泥基复合材料抗减缩抗裂缝外加剂及其制备方法。

背景技术

裂缝是混凝土及胶砂等水泥基复合材料在使用过程最容易发生的问题，也是混凝土建筑及工程中存在的最严重的质量问题。如果混凝土结构中存在裂缝，在荷载和环境侵蚀作用下，裂缝就会进一步扩大，会引起雨水渗漏及气体渗透从而将其中的钢筋锈蚀，进而会造成混凝土结构的破坏，这样就会影响建筑物及工程的安全使用，缩短其使用的年限，因此，水泥基复合材料中的裂缝是缩短其使用寿命的主要原因。

混凝土中的裂缝主要分为自收缩裂缝、干缩裂缝、温度收缩裂缝、沉降裂缝、冻胀裂缝缝等，裂缝产生的根源在于水泥水化产物不完全以及水泥水化产物形貌及结构不规整，从而造成水泥水化过程对于拌合用水不能完全转化为水化产物，水化产物的形貌不规整、硬化过程其聚集态结构形成构成体积不稳定容易收缩而产生微裂缝和裂缝，一般水泥基复合材料中90％多的裂缝是由混凝土等在硬化过程因为自身微观结构不均匀不规整的收缩变形引起的。因此，研究和解决水泥基复合材料的在水化及硬化过程中因为水化产物的收缩变形引起的裂缝问题时，促进水泥水化反应的程度及调控水泥水化产物的微观结构及聚集体结构的规整均匀是解决混凝土裂缝的重要方向。

随着工程实践中对于水泥基复合材料如混凝土工程质量的要求不断提高，对于混凝土的膨胀减缩抗裂缝的要求也是越来越高，目前解决水泥基复合材料收缩开裂的主要方法及手段是在其拌合过程中添加膨胀剂、减缩剂、纤维、内养护剂和矿物掺合料等，都是从外因方面采取的措施，短期会有一定的效果，但是其效果有限，不能从根本上解决存在的问题，如何使水泥基复合材料具有长久的强度及使用年限依然是目前需要解决的主要问题。水泥基复合材料的水化及成型过程是一次性的、同时进行的过程，因此对其存在的结构问题也必须用多种方法的协同作用同时解决。

本发明专利的研究思路就是组合使用具有膨胀和减缩效果的两种外加剂以及调控水泥水化产物及其结构的方法，并发挥其协同或叠加作用，具有使用效果显著、性价比高的特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水泥基复合材料抗减缩抗裂缝外加剂及其制备方法，本发明的水泥基复合材料抗减缩抗裂缝外加剂能够对水泥基复合材料同时具有微膨胀、抗减缩及促进水泥水化反应程度和调控水泥水化产物微观结构的功能，能够显著提高混凝土的体积稳定性，减少混凝土在水化和硬化过程中因为体积收缩产生的裂缝和微裂缝，显著地提高混凝土的强度及耐久性参数，为制备高性能和长寿命的混凝土奠定基础。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种水泥基复合材料抗减缩抗裂缝外加剂的制备方法，具体步骤包括：按质量份将10.5～11.1份Al₂O₃-Fe₂O₃多孔骨架复合物微粒、3.5～4.6份层状氧化镁纳米片层、100～120份水性乙烯基聚合物和105～120份水混合后超声处理30～50分钟。

进一步的，所述Al₂O₃-Fe₂O₃多孔骨架复合物微粒的制备步骤包括：