[发明专利]一种轻质高强抗开裂自修复凝灰岩混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻质高强抗开裂自修复凝灰岩混凝土，各组分及其所占质量百分比包括：水泥10～22％，凝灰岩粉8～20％，硅灰2～6％，陶粒20～30％，陶砂25～35％，高性能减水剂0.2～0.8％，抗裂修复剂0.06～0.3％，引气剂0.05～0.8％，水6～12％。本发明结合超细粉磨技术和微波活化技术活化凝灰岩，在实现凝灰岩在混凝土中高掺量应用的同时，可进一步提升所得混凝土的力学性能；同时结合具有自修复功能的抗裂修复剂，得到兼具良好力学性能和抗裂自修复性能的凝灰岩混凝土，适用性广。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种轻质高强抗开裂自修复凝灰岩混凝土及其制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展和技术的进步，混凝土建筑物大量发展的过程中同时面临一些列问题，如生产水泥排放的二氧化碳容易造成温室效应使全球变暖，直接利用的粗细骨料逐渐变少，混凝土价格上涨等。为了解决混凝土原材料短缺和价格较高等问题，采用一些矿渣、粉煤灰等具有潜在活性的胶凝材料替代混凝土中水泥成为最有效的手段，凝灰岩由于活性较差，所得混凝土力学性能较差，因此通常在混凝土中的掺量不高。进一步开发利用凝灰岩的活性，并探索凝灰岩在混凝土中的高附加值利用具有重要的研究和应用意义。

目前针对凝灰岩，主要采取物理粉磨活化、高温活化和化学活化等活化改性手段；其中物理粉磨对凝灰岩的改性的程度较低，化学活化和高温活化对凝灰岩改性虽然有一定的活化效果，但是其活化改性成本较高，且活化效果有限，限制了凝灰岩在混凝土中高掺量应用。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种轻质高强抗开裂自修复凝灰岩混凝土，可实现凝灰岩天然火山灰粉在混凝土中的高效综合利用，有效解决水泥基原材料和水泥混凝土矿物掺合料资源短缺的问题，具有重要的经济和环境效益。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种轻质高强抗开裂自修复凝灰岩混凝土，各组分及其所占质量百分比包括：水泥10～22％，改性凝灰岩粉8～20％，硅灰2～6％，陶粒20～30％，陶砂25～35％，高性能减水剂0.2～0.8％，抗裂修复剂0.06～0.3％，引气剂0.05～0.8％，水6～12％；其中所述改性凝灰岩粉通过将凝灰岩进行微波活化和粉磨处理而成。

上述方案中，所述水泥为52.5级的普通硅酸盐水泥。

上述方案中，所述硅灰的比表面积为24000m²/kg以上，且SiO₂含量为95wt％以上。

上述方案中，所述陶粒为碎石型页岩陶粒，其粒径为5～20mm，筒压强度为8.2～10.5Mpa。

上述方案中，所述抗裂修复剂的制备方法包括如下步骤：

1)将15～20重量份甲醛和8～12重量份苯酚加入10～30重量份水中搅拌均匀，然后加入15～20重量份氢氧化钠调节所得混合溶液的pH值至8～10，加热至60～90℃，保温处理80～120min；

2)乳液的制备：在搅拌条件下，将28～36重量份双环戊二烯加入含30～40重量份聚丙烯酸钠盐的溶液中，将所得悬浮液在65～85℃下继续搅拌均匀；

3)将所得预浓缩液和乳液搅拌均匀，加入酸性调节剂(3～8wt％盐酸)并在搅拌条件下使所得反应体系的pH值调节到1～3；再以1～3℃/min的速率升温至85～95℃保温反应5～6h，冷却至室温、过滤、干燥即得所述抗裂修复剂。

上述方案中，所述引气剂为三萜皂甙。

上述方案中，所述改性凝灰岩粉制备方法如下步骤：