[发明专利]一种制品混凝土增韧功能组分及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种制品混凝土增韧功能组分及其制备方法和应用。该增韧功能组分的制备方法，包括以下步骤：将CaO、SiO₂溶胶和去离子水按钙硅摩尔比例Ca/Si＝1.3:1、水固质量比W/S＝(10～30):1混合，搅拌均匀后得悬混液XH1；将占悬混液XH1质量3～5％的聚乙烯醇和70～95％的碳酸钙晶须加入上述悬混液XH1中，初步搅拌后进行超声波分散，将悬浮液升温至50～60℃，再持续搅拌18～36h，冷却至室温，制备得到制品混凝土增韧功能组分XH2。本发明通过采用原位合成的纳米C‑S‑H凝胶对碳酸钙晶须进行修饰，再加入聚乙烯醇形成制品混凝土增韧功能组分，该制品混凝土增韧功能组分可用于提升制品混凝土抗冲击韧性。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种制品混凝土增韧功能组分及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着我国基础设施的发展，铁路建设、市政地铁隧道建设、房屋建筑等领域对预制混凝土制品的需求也随之增加。预制混凝土制品虽然有成本相对较低、施工方便、耐腐蚀(与钢结构比)、抗压强度高等优点，但是也存在脆性大、易开裂等缺陷，特别是对于采用蒸汽养护或蒸压养护的混凝土制品而言，在冲击荷载作用下更易于产生脆性开裂，从而使其在一些工程应用中受限。

为提高混凝土制品的抗冲击韧性，通常在制备混凝土时单掺或复掺纤维以减少裂缝的形成、阻止裂缝的扩展。目前混凝土中常用的纤维包括聚丙烯纤维、钢纤维、玄武岩纤维、碳纤维等。纤维对于提升混凝土制品抗冲击韧性有较明显的效果，但其掺加易使混凝土新拌工作性变差，影响浇筑成型。同时，纤维虽可有效阻碍混凝土宏观和细观裂缝的扩展，但对于控制微观裂纹的形成和扩展作用有限。另外，也有将乳化沥青与水泥、集料等相结合，制备具有较高韧性的水泥基材料的研究，比如，高速铁路轨道板下面使用的水泥-乳化沥青砂浆。但是，此类材料中乳化沥青掺量通常较高，达到水泥用量的25％～80％，因此得到的水泥基材料往往强度低，适合用于垫层起填充和调整水平的作用，直接在混凝土制品中大剂量掺入乳化沥青将会损害其力学性能。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种制品混凝土增韧功能组分及其制备方法和应用，用以解决现有技术中对混凝土制品的抗冲击韧性改善效果不佳的技术问题。

本发明的第一方面提供一种制品混凝土增韧功能组分的制备方法，包括以下步骤：

将CaO、SiO₂溶胶和去离子水按钙硅摩尔比例Ca/Si＝1.3:1、水固质量比W/S＝(10～30):1混合，搅拌均匀后得悬混液XH1；

将占悬混液XH1质量3～5％的聚乙烯醇和70～95％的碳酸钙晶须加入上述悬混液XH1中，初步搅拌后进行超声波分散，将悬浮液升温至50～60℃，再持续搅拌18～36h，冷却至室温，制备得到制品混凝土增韧功能组分XH2。

本发明的第二方面提供一种制品混凝土增韧功能组分，该制品混凝土增韧功能组分通过本发明第一方面提供的制品混凝土增韧功能组分的制备方法得到。

本发明的第三方面提供一种制品混凝土增韧功能组分的应用，本发明第一方面得到的制品混凝土增韧功能组分应用于提高混凝土的抗冲击韧性。

本发明的第四方面提供一种具有高抗冲击韧性的制品混凝土，按重量份计，包括以下原料：水泥400～500份、制品混凝土增韧功能组分XH21～200份、粉煤灰30～80份、乳化沥青20～30份、粗集料980～1060份、细集料670～720份、水100～150份、减水剂4～7份；本发明第四方面中的制品混凝土增韧功能组分XH2为本发明第一方面制备得到的制品混凝土增韧功能组分XH2。

本发明的第五方面提供了一种具有高抗冲击韧性的制品混凝土的制备方法，包括如下步骤：将水泥、制品混凝土增韧功能组分XH2、粉煤灰、乳化沥青、粗集料、细集料、水和减水剂拌合成型，并经养护后得到具有高抗冲击韧性的制品混凝土。