[发明专利]一种高强高韧混凝土及其制备方法

说明书

本申请涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种高强高韧混凝土及其制备方法。高强高韧混凝土的制备原料按重量份计，包括水150‑170份、水泥200‑250份、粗骨料200‑250份、细骨料350‑400份、超细粉料40‑70份、结构改性料50‑70份、纤维素10‑20份和化学助剂10‑25份；其制备方法为：按照配方量称取水泥、粗骨料、细骨料、超细粉料、结构改性料、纤维素、化学助剂并混合均匀；在混合料中按照配方比例添加水，搅拌得到高强高韧混凝土浆料。本申请的混凝土具有较高的强度与韧性，可用于一些受压力较大的建筑场合，其制备方法具有配比简单，便于施工，原料易得的优点。

技术领域

本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种高强高韧混凝土及其制备方法。

背景技术

高强度混凝土是一种新型的高技术混凝土，是一种采用现代混凝土技术，选用优质原料，采用低水胶比并掺加足够的矿物质细掺料与高效外加剂制成的混凝土。高强度混凝土的强度等级一般为C60以上，常被应用于制作超高层建筑的层底柱。近年来，随着科技的发展，超高层建筑在城市建筑中的比例逐渐提高，高强度混凝土的应用也日益广泛。

目前，随着超高层建筑物的大型化、高层化以及施工机械的大型化，对高强度混凝土的性能也有了更高的要求，需要在保证混凝土的实用性与体积稳定性的前提下对混凝土的强度以及韧性进行进一步的提高，以降低混凝土发生破碎以及开裂的可能性。

发明内容

为了提高混凝土的结构强度与韧性，本申请提供一种高强高韧混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种高强高韧混凝土，采用如下的技术方案：

一种高强高韧混凝土，制备原料按重量份计,包括水150-170份、水泥200-250份、粗骨料200-250份、细骨料350-400份、超细粉料40-70份、结构改性料50-70份、纤维素10-20份、减水剂3份和化学助剂8-20份，所述结构改性料为环氧改性酚醛树脂与偶联剂的混合物，所述环氧改性酚醛树脂的羟值为0.5-1.0mg KOH/g,所述环氧改性酚醛树脂与偶联剂的重量比为(1.5-2):1。

通过采用上述技术方案，本申请的混凝土原料之间的结构更加紧密，由于采用环氧改性酚醛树脂与偶联剂复配作为结构改性料，偶联剂与环氧改性酚醛树脂的羟基之间形成了氢键结合。一方面，环氧改性酚醛树脂是环氧树脂的羟甲基与酚醛树脂的羟基及环氧基相互反应、交联形成的复杂结构，其不仅具有环氧树脂的优良粘接性，改善了酚醛树脂的脆性，还具有酚醛树脂的耐冲击性；另一方面，偶联剂与环氧改性酚醛树脂发生反应，改变了粗骨料、细骨料与环氧改性酚醛树脂之间的结合性，混凝土的内聚强度提高。其中，当改性酚醛树脂与偶联剂的重量比为1.7:1时，两者之间的复配效果最好。因此，结构改性料改善了普通混凝土强度与韧性方面的缺陷，使混凝土获得更高的强度与韧性，不易于破碎开裂。

优选的，所述环氧改性酚醛树脂的制备方法为：

S1、在容器中加入苯酚、环氧树脂和甲基三氧甲基硅烷，搅拌至环氧树脂完全溶解，得到混合液；

S2、往混合液中加入Bronsted酸，同时在N₂的保护下，搅拌升温160℃后保温，在回流的状态下反应5h，之后冷却降温至90℃，加入多聚甲醛至完全溶解后，以5℃/min的速度升温至110℃反应1h；

S3、将S2中得到的反应产物置于120℃的环境中干燥3h，得到具有热塑性的环氧改性酚醛树脂。

所用苯酚、环氧树脂、甲基三氧甲基硅烷、Bronsted酸、多聚甲醛的重量比为(90-96)：(13-15)：(35-40)：(0.8-1)；(20-25)。

优选的，所述偶联剂为烷基偶联剂。