[发明专利]一种锡丝自修复活性粉末混凝土及其制备方法

说明书

本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种锡丝自修复活性粉末混凝土及其制备方法。一种锡丝自修复活性粉末混凝土，原料包括干混料，水和减水剂；干混料中添加了钢纤维和锡丝。优选的，干混料中还包括NSTJ结晶渗透剂。本申请制备的锡丝自修复活性粉末混凝土利用高温下锡丝熔化形成孔道有利于水汽排出防止混凝土爆裂，掺入纳米材料的NSTJ结晶渗透剂在裂缝处与水反应形成结晶体，使裂缝愈合，具有成本低、强度高、抗爆裂能力好、裂缝自修复等优点，采用标准养护，便于现场施工。

技术领域

本申请涉及混凝土技术领域，更具体地说，它涉及一种锡丝自修复活性粉末混凝土及其制备方法。

背景技术

随着现代社会的进步和科学技术的快速发展，大量超高层建筑，大跨度桥梁结构、深基坑和深海工程等超级工程越来越多，对混凝土提出了新的要求。混凝土既要有高强度、长期体积稳定性和耐久性，又要具备很好的流动性。因此具有高力学性能和良好耐久性的新型水泥基复合材料——活性粉末混凝土(RPC)应运而生。

活性粉末混凝土由水泥、级配石英砂、石英粉、硅灰、高效减水剂和钢纤维等组成，设计过程中通过采用低水胶比，提高颗粒的细度与活性，并在优化颗粒级配的基础上掺短细钢纤维，基于最紧堆积密度理论，减少材料内部缺陷，增加密实度，从而获得高强度、高韧性和高耐久性的活性粉末混凝土。

虽然活性粉末混凝土具有高力学性能和良好耐久性，但在实际工程应用中，仍存在一些问题：(1)价格高,传统活性粉末混凝土中用量最大的骨料为不同粒径的石英砂,石英砂的价格约2000元/吨,使得活性粉末混凝土成本远高于普通混凝土；(2)抗火能力差，当温度超过300℃时，由于活性粉末混凝土原材料基于最紧堆积密度原理，组成材料无粗骨料，结构致密，容易发生爆裂丧失强度，阻碍了其在建筑结构中的使用；(3)收缩大，混凝土表面易出现裂纹；(4)流动性不佳，活性粉末混凝土水灰比较低，掺入钢纤维或混杂纤维后流动性更受影响，难以浇筑密实，这对混凝土现场浇筑造成了困难；(5)生产效率低，现场搅拌需要对所有原材料需要精准称量，严重影响现场搅拌浇筑效率。

针对上述中的相关技术，发明人认为，需要提供一种锡丝自修复活性粉末混凝土及其制备方法，具有成本低、抗爆裂能力好等优点。

发明内容

为了提高活性粉末混凝土的抗爆裂能力并降低生产成本，本申请提供一种锡丝自修复活性粉末混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种锡丝自修复活性粉末混凝土，采用如下的技术方案：一种锡丝自修复活性粉末混凝土，原料包括干混料，水154.9-195.8重量份和减水剂27.3-34.6重量份；干混料包括以下重量份的原料：水泥570-720份，粉煤灰199-252份，硅灰142-180份，机制山砂942-1183份，钢纤维80-160份，锡丝15-44份；且所有原料重量份的基准相同。

通过采用上述技术方案，通过优化配比设计，采用大掺量粉煤灰与硅灰替代部分水泥，不仅提高了活性粉末混凝土的和易性与流动性，改善了活性粉末混凝土的工作性能，而且加大了对工业废料的使用率；同时结合减水剂的使用，使得活性粉末混凝土具有自密实的效果；通过加入钢纤维，提高了活性粉末混凝土的强度。

通过加入含量较为丰富的山砂，替代价格昂贵的石英砂和石英粉，能显著降低活性粉末混凝土的原材料价格，具有良好的经济效益，且28d抗压强度可达100MPa，完全达到活性粉末混凝土的性能要求。

在200℃前，活性粉末混凝土的强度随着温度的升高而增强，当温度超过200℃，活性粉末混凝土内部致密的结构使得水汽无法排出，导致混凝土出现严重的爆裂，从而使混凝土破裂，强度显著降低。已知的抗爆裂解决措施是掺入聚乙烯、聚丙烯纤维等，成本高，且掺入会显著降低混凝土的强度和流动性。本申请通过添加锡丝，锡丝在温度超高200℃时熔化成小珠，使得混凝土内部形成微小通道，水汽可以从上述微小通道中排出，从而明显降低活性粉末混凝土的爆裂行为，提高活性粉末混凝土的抗爆裂能力，从而提高活性粉末混凝土的抗火能力。