[发明专利]一种抗裂混凝土及其制备方法

说明书

本申请属于混凝土材料的技术领域，具体公开了一种抗裂混凝土及其制备方法。本申请的一种抗裂混凝土，主要由包括以下重量份的混凝土原料制得：水泥400‑500份、粗骨料1200‑1300份、细骨料400‑460份、水150‑250份、膨胀石墨11‑13份、改性纳米氧化铝9‑10份、月桂酸89‑100份、无水乙醇90‑100份和减水剂6‑10份。本申请中，膨胀石墨能够吸附月桂酸和纳米氧化铝，月桂酸具有较高的相变焓值及热稳定性，可有效控制混凝土的内部温度，防止裂缝的产生，纳米氧化铝能够填充混凝土内部的缝隙，提高混凝土的密实度，提高混凝土的抗裂性能。

技术领域

本申请涉及混凝土材料的技术领域，尤其是涉及一种抗裂混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土通常以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子（必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料）等按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成。混凝土是当今世界上用量最大、用途最广的建筑材料。

混凝土作为非均质的脆性材料，经常会出现收缩开裂现象，尤其是在钢筋混凝土施工过程中，混凝土在凝结硬化后出现收缩，由于受钢筋约束作用产生开裂现象，严重影响混凝土的耐久性。

针对上述相关技术，如何提高混凝土的抗裂性能和使用安全性，越来越引起人们的关注。

发明内容

为了减少混凝土裂缝的产生，本申请提供一种抗裂混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供了一种抗裂混凝土，采用如下的技术方案：

一种抗裂混凝土，主要由包括以下重量份的混凝土原料制得：水泥400-500份、粗骨料1200-1300份、细骨料400-460份、水150-250份、膨胀石墨11-13份、改性纳米氧化铝9-10份、月桂酸89-100份、无水乙醇90-100份和减水剂6-10份。

在常规混凝土中，混凝内部温度达到峰值再降低后，混凝土产生热收缩和收缩应力，当收缩应力大于拉应力时，混凝土易产生裂缝。在上述技术方案中，膨胀石墨的孔隙率高，能够有效吸附月桂酸，形成复合相变材料。由于月桂酸具有较高的相变焓值及热稳定性，因此在混凝土中掺入月桂酸，可有效控制混凝土的内部温度，防止裂缝的产生。纳米氧化铝能够填充混凝土内部的缝隙，提高混凝土的密实度，从而提高混凝土的抗裂性能。

可选的，所述改性纳米氧化铝主要由纳米氧化铝粉末原料经85%-95%的乙醇溶液、pH调节剂和硅烷偶联剂处理制得，其中所述纳米氧化铝粉末原料与所述硅烷偶联剂的重量比为(20-40):(1-3)。

常规纳米氧化铝颗粒由于其自由能较高，容易吸附羟基，这些裸露的羟基彼此接触，在氢键的作用下形成缔合的羟基，产生团聚现象，不易分散在混凝土中。在上述技术方案中，使用硅烷偶联剂对纳米氧化铝进行改性，纳米氧化铝表面的羟基因被氨基取代而减少，从而使由氢键缔合导致的团聚现象减少，提高了纳米氧化铝在混凝土中的分散性；此外，改性后的纳米氧化铝表面包裹有硅烷偶联剂，形成较大的空间位阻，对纳米氧化铝的团聚起到了一定抑制作用。

可选的，所述pH调节剂为乙酸。

通过采用上述技术方案，使用乙酸进行pH调节，乙酸在水中部分电离生成氢离子和醋酸根离子，不会引入其它离子对反应造成影响。

可选的，所述混凝土原料还包括1-4重量份的改性碳纤维，所述改性碳纤维主要由碳纤维原料经无水乙醇、质量分数为60%-70%的浓硝酸和硅烷偶联剂处理制得，其中所述碳纤维原料与所述硅烷偶联剂的重量比为(12-16):(3-5)。

通过采用上述技术方案，使用硅烷偶联剂对碳纤维进行改性，将碳纤维表面的胶质除去，提高碳纤维表面粗糙度和活性。在混凝土中加入改性碳纤维，可与混凝土基质紧密连接，提高混凝土的抗裂拉伸强度，防止混凝土产生裂缝。

可选的，所述硅烷偶联剂为偶联剂Si-69。