一种高效内养护材料及其制备方法与流程

1.本发明属于建筑工程材料技术领域，具体涉及一种多孔活性内养护掺和料。


背景技术：

2.高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，高性能混凝土以耐久性作为设计的主要指标，针对其不同用途要求，主要对混凝土的耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性、经济型等重点予以保证。各行业自2005年以来陆续颁布指南或暂行技术条件等，以指导高性能混凝土的推广应用，提升混凝土行业技术水平，确保工程质量，延长建筑物使用寿命，降低工程全寿命周期的综合成本。为实现混凝土高性能，多采用优质矿物掺合料和外加剂、较低的水胶比和合理胶凝材料用量等技术。在混凝土凝结硬化过程中，混凝土中水分蒸发及胶凝材料的水化消耗了大量的水分，导致混凝土中毛细管压力增加，很大程度上会引起混凝土塑性收缩增加。高活性矿物掺合料的二次水化反应又需要更多的水分，加剧了混凝土的自干燥收缩，因而，高性能混凝土的养护是十分必要的。高效的内养护可以缓解混凝土内部湿度的降低，促进水泥水化及矿物掺合料的二次水化，提高混凝土的强度和耐久性，并在一定程度上能够解决高性能混凝土收缩开裂问题。
3.专利“一种水泥基材料内养护剂及其制备和应用”(cn 106007539 a)公布的内养护剂主要将天然沸石磨细，经高温煅烧后的预吸水多孔沸石粉适量替代水泥基材料中的石英砂来实现混凝土的自养护。专利“一种含天然沸石粉的混凝土及其制备方法”(cn109437707 a)公布的混凝土中掺入9～14份200～250目粒径的沸石粉，以改善混凝土的保水性、增加粘聚性、减少混凝土的经时损失等。专利“一种用于机场道面的掺内养护剂及其制备方法”(cn 107963822 a)公布的内养护剂中含有改性硅藻土是由硅藻土通过环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚醚和聚异丁烯改性得到，可实现混凝土内养护时间长达5年以上。众多专利中公布的内养护剂主要包含吸水树脂、陶粒、多孔沸石粉、改性硅藻土等，采用多种措施充分发挥了其内养护的功能，而作为高性能混凝土的重要组成部分——矿物掺和料对混凝土长期力学性能和耐久性能的改善尤为突出，而如何有效结合和发挥多孔铝硅酸盐矿物的养护及二次水化功能，实现混凝土高效内养护与力学性能和耐久性能优化的内养护掺和料尚未提出。


技术实现要素：

4.针对现有专利和文献中内养护技术的现状，结合沸石、羟基磷灰石微球、硅藻土等多孔矿物的孔结构特征和活性化学组成，通过充分发挥不同粒径多孔矿物掺和料在胶凝材料水化过程的吸水与释水功能和超细矿物掺和料的填充效应与二次水化活性效应之间的协同作用，实现掺和料的内养护。
5.为了实现上述目的，该发明的技术方案：一种多孔活性内养护掺和料，其特征在于，该掺和料主要包括天然微孔掺和料组分和增强型掺和料组分，按重量份计，主要由以下原材料组合而成：超细沸石15-25份、硅藻土5-10份、羟基磷灰石微球65-80份。
6.上述一种多孔活性内养护掺和料，其特征在于，浮石粉由天然浮石磨细而成，浮石粉比表面积为50～150m2/kg。
7.上述一种多孔活性内养护掺和料，其特征在于，沸石粉由天然沸石磨细而成，沸石粉比表面积为150～300m2/kg。
8.上述一种多孔活性内养护掺和料，其特征在于，煅烧硅藻土是经过600～800℃高温煅烧后磨细而成，煅烧硅藻土比表面积大于50000m2/kg。
9.上述一种多孔活性内养护掺和料，其特征在于，超细矿渣粉采用s105级矿渣粉磨细而成，超细矿渣粉比表面积为800～1200m2/kg。
10.上述一种多孔活性内养护掺和料，其特征在于，制备混凝土时多孔活性内养护掺和料掺量宜为胶凝材料总量的10～20％，掺多孔活性内养护掺和料的混凝土单方用水量应按照该掺和料质量的15％～40％增加。
11.上述一种高效内养护材料，其特征在于，其特征在于，超细沸石粉由天然沸石磨细而成，沸石粉比表面积大于850m2/kg。
12.上述一种高效内养护材料，硅藻土由硅藻土是经过600～800℃高温煅烧磨细而成，煅烧硅藻土比表面积小于900m2/kg。
13.上述一种高效内养护材料，其特征在于，羟基磷灰石微球由以下方法合成。
14.上述羟基磷灰石微球的制备方法，先将1.0g
·
l-1的聚丙烯酸溶液分别添加到0.1mol
·
l-1的cacl2和na2co3溶液中，0.01mol
·
l-1的十二烷基磺酸钠溶液预先添加到上述na2co3溶液中.再将100ml的cacl2溶液在搅拌条件下快速倒入等体积的na2co3溶液中，在80益下反应1h，将得到的产物分离、过滤，用蒸馏水反复淋洗，放入80益烘箱干燥12h，即得到中空球形方解石粉末。将0.2g中空球形方解石粉末加入40ml水中使成悬浊液，在搅拌的条件下将0.03mol
·
l-1na2hpo4溶液以2ml
·
min-1的速率滴加到上述悬浊液中.反应在常压下，60益恒温水浴中进行，用质量分数为20％的naoh溶液调节ph值在9-11在搅拌条件下反应2h后分离出产物，用蒸馏水洗至溶液呈中性，在80益烘箱中干燥12h，即得到了几乎与方解石同样尺寸的羟基磷灰石中空微球。
15.本发明所述的一种多孔活性内养护掺和料的使用可以有效降低混凝土的塑性收缩和单位面积内开裂面积、提高混凝土长期力学性能和耐久性能。具体而言，改内养护掺和料的使用可以实现混凝土1d塑性收缩降低≥50％，混凝土开裂面积降低≥60％，混凝土90d抗压强度比≥120％，90d电通量比≤50％。
具体实施方式
16.下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的具体说明。
17.实施例1
18.本发明实施例提供了一种高效内养护材料及其制备方法，具体组成如下：超细沸石15份、硅藻土5份、羟基磷灰石微球80份。
19.实施例2
20.本发明实施例提供了一种高效内养护材料及其制备方法，具体组成如下：超细沸石25份、硅藻土10份、羟基磷灰石微球65份。
21.实施例3
22.本发明实施例提供了一种高效内养护材料及其制备方法，具体组成如下：超细沸石20份、硅藻土8份、羟基磷灰石微球72份。
23.采用不掺本发明所述内养护掺和料的混凝土作为基准进行试验，该试验中内养护掺和料的掺量为胶凝材料总量的15％，单方用水量增加内养护掺和料用量的30％，混凝土配合比如下表所示。
24.试验原材料包括：华新p
·
o42.5水泥；阳逻电厂i级粉煤灰；河砂，细度模数为2.6；级配碎石，颗粒粒径5～20mm连续级配；减水剂为武汉华轩高新技术有限公司生产的聚羧酸减水剂。
25.混凝土配合比：水泥330kg/m3，粉煤灰60kg/m3，砂750kg/m3，石1100kg/m3，水170kg/m3，减水剂5kg/m3。
26.上述实施例制备得到的混凝土的性能如下：
[0027][0028][0029]
实施例中采用的内养护掺和料的组分相同，但各组分的比例及在混凝土中的掺量不同，通过分别对比实施例和基准可知，混凝土在坍落度(160
±
10mm)和含气量(6％～7％)相当条件下，混凝土1d塑性收缩降低≥50％，混凝土开裂面积降低≥60％，混凝土90d抗压强度比≥120％，90d电通量比≤50％。该掺和料的使用可以有效提高混凝土的体积稳定性和抗裂性能，并改善了混凝土的长期力学性能和耐久性能。