CN109133740A - 一种抗开裂混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗开裂混凝土，其原料按重量份包括：水泥55‑68份、石英砂70‑100份、陶砂20‑40份、混合纤维0.5‑1.1份、堇青石3‑8份、轻烧氧化镁0.9‑2.7份、微硅粉7‑15份、沸石1.8‑2.8份、石灰石粉4‑8份、铅锌尾矿复合粉1‑3份、钢渣粉0.2‑1.3份、稻壳1.2‑3.5份、氧化铝空心球0.5‑2份、方解石粉0.5‑2份、环氧树脂乳液0.1‑0.28份、防水剂1‑1.8份、水20‑28份、减水剂0.6‑2.6份、污泥0.1‑0.32份。本发明提出的抗开裂混凝土，其强度高，韧性好，抗开裂，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种抗开裂混凝土。
背景技术
混凝土是当今最大宗的建筑工程材料，高性能混凝土代表了混凝土技术的发展方向。近年来，随着国内建筑业蓬勃发展，对建造过程中所消耗混凝土的强度和抗开裂性能的要求不断提高，但是混凝土的固有弱点是随着强度的不断提高，其韧性变差，脆性提高易产生裂缝，裂缝的出现、扩展会造成性能的降低，以致缩短寿命，限制了其应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种抗开裂混凝土，其强度高，韧性好，抗开裂，使用寿命长。
本发明提出的一种抗开裂混凝土，其原料按重量份包括：水泥55-68份、石英砂70-100份、陶砂20-40份、混合纤维0.5-1.1份、堇青石3-8份、轻烧氧化镁0.9-2.7份、微硅粉7-15份、沸石1.8-2.8份、石灰石粉4-8份、铅锌尾矿复合粉1-3份、钢渣粉0.2-1.3份、稻壳1.2-3.5份、氧化铝空心球0.5-2份、方解石粉0.5-2份、环氧树脂乳液0.1-0.28份、防水剂1-1.8份、水20-28份、减水剂0.6-2.6份、污泥0.1-0.32份。
优选地，所述混合纤维为钢纤维、聚丙烯腈纤维、异型塑钢纤维、甘蔗渣纤维的混合物，且钢纤维、聚丙烯腈纤维、异型塑钢纤维、甘蔗渣纤维的重量比为1-8：2-10：3-9：1-5。
优选地，所述石灰石粉的比表面积为650-680m2/kg。
优选地，所述铅锌尾矿复合粉由铅锌尾矿、石屑、粉煤灰、白云石研磨而成，且铅锌尾矿、石屑、粉煤灰、白云石的重量比为3-9：1-2：1-2：0.5-1.8。
优选地，所述铅锌尾矿复合粉的比表面积为300-430m2/kg。
优选地，所述防水剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或者两种的混合物。
优选地，所述减水剂按照以下工艺进行制备：将马来酸、柠檬酸与水混合，在45-65℃搅拌100-180min，加入三乙醇胺，升温至80-95℃，在密闭条件下反应300-400min，冷却后得到物料A；将单-(6-乙二胺基-6-去氧)-β-环糊精与1-羟基苯并三唑加入二甲基甲酰胺中混合均匀，在冰水浴中加入物料A、N,N-二异丙基乙胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，搅拌反应5-7h，反应结束后加入丙酮中，过滤，洗涤、干燥得到物料B；将异丁烯醇聚氧乙烯醚、物料B与水混合均匀，在氮气的保护下升温至55-65℃，加入双氧水，加入丙烯酸、苯乙烯、抗坏血酸和巯基乙酸，搅拌反应30-50min，调节pH值为中性得到所述减水剂。
优选地，马来酸、柠檬酸、三乙醇胺的摩尔比为1：1：1；单-(6-乙二胺基-6-去氧)-β-环糊精、物料A的摩尔比为1：3-8；异丁烯醇聚氧乙烯醚、物料B、丙烯酸、苯乙烯的重量比为20-35：3-8：10-25：1-3。
本发明所述抗开裂混凝土，其原料中，以水泥为主料，同时加入了石英砂、陶砂、混合纤维、堇青石、轻烧氧化镁、微硅粉、沸石、石灰石粉、铅锌尾矿复合粉、钢渣粉、稻壳、氧化铝空心球、方解石粉、环氧树脂乳液、防水剂、减水剂、污泥配合，并控制了各原料的比例，得到了一种强度高、抗开裂性能好的混凝土，具体地，混合纤维具体选择钢纤维、聚丙烯腈纤维、异型塑钢纤维、甘蔗渣纤维的混合物，使各纤维发挥正混杂效应，可以在受力上互相协调，发挥刚度增强作用和柔性增韧作用，在裂纹产生、发展的各个阶段分别发挥作用，减少裂纹尖端应力集中，阻碍裂纹扩展，消耗裂纹扩展能量，取得良好的增强、增韧效果；堇青石、轻烧氧化镁、微硅粉、沸石、石灰石粉、氧化铝空心球、方解石粉加入体系中，减少了水泥的用量，同时可与水泥中的物质发生化学反应，并可消耗水泥浆体中的氢氧化钙，提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能，同时填充于水泥颗粒之间，起到了减水增塑的作用，增加混凝土拌合物的流动性，从而改善混凝土的工作性能，并使混凝土的空隙减少，提高了混凝土的强度；铅锌尾矿复合粉、钢渣粉、稻壳配合加入体系中，延长了混凝土的初裂时间，提高了混凝土的抗裂性；在减水剂的制备过程中，首先以马来酸、柠檬酸与三乙醇胺为原料，控制反应的条件，使三乙醇胺中的羟基与马来酸和柠檬酸中的羧基发生了反应，得到了含双键和羧基的物料A；之后使单-(6-乙二胺基-6-去氧)-β-环糊精中的氨基与物料A中的羧基进一步发生了反应，得到了物料B，以异丁烯醇聚氧乙烯醚、物料B、丙烯酸、苯乙烯为原料发生了聚合反应，得到了所述减水剂，其分子中含有保塑性的酯基和羧基，酯基在碱性条件下发生水解产生羧基，从而与钙离子发生反应，形成可溶性钙盐，降低了水泥浆体中钙离子的浓度，延缓了氢氧化钙和水化硅酸钙凝胶产物的生成，同时羧基对水泥颗粒的吸附作用强，分散保持性能也较强，赋予混凝土优异的保坍性，同时在分子中引入了β-环糊精和苯乙烯结构，增大了其空间位阻，减弱了减水剂与掺合料的作用力，降低了拌合物的粘度，使所得减水剂在基体中的分散性和适用性更好，赋予混凝土优异的减水保坍性。
对本发明所述抗开裂混凝土进行性能检测，其28d抗压强度为65-72MPa，抗折强度为9-10.2MPa，依据国家标准进行抗裂实验，48h内未出现裂缝，抗裂性能好。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种抗开裂混凝土，其原料按重量份包括：水泥68份、石英砂70份、陶砂40份、混合纤维0.5份、堇青石8份、轻烧氧化镁0.9份、微硅粉15份、沸石1.8份、石灰石粉8份、铅锌尾矿复合粉1份、钢渣粉1.3份、稻壳1.2份、氧化铝空心球2份、方解石粉0.5份、环氧树脂乳液0.28份、防水剂1份、水28份、减水剂0.6份、污泥0.32份。
实施例2
本发明提出的一种抗开裂混凝土，其原料按重量份包括：水泥55份、石英砂100份、陶砂20份、混合纤维1.1份、堇青石3份、轻烧氧化镁2.7份、微硅粉7份、沸石2.8份、石灰石粉4份、铅锌尾矿复合粉3份、钢渣粉0.2份、稻壳3.5份、氧化铝空心球0.5份、方解石粉2份、环氧树脂乳液0.1份、防水剂1.8份、水20份、减水剂2.6份、污泥0.1份。
实施例3
本发明提出的一种抗开裂混凝土，其原料按重量份包括：水泥67份、石英砂78份、陶砂33份、混合纤维0.7份、堇青石7份、轻烧氧化镁1.2份、微硅粉14份、沸石2份、石灰石粉7份、铅锌尾矿复合粉1.2份、钢渣粉1.1份、稻壳1.7份、氧化铝空心球1.6份、方解石粉0.7份、环氧树脂乳液0.26份、防水剂1.2份、水27份、减水剂0.9份、污泥0.3份；
其中，所述混合纤维为钢纤维、聚丙烯腈纤维、异型塑钢纤维、甘蔗渣纤维的混合物，且钢纤维、聚丙烯腈纤维、异型塑钢纤维、甘蔗渣纤维的重量比为1：10：3：5；
所述石灰石粉的比表面积为650m2/kg；
所述铅锌尾矿复合粉由铅锌尾矿、石屑、粉煤灰、白云石研磨而成，且铅锌尾矿、石屑、粉煤灰、白云石的重量比为3：2：1：1.8；
所述铅锌尾矿复合粉的比表面积为300m2/kg；
所述防水剂为硬脂酸锌；
所述减水剂按照以下工艺进行制备：将马来酸、柠檬酸与水混合，在45℃搅拌180min，加入三乙醇胺，升温至80℃，在密闭条件下反应400min，冷却后得到物料A；将单-(6-乙二胺基-6-去氧)-β-环糊精与1-羟基苯并三唑加入二甲基甲酰胺中混合均匀，在冰水浴中加入物料A、N,N-二异丙基乙胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，搅拌反应5h，反应结束后加入丙酮中，过滤，洗涤、干燥得到物料B；将异丁烯醇聚氧乙烯醚、物料B与水混合均匀，在氮气的保护下升温至65℃，加入双氧水，加入丙烯酸、苯乙烯、抗坏血酸和巯基乙酸，搅拌反应30min，调节pH值为中性得到所述减水剂；其中，马来酸、柠檬酸、三乙醇胺的摩尔比为1：1：1；单-(6-乙二胺基-6-去氧)-β-环糊精、物料A的摩尔比为1：8；异丁烯醇聚氧乙烯醚、物料B、丙烯酸、苯乙烯的重量比为20：8：10：3。
实施例4
本发明提出的一种抗开裂混凝土，其原料按重量份包括：水泥60份、石英砂93份、陶砂27份、混合纤维1份、堇青石4份、轻烧氧化镁2.5份、微硅粉8.3份、沸石2.6份、石灰石粉5份、铅锌尾矿复合粉2.8份、钢渣粉0.6份、稻壳3.2份、氧化铝空心球0.9份、方解石粉1.8份、环氧树脂乳液0.16份、防水剂1.7份、水24份、减水剂2.1份、污泥0.17份；
其中，所述混合纤维为钢纤维、聚丙烯腈纤维、异型塑钢纤维、甘蔗渣纤维的混合物，且钢纤维、聚丙烯腈纤维、异型塑钢纤维、甘蔗渣纤维的重量比为8：2：9：1；
所述石灰石粉的比表面积为680m2/kg；
所述铅锌尾矿复合粉由铅锌尾矿、石屑、粉煤灰、白云石研磨而成，且铅锌尾矿、石屑、粉煤灰、白云石的重量比为9：1：2：0.5；
所述铅锌尾矿复合粉的比表面积为430m2/kg；
所述防水剂为硬脂酸钙；
所述减水剂按照以下工艺进行制备：将马来酸、柠檬酸与水混合，在65℃搅拌100min，加入三乙醇胺，升温至95℃，在密闭条件下反应300min，冷却后得到物料A；将单-(6-乙二胺基-6-去氧)-β-环糊精与1-羟基苯并三唑加入二甲基甲酰胺中混合均匀，在冰水浴中加入物料A、N,N-二异丙基乙胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，搅拌反应7h，反应结束后加入丙酮中，过滤，洗涤、干燥得到物料B；将异丁烯醇聚氧乙烯醚、物料B与水混合均匀，在氮气的保护下升温至55℃，加入双氧水，加入丙烯酸、苯乙烯、抗坏血酸和巯基乙酸，搅拌反应50min，调节pH值为中性得到所述减水剂；其中，马来酸、柠檬酸、三乙醇胺的摩尔比为1：1：1；单-(6-乙二胺基-6-去氧)-β-环糊精、物料A的摩尔比为1：3；异丁烯醇聚氧乙烯醚、物料B、丙烯酸、苯乙烯的重量比为35：3：25：1。
实施例5
本发明提出的一种抗开裂混凝土，其原料按重量份包括：水泥65份、石英砂87份、陶砂29份、混合纤维0.8份、堇青石6.4份、轻烧氧化镁2份、微硅粉11份、沸石2.3份、石灰石粉6.5份、铅锌尾矿复合粉2份、钢渣粉0.8份、稻壳3.2份、氧化铝空心球1.6份、方解石粉0.9份、环氧树脂乳液0.18份、防水剂1.3份、水26份、减水剂2份、污泥0.18份；
其中，所述混合纤维为钢纤维、聚丙烯腈纤维、异型塑钢纤维、甘蔗渣纤维的混合物，且钢纤维、聚丙烯腈纤维、异型塑钢纤维、甘蔗渣纤维的重量比为7：6：5：4；
所述石灰石粉的比表面积为670m2/kg；
所述铅锌尾矿复合粉由铅锌尾矿、石屑、粉煤灰、白云石研磨而成，且铅锌尾矿、石屑、粉煤灰、白云石的重量比为6：1.7：1.5：1；
所述铅锌尾矿复合粉的比表面积为380m2/kg；
所述防水剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙的混合物，且硬脂酸锌、硬脂酸钙的重量比为3：4；
所述减水剂按照以下工艺进行制备：将马来酸、柠檬酸与水混合，在60℃搅拌150min，加入三乙醇胺，升温至88℃，在密闭条件下反应350min，冷却后得到物料A；将单-(6-乙二胺基-6-去氧)-β-环糊精与1-羟基苯并三唑加入二甲基甲酰胺中混合均匀，在冰水浴中加入物料A、N,N-二异丙基乙胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，搅拌反应6h，反应结束后加入丙酮中，过滤，洗涤、干燥得到物料B；将异丁烯醇聚氧乙烯醚、物料B与水混合均匀，在氮气的保护下升温至58℃，加入双氧水，加入丙烯酸、苯乙烯、抗坏血酸和巯基乙酸，搅拌反应40min，调节pH值为中性得到所述减水剂；其中，马来酸、柠檬酸、三乙醇胺的摩尔比为1：1：1；单-(6-乙二胺基-6-去氧)-β-环糊精、物料A的摩尔比为1：6；异丁烯醇聚氧乙烯醚、物料B、丙烯酸、苯乙烯的重量比为28：7：18：2。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种抗开裂混凝土，其特征在于，其原料按重量份包括：水泥55-68份、石英砂70-100份、陶砂20-40份、混合纤维0.5-1.1份、堇青石3-8份、轻烧氧化镁0.9-2.7份、微硅粉7-15份、沸石1.8-2.8份、石灰石粉4-8份、铅锌尾矿复合粉1-3份、钢渣粉0.2-1.3份、稻壳1.2-3.5份、氧化铝空心球0.5-2份、方解石粉0.5-2份、环氧树脂乳液0.1-0.28份、防水剂1-1.8份、水20-28份、减水剂0.6-2.6份、污泥0.1-0.32份。
2.根据权利要求1所述抗开裂混凝土，其特征在于，所述混合纤维为钢纤维、聚丙烯腈纤维、异型塑钢纤维、甘蔗渣纤维的混合物，且钢纤维、聚丙烯腈纤维、异型塑钢纤维、甘蔗渣纤维的重量比为1-8：2-10：3-9：1-5。
3.根据权利要求1或2所述抗开裂混凝土，其特征在于，所述石灰石粉的比表面积为650-680m2/kg。
4.根据权利要求1-3中任一项所述抗开裂混凝土，其特征在于，所述铅锌尾矿复合粉由铅锌尾矿、石屑、粉煤灰、白云石研磨而成，且铅锌尾矿、石屑、粉煤灰、白云石的重量比为3-9：1-2：1-2：0.5-1.8。
5.根据权利要求1-4中任一项所述抗开裂混凝土，其特征在于，所述铅锌尾矿复合粉的比表面积为300-430m2/kg。
6.根据权利要求1-5中任一项所述抗开裂混凝土，其特征在于，所述防水剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或者两种的混合物。
7.根据权利要求1-6中任一项所述抗开裂混凝土，其特征在于，所述减水剂按照以下工艺进行制备：将马来酸、柠檬酸与水混合，在45-65℃搅拌100-180min，加入三乙醇胺，升温至80-95℃，在密闭条件下反应300-400min，冷却后得到物料A；将单-(6-乙二胺基-6-去氧)-β-环糊精与1-羟基苯并三唑加入二甲基甲酰胺中混合均匀，在冰水浴中加入物料A、N,N-二异丙基乙胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，搅拌反应5-7h，反应结束后加入丙酮中，过滤，洗涤、干燥得到物料B；将异丁烯醇聚氧乙烯醚、物料B与水混合均匀，在氮气的保护下升温至55-65℃，加入双氧水，加入丙烯酸、苯乙烯、抗坏血酸和巯基乙酸，搅拌反应30-50min，调节pH值为中性得到所述减水剂。
8.根据权利要求7所述抗开裂混凝土，其特征在于，马来酸、柠檬酸、三乙醇胺的摩尔比为1：1：1；单-(6-乙二胺基-6-去氧)-β-环糊精、物料A的摩尔比为1：3-8；异丁烯醇聚氧乙烯醚、物料B、丙烯酸、苯乙烯的重量比为20-35：3-8：10-25：1-3。
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