CN111302744A - 一种抗冲磨性的自修复高耐混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗冲磨性的自修复高耐混凝土及其制备方法，混凝土组分按重量份数包括：25‑30份高铁硫铝酸盐水泥、13‑17份硅灰、4‑5份偏高岭土、2‑3份钢纤维、16‑20份铁质渣球、16‑22份石英砂、0.3‑0.4份减水剂、5‑10份自修复材料、余量为水；所述自修复材料包括6‑8份高铁硫铝酸盐水泥、2‑4份稀释的环氧树脂；所述的自修复材料进一步地包括0.5‑1份煅烧凝灰岩、0.5‑1份偏高岭土、0.5‑1份碳纳米管。本发明的混凝土不仅强度高、抗冲磨性好，还能够在墙体出现破损裂缝时实现自我修复。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体为一种强度高、抗冲磨性好，能够在墙体出现破损裂缝时实现自我修复的混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土作为主要建筑材料，在世界范围内的土木工程中应用广泛，需求量大，而混凝土使用性能的劣化现象在近几十年较为严重。混凝土建筑按照不同实际情况的要求，应满足几十年甚至上百年的使用年限，但是在我国，由于混凝土耐久性不足，相当一部分工程结构过早遭到破坏，在10年～20年甚至更短时间就需要进行维护和改造，这将会带来巨大的经济损失。
然而，在常见应用实例中很多方面同时也对混凝土材料提出高耐磨的要求，比如公路、工业厂房、机场跑道、管道内衬等，长期承受冲击与磨损，为了尽可能降低损失，提升混凝土材料的耐磨性是主要措施之一。
随着科技的发展和进步，国内外对混凝土的强度、抗冲磨性和耐久性提出了更高的要求。因此，高强度、高抗冲磨性、高耐久性成为混凝土发展的必然趋势。从可持续发展战略来看，以工业灰渣为再生资源发展高技术含量的建筑材料是符合建筑业发展的产业政策，也是我国国民经济和社会发展的重要方向。
另一方面，混凝土是一种多孔性的脆性材料，但在使用过程中由于疲劳效应、腐蚀效应和老化等不利因素的影响，混凝土结构将产生损伤积累和抗力衰减，从而不可避免地会产生微裂缝和局部损伤，且结构在振动荷载、失水干缩、沉降和腐蚀介质的作用下产生的开裂渗漏是不能预期的，严重影响混凝土的抗渗性能以及使用寿命。当混凝土产生微裂缝或局部损伤后，则失去原有的防水抗渗能力。
我国有丰富的凝灰岩资源，凝灰岩具有一定的火山灰活性，其中活性氧化硅、活性氧化铝与氢氧化钙发生反应，生成具有凝胶性质的水化铝硅酸钙。矿山开采破碎所得的凝灰岩原矿含水量过高，工业应用时无法达到最佳使用状态此外，在凝灰岩生产过程中会产生大量的石粉也未得到有效利用，不仅造成资源浪费。为提升建筑行业能源资源利用效率、污染防治能力和生态环境质量，进一步探索凝灰岩的综合利用技术，可达到节约资源、节能减排的作用，具有显著的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明旨在提供一种强度高、抗冲磨性好，能够在墙体出现破损裂缝时实现自我修复的混凝土及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的技术方案如下：
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：混凝土组分按重量份数包括：25-30份高铁硫铝酸盐水泥、13-17份硅灰、4-5份偏高岭土、2-3份钢纤维、16-20份铁质渣球、16-22份石英砂、0.3-0.4份减水剂、5-10份自修复材料、余量为水；所述自修复材料包括6-8份高铁硫铝酸盐水泥、2-4份稀释的环氧树脂。
进一步地，所述的自修复材料包括0.5-1份煅烧凝灰岩、0.5-1份偏高岭土、0.5-1份碳纳米管，其中煅烧凝灰岩为酸性凝灰岩，由凝灰岩粉磨过200目筛网后，经300-600℃微波预热10-30min，再经900-1100℃煅烧0.5-1小时后冷却制得。
所述自修复材料的制备方法是将照配方量称取的高铁硫铝酸盐水泥、稀释的环氧树脂、煅烧凝灰岩、偏高岭土和碳纳米管混合搅拌5-10min，呈粘稠液态，通过挤塑机挤成或压块机压成块状，通过破碎机粉碎成直径30mm-50mm的颗粒。
所述偏高岭土的制备方法包括如下步骤：将高岭土敲碎后粉磨和球磨，粉磨时间为1-2h，粉磨转速为100-150r/min，然后用50-80μm的方孔筛过筛，使其比表面积达到20000cm2/g以上，最后高温炉煅烧1-2h即可。
进一步地，所述球磨采用的钢球级配为：Ф20钢球、Ф10钢球和Ф6福钢球的个数比为1:6:25，钢球和高岭土的质量比为(5-8):1。
所述高铁硫铝酸盐水泥的氧化铁含量9％-15％；所述的硅灰比表面积224000cm2/g，需水比不超过114％；所述钢纤维为剪切法生产，规格为0.3mm*0.3mm*10mm；所述铁质渣球的细度模数为2.7-3.0；所述石英砂的细度模数为2.7-3.0。
关于上述抗冲磨性的自修复高耐混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1：定量称取,将所有的原料按照上述的组份进行称取；
S2：将高铁硫铝酸盐水泥、硅灰、偏高岭土、钢纤维、铁质渣球、石英砂充分混合均匀，制得预混物；
S3：向水中加入减水剂，混合均匀后加入预混物中，充分混合80-120min后再加入制备好的自修复材料，充分混合震荡均匀，制得抗冲磨性的自修复高耐混凝土。
本发明具有如下有益效果：
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在高强、抗冲磨、自修复方面：
1、本发明的混凝土通过铁质渣球的高耐磨性，提高混凝土的抗冲磨性；同时掺入硅灰、偏高岭土矿物掺和料提高混凝土的致密性，进而提高其耐久性能；引入钢纤维、硅灰、偏高岭土和高性能减水剂等，在控制低水胶比的条件下，能极大的提高混凝土的强度，同时也有助于提高混凝土的抗冲磨性。高铁硫铝酸盐水泥中的氧化铁含量达9％-15％的范围，可在保证混凝土高流动度的基础上，大幅提高混凝土的强度和耐冲磨性，从而提升混凝土的耐久性能，工作性能好，适用于各种混凝土施工工艺。
2、本发明中添加的自修复材料主要使用高铁硫铝酸盐水泥、稀释的环氧树脂。不同于一般混凝土制备中的环氧树脂作为胶凝材料，本发明中稀释后的环氧树脂用量不足以作为胶凝材料，而是作为干水泥的粘附剂，为纯水泥塑型结块使用，成本低廉、简便易操作。在预混物、添加剂与水初步混合80-120min呈半流体状态时加入，并进行二次充分混合与震荡，使自修复材料均匀分布于混凝土中，此时添加剂与水已与预混物充分接触，自修复材料不吸收或仅吸收较少游离水分，几乎不与其他添加剂和水进行进一步反应，保持自修复材料中大部分的水泥成分处于干燥、未生成混凝土的状态。在成型的混凝土经久使用出现裂缝破损之时，水分从裂缝破损处渗入与未反应的水泥进行局部反应，由于反应范围较小，所包裹的稀释环氧树脂颗粒可作为细骨料，水泥与水混合将变成液态缓慢填补缝隙破损处后成型，达到混凝土自修复的效果。
3、偏高岭土是以高岭土为原料，经一定温度煅烧脱水形成，其分子排列是不规则的，呈现热力学介稳状态，具有较高的火山灰活性。偏高岭土中的活性成分有水硅酸铝与水泥水化析出的氢氧化钙反应生成具有凝胶性质的水化钙铝黄长石和二次C-S-H凝胶，这些水化产物不仅使混凝土的抗压、抗弯和劈裂抗拉强度增强，而且增加纤维混凝土抗弯韧性。添加到自修复材料之中，煅烧凝灰岩和偏高岭土都属于混凝土矿物掺合料，在所制备的混凝土发生破损有水渗入之时，一方面，水与自修复材料中干水泥反应，偏高岭土与干水泥水花过程中产生的CH反应；另一方面偏高岭土中的AS2、CH与水反应，随AS2/CH的比率及反应温度的不同，会生成不同的水化产物，如水化铝酸四钙、水化铝酸三钙等，从而达到提升填补破损混凝土的效果。另外，偏高岭土和碳纳米管混合，碳纳米管可以通过偏高岭土快速均匀分布在自修复材料中，碳纳米管的均匀分布又有利于破损时水分和空气的导入。
4、关于自修复材料中加入的煅烧凝灰岩和碳纳米管。煅烧凝灰岩由于煅烧后玻璃质膨胀，形成疏松多孔的结构且煅烧凝灰岩中存在蒙脱石具有层状结构能产生化学吸附和阳离子交换作用，直至混凝土干燥成型后，自修复材料处于休眠状态。而当成型混凝土内部出现微小裂缝或孔隙并有水渗入的情况下，掺入的碳纳米管可以增强因裂缝裂面产生的虹吸作用将水引入混凝土中均匀存在的自修复材料中，煅烧凝灰岩吸水会释放活性物质，在未水化水泥提供Ca(OH)2碱性环境下，煅烧凝灰岩能提供高活性的活性SiO2和Al2O3，自此发生化学转换，生成更稳定的CaSiO3晶体、针状钙矾石晶体等填充孔隙，堵塞孔隙和填充裂缝，实现混凝土裂缝自修复；水泥在形成CaSiO3晶体等作为集料和催化剂的情况下，也会与渗入的水发生反应形成新生混凝土填充孔隙和裂缝；自修复材料中其他活性基团被取代后又会形成新的自由基，又被未反应的高活性煅烧凝灰岩所捕获，当出现渗水时的Ca(OH)2高浓度区时，又会与钙离子发生络合沉淀作用填充孔隙和裂缝。上述组分协同作用，有效完成自修复过程进而达到整体防水的效果,表现出良好的自修复能力。
5.本发明的混凝土可以充分利用工业废渣，节约河砂等不可再生资源，有利于环境保护和生态平衡。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下自修复材料制备例中使用的偏高岭土选自湖南超牌科技有限公司，环氧树脂选自无锡钱广化工原料有限公司生产的E44型环氧树脂，凝灰岩选自缙云县东方镇四山石材场，使用的高铁硫铝酸盐水泥可以通过直接购买获得，也可以向硫铝酸盐水泥中添加氧化铁使氧化铁含量达到9％-15％。
修复材料1：(1)将E44型环氧树脂用苯甲醇进行稀释，添加量为80phr。向8kg高铁硫铝酸盐水泥(氧化铁含量12％)中加入4kg加热至40℃的稀释环氧树脂，搅拌5min，通过挤塑机挤成紧实条块状，干燥后通过破碎机粉碎成直径为30mm的颗粒。
修复材料2：(1)将酸性凝灰岩粉磨过200目筛网后，经450℃微波预热20min，再经1000℃煅烧1小时后冷却制得煅烧凝灰岩。
(2)将高岭土敲碎后粉磨和球磨。粉磨时间为1h，粉磨转速为100r/min，球磨采用的钢球级配为：Ф20钢球、Ф10钢球和Ф6福钢球的个数比为1:6:25，钢球和高岭土的质量比为7:1，然后用50μm的方孔筛过筛，使其比表面积达到20000cm2/g以上，最后高温炉煅烧1h，制得偏高岭土。
(3)将E44型环氧树脂用苯甲醇进行稀释，添加量为80phr。向6kg高铁硫铝酸盐水泥(氧化铁含量12％)中加入2.5kg加热至40℃的稀释环氧树脂，一边搅拌一边加入0.75kg步骤(1)制备的煅烧凝灰岩、0.75kg步骤(2)制备的偏高岭土和0.75kg的碳纳米管，搅拌10min，通过压块机压成紧实条块状，干燥后通过破碎机粉碎成直径为40mm的颗粒。
修复材料3：(1)将酸性凝灰岩粉磨过200目筛网后，经300℃微波预热10min，再经900℃煅烧1小时后冷却制得煅烧凝灰岩。
(2)将高岭土敲碎后粉磨和球磨。粉磨时间为1.5h，粉磨转速为125r/min，球磨采用的钢球级配为：Ф20钢球、Ф10钢球和Ф6福钢球的个数比为1:6:25，钢球和高岭土的质量比为5:1，然后用70μm的方孔筛过筛，使其比表面积达到20000cm2/g以上，最后高温炉煅烧1.5h，制得偏高岭土。
(3)将E44型环氧树脂用苯甲醇进行稀释，添加量为80phr。向7kg高铁硫铝酸盐水泥(氧化铁含量9％)中加入2kg加热至40℃的稀释环氧树脂，一边搅拌一边加入0.5kg步骤(1)制备的煅烧凝灰岩、0.5kg步骤(2)制备的偏高岭土和0.5kg的碳纳米管，搅拌5min，通过压块机压成紧实条块状，干燥后通过破碎机粉碎成直径为50mm的颗粒。
修复材料4：(1)将酸性凝灰岩粉磨过200目筛网后，经600℃微波预热30min，再经1100℃煅烧0.5小时后冷却制得煅烧凝灰岩。
(2)将高岭土敲碎后粉磨和球磨。粉磨时间为2h，粉磨转速为150r/min，球磨采用的钢球级配为：Ф20钢球、Ф10钢球和Ф6福钢球的个数比为1:6:25，钢球和高岭土的质量比为8:1，然后用80μm的方孔筛过筛，使其比表面积达到20000cm2/g以上，最后高温炉煅烧2h，制得偏高岭土。
(3)将E44型环氧树脂用苯甲醇进行稀释，添加量为80phr。向6kg高铁硫铝酸盐水泥(氧化铁含量15％)中加入2kg加热至40℃的稀释环氧树脂，一边搅拌一边加入1kg步骤(1)制备的煅烧凝灰岩、1kg步骤(2)制备的偏高岭土和1kg的碳纳米管，搅拌10min，通过挤塑机挤成紧实条块状，干燥后通过破碎机粉碎成直径为40mm的颗粒。
修复材料5：(1)将酸性凝灰岩粉磨过200目筛网后，经450℃微波预热20min，再经1000℃煅烧1小时后冷却制得煅烧凝灰岩。
(2)将E44型环氧树脂用苯甲醇进行稀释，添加量为80phr。向6kg高铁硫铝酸盐水泥(氧化铁含量12％)中加入2.5kg加热至40℃的稀释环氧树脂，一边搅拌一边加入0.75kg步骤(1)制备的煅烧凝灰岩和0.75kg的碳纳米管，搅拌10min，通过压块机压成紧实条块状，干燥后通过破碎机粉碎成直径为40mm的颗粒。
修复材料6：(1)将高岭土敲碎后粉磨和球磨。粉磨时间为1h，粉磨转速为100r/min，球磨采用的钢球级配为：Ф20钢球、Ф10钢球和Ф6福钢球的个数比为1:6:25，钢球和高岭土的质量比为7:1，然后用50μm的方孔筛过筛，使其比表面积达到20000cm2/g以上，最后高温炉煅烧1h，制得偏高岭土。
(2)将E44型环氧树脂用苯甲醇进行稀释，添加量为80phr。向6kg高铁硫铝酸盐水泥(氧化铁含量12％)中加入2.5kg加热至40℃的稀释环氧树脂，一边搅拌一边加入0.75kg步骤(1)制备的偏高岭土和0.75kg的碳纳米管，搅拌10min，通过压块机压成紧实条块状，干燥后通过破碎机粉碎成直径为40mm的颗粒。
表1不同自修复材料制备例配比
以下实施例中使用的高铁硫铝酸盐水泥可以通过直接购买获得，也可以向硫铝酸盐水泥中添加氧化铁使氧化铁含量达到9％-15％；使用的硅灰比表面积224000cm2/g，需水比不超过114％；使用的钢纤维为剪切法生产，规格为0.3mm*0.3mm*10mm。
表2不同实施例和对照例配方选用材料与配比
实施例1：
S1：将高岭土敲碎后粉磨和球磨。粉磨时间为1.5h，粉磨转速为125r/min，球磨采用的钢球级配为：Ф20钢球、Ф10钢球和Ф6福钢球的个数比为1:6:25，钢球和高岭土的质量比为5:1，然后用70μm的方孔筛过筛，使其比表面积达到20000cm2/g以上，最后高温炉煅烧1.5h，制得偏高岭土。高铁硫铝酸盐水泥中氧化铁含量9％；铁质渣球的细度模数为2.7；石英砂的细度模数为2.7；减水剂为脂肪族(羟基)磺酸盐高效减水剂。
S2：按照表2中的原料配比，将S1中的高铁硫铝酸盐水泥、硅灰、偏高岭土、钢纤维、铁质渣球、石英砂充分混合均匀，制得预混物A；
S3：按照表2中的原料配比，向水中加入脂肪族(羟基)磺酸盐高效减水剂，混合均匀后加入预混物A中，充分混合80min后再加入制备好的自修复材料3，充分混合震荡均匀，制得抗冲磨性的自修复高耐混凝土。
实施例2：
S1：将高岭土敲碎后粉磨和球磨。粉磨时间为1h，粉磨转速为100r/min，球磨采用的钢球级配为：Ф20钢球、Ф10钢球和Ф6福钢球的个数比为1:6:25，钢球和高岭土的质量比为7:1，然后用50μm的方孔筛过筛，使其比表面积达到20000cm2/g以上，最后高温炉煅烧1h，制得偏高岭土。高铁硫铝酸盐水泥中氧化铁含量12％；铁质渣球的细度模数为2.9；石英砂的细度模数为2.9；减水剂为聚羧酸系高效减水剂。
S2：按照表2中的原料配比，将S1中的高铁硫铝酸盐水泥、硅灰、偏高岭土、钢纤维、铁质渣球、石英砂充分混合均匀，制得预混物A；
S3：按照表2中的原料配比，向水中加入聚羧酸系高效减水剂，混合均匀后加入预混物A中，充分混合100min后再加入制备好的自修复材料2，充分混合震荡均匀，制得抗冲磨性的自修复高耐混凝土。
实施例3：
S1：将高岭土敲碎后粉磨和球磨。粉磨时间为2h，粉磨转速为150r/min，球磨采用的钢球级配为：Ф20钢球、Ф10钢球和Ф6福钢球的个数比为1:6:25，钢球和高岭土的质量比为8:1，然后用80μm的方孔筛过筛，使其比表面积达到20000cm2/g以上，最后高温炉煅烧2h，制得偏高岭土。高铁硫铝酸盐水泥中氧化铁含量15％；铁质渣球的细度模数为3.0；石英砂的细度模数为3.0；减水剂为萘磺酸盐高效减水剂。
S2：按照表2中的原料配比，将S1中的高铁硫铝酸盐水泥、硅灰、偏高岭土、钢纤维、铁质渣球、石英砂充分混合均匀，制得预混物A；
S3：按照表2中的原料配比，向水中加入萘磺酸盐高效减水剂，混合均匀后加入预混物A中，充分混合120min后再加入制备好的自修复材料4，充分混合震荡均匀，制得抗冲磨性的自修复高耐混凝土。
实施例4与实施例2的区别在于：S3中使用的是自修复材料5。
实施例5与实施例2的区别在于：S3中使用的是自修复材料6。
实施例6与实施例2的区别在于：S3中使用的是自修复材料1。
对照例：
S1：将高岭土敲碎后粉磨和球磨。粉磨时间为1h，粉磨转速为100r/min，球磨采用的钢球级配为：Ф20钢球、Ф10钢球和Ф6福钢球的个数比为1:6:25，钢球和高岭土的质量比为7:1，然后用50μm的方孔筛过筛，使其比表面积达到20000cm2/g以上，最后高温炉煅烧1h，制得偏高岭土。高铁硫铝酸盐水泥中氧化铁含量12％；铁质渣球的细度模数为2.9；石英砂的细度模数为2.9；减水剂为聚羧酸系高效减水剂。
S2：按照表2中的原料配比，将S1中的高铁硫铝酸盐水泥、硅灰、偏高岭土、钢纤维、铁质渣球、石英砂充分混合均匀，制得预混物A；
S3：按照表2中的原料配比，向水中加入聚羧酸系高效减水剂，混合均匀后加入预混物A中，充分混合100min后，制得对照例混凝土。
性能测试方面：按照实施例1-6、对照例中的方法制备抗冲磨性的自修复高耐混凝土，并按照以下方法检测制得的混凝土的性能，所得结果如表4所示：
1、抗压强度：制作标准试块(参照GB/T50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》)，在标准试块养护28天时测量抗压强度。
2、抗冲磨性：不同实施例、对照例取3块标准试块设为一组(参照SL352-2006《水工混凝土试验规程》)，测量其磨损率和抗冲磨强度。
3、自修复后的抗压强度：不同实施例、对照例取3块标准试块设为一组，在标养28天后待其产生裂纹时，测量其抗压强度B；在65％空气湿度的环境中自修复28天后，测量其抗压强度。
表3实施例1-6与对照例制得的混凝土的性能检测结果
由表3中的性能测试结果可以看出，没有添加自修复材料的对照例相较于实施例1-6而言，养护28天的抗压强度适中，抗冲磨性略低于部分实施例，但发生破损时其抗压强度下降明显并且无法修复，显然在耐久性方面逊于实施例1-6，这也验证了自修复材料对于混凝土自行修复方面的能力。
对比实施例1-3可以发现，提升混凝土配方中的高铁硫铝酸盐水泥、偏高岭土、铁质渣球、自修复材料等的含量，基本保证所制备混凝土的养护28天的抗压强度、抗冲磨强度随着含量的增加而增加，磨损率随着含量的增加而减少，其中实施例3的性能最优。这是因为通过铁质渣球的高耐磨性，提高混凝土的抗冲磨性；同时掺入硅灰、偏高岭土矿物掺和料提高混凝土的致密性，进而提高其耐久性能；引入钢纤维、硅灰、偏高岭土和高性能减水剂等，在控制低水胶比的条件下，能极大的提高混凝土的强度，同时也有助于提高混凝土的抗冲磨性。同时混凝土自修复能力的增加也与自修复材料的用量正相关，是因为自修复材料用量增加增大了其在混凝土中的分布密度和修复效率。
对比实施例2、4、5、6可以发现，如果只使用最基础的自修复材料(高铁硫铝酸盐水泥和稀释的环氧树脂)则其抗压强度、抗冲磨性能和自修复能力都低于单独添加或者都添加了偏高岭土、煅烧凝灰岩、碳纳米管材料的其他实施例。是因为偏高岭土具有火山灰活性，偏高岭土与干水泥水花过程中产生的CH反应，且偏高岭土中的AS2、CH与水反应，随AS2/CH的比率及反应温度的不同，会生成不同的水化产物，如水化铝酸四钙、水化铝酸三钙等；也是因为煅烧凝灰岩吸水会释放活性物质，在未水化水泥提供Ca(OH)2碱性环境下，煅烧凝灰岩能提供高活性的活性SiO2和Al2O3生成更稳定的CaSiO3晶体、针状钙矾石晶体等填充孔隙，堵塞孔隙和填充裂缝；以及碳纳米管对于均匀分散的优势和吸收传递水分的毛细作用，达到提升混凝土的强度和抗冲磨性能和填补破损混凝土的效果。
对比实施例2、4、5可以发现，自修复材料同时添加偏高岭土和煅烧凝灰岩的混凝土在抗压强度、抗冲磨性和自修复能力上都优于分别单独添加偏高岭土或者煅烧凝灰岩的效果，是因为虽然都是混凝土矿物掺合料，但是偏高岭土和煅烧凝灰岩的作用机制不尽相同，互相结合弥补了单一材料的修复能力上的缺陷，产生良性复配效果，更进一步地提升所制备混凝土的强度和耐磨性能。
综合所有结果来看，修复方面最优方案为实施例3，其在自修复后的抗压强度仍可达到100PMa。从自修复抗压强度提升的角度来讲，最优方案是实施例1，其修复后抗压强度提升了37.5MPa，说明在实施过程中，可根据混凝土的使用需求来选择自修复材料中煅烧凝灰岩和碳纳米管的使用量和比例。
此外，虽然往混凝土中添加自修复材料或许会些许降低混凝土原有的强度，但是从长期的效果看，混凝土在破损之后可以通过自修复让混凝土的抗压强度和完整性保持在一个较高的水平，延长建筑的寿命。
Claims (7)
1.一种抗冲磨性的自修复高耐混凝土,其特征在于：混凝土组分按重量份数包括：25-30份高铁硫铝酸盐水泥、13-17份硅灰、4-5份偏高岭土、2-3份钢纤维、16-20份铁质渣球、16-22份石英砂、0.3-0.4份减水剂、5-10份自修复材料、余量为水；所述自修复材料包括6-8份高铁硫铝酸盐水泥、2-4份稀释的环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的抗冲磨性的自修复高耐混凝土，其特征在于：所述的自修复材料包括0.5-1份煅烧凝灰岩、0.5-1份偏高岭土、0.5-1份碳纳米管，其中煅烧凝灰岩为酸性凝灰岩，由凝灰岩粉磨过200目筛网后，经300-600℃微波预热10-30min，再经900-1100℃煅烧0.5-1小时后冷却制得。
3.根据权利要求1或2所述的抗冲磨性的自修复高耐混凝土,其特征在于：所述自修复材料的制备方法是将照配方量称取的高铁硫铝酸盐水泥、稀释的环氧树脂、煅烧凝灰岩、偏高岭土和碳纳米管混合搅拌5-10min，呈粘稠液态，通过挤塑机挤成或压块机压成块状，通过破碎机粉碎成直径30mm-50mm的颗粒。
4.根据权利要求1或2所述的抗冲磨性的自修复高耐混凝土,其特征在于：所述偏高岭土的制备方法包括如下步骤：将高岭土敲碎后粉磨和球磨，粉磨时间为1-2h，粉磨转速为100-150r/min，然后用50-80μm的方孔筛过筛，使其比表面积达到20000cm2/g以上，最后高温炉煅烧1-2h即可。
5.根据权利要求4所述的抗冲磨性的自修复高耐混凝土，其特征在于：所述球磨采用的钢球级配为：Ф20钢球、Ф10钢球和Ф6福钢球的个数比为1:6:25，钢球和高岭土的质量比为(5-8):1。
6.根据权利要求1所述的抗冲磨性的自修复高耐混凝土，其特征在于：所述高铁硫铝酸盐水泥的氧化铁含量9％-15％；所述的硅灰比表面积224000cm2/g，需水比不超过114％；所述钢纤维为剪切法生产，规格为0.3mm*0.3mm*10mm；所述铁质渣球的细度模数为2.7-3.0；所述石英砂的细度模数为2.7-3.0。
7.实现权利要求1或2所述的抗冲磨性的自修复高耐混凝土的制备方法,其特征在于：
S1：定量称取,将所有的原料按照上述的组份进行称取；
S2：将高铁硫铝酸盐水泥、硅灰、偏高岭土、钢纤维、铁质渣球、石英砂充分混合均匀，制得预混物；
S3：向水中加入减水剂，混合均匀后加入预混物中，充分混合80-120min后再加入制备好的自修复材料，充分混合震荡均匀，制得抗冲磨性的自修复高耐混凝土。
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