CN112551959A - 一种耐候性的木纹清水混凝土 - Google Patents

Abstract

本申请涉及混凝土的领域，具体公开了一种耐候性的木纹清水混凝土，原料包括以下重量份数的组分：水泥415～545份、粉煤灰25～35份、砂子700～750份、石子1000～1100份、减水剂4～8份、消泡剂3～6份、锌粉10～20份、水160～180份。其具有提高木纹清水混凝土本身的耐候性优点。

Description

一种耐候性的木纹清水混凝土

技术领域

本申请涉及清水混凝土的领域，更具体地说，它涉及一种耐候性的木纹清水混凝土。

背景技术

混凝土发展至今，混凝土在现代审美与艺术的熏陶下已不仅仅只是作为建筑结构材料，还可以利用它作为建筑作品的室内外市面材料。木纹清水混凝土是一种表面具有与周边环境相协调的木纹的混凝土。

木纹清水混凝土是利用混凝土的易成型性，选择合理的木纹作为模板，直接浇筑成型的建筑，混凝土表面会随着木纹表面不同而展现不同的装饰效果，是最具质感的表现手法。

木纹清水混凝土与普通混凝土相比，没有抹灰层和饰面层，直接暴露在室内外环境中，加快了混凝土的碳化作用、腐蚀作用以及降低了混凝土的各种耐候性能。目前，针对木纹清水混凝土的这些问题，通常采用在混凝土表面刷涂保护剂的方式对混凝土进行保护，但是保护剂形成的保护层只能暂时性地保护混凝土免受外部环境的侵蚀，随着长时间的暴露，当保护层本身发生破损等情况时，木纹清水混凝土依旧容易被收到环境的影响而质量下降。

发明内容

为了提高木纹清水混凝土本身的耐候性，本申请提供一种耐候性的木纹清水混凝土。

本申请提供的一种耐候性的木纹清水混凝土，采用如下的技术方案：

一种耐候性的木纹清水混凝土，原料包括以下重量份数的组分：

通过采用上述技术方案，在混凝土的配方中加入消泡剂以达到减少混凝土中的气泡量的目的，同时消泡剂配合混凝土施工过程中的振捣操作，极大程度上降低混凝土中的气泡量，以提高木纹清水混凝土的成型率。混凝土中气泡量的减少意味着混凝土在成型后内部的孔隙率降低，更加密实，从而在一定程度上减少环境中二氧化碳进入混凝土内部，提高混凝土的耐候性。其次，在混凝土中加入锌粉，锌粉可以在一定程度上保护混凝土免受酸雨的腐蚀，酸性介质中的氢离子会优先与锌粉发生置换反应，从而降低混凝土受到的腐蚀作用。

优选的，所述消泡剂包括以下重量百分比的组分：

烷基二乙醇酰胺磷酸酯 20～30％；

二甲基硅油 40～60％；

羧甲基纤维素钠 20～40％。

通过采用上述技术方案，烷基二乙醇酰胺磷酸酯、二甲基硅油和羧甲基纤维素钠作为消泡剂的主要成分，能破坏膜弹性而导致混凝土中的气泡破灭，当混凝土中出现气泡后，消泡剂成分会向气液界面扩散，使具有稳泡作用的表面活性剂难以发生恢复膜弹性的能力，从而起到消泡作用。

优选的，所述木纹清水混凝土的原料中还包括有重量份为5～8份的胶凝微胶囊和3～4份的格拉布催化剂，所述胶凝微胶囊的芯材为双环戊二烯，所述胶凝微胶囊的壁材为聚脲醛树脂。

通过采用上述技术方案，胶凝微胶囊和格拉布催化剂分散在混凝土中，当空气中的二氧化碳气体渗透到成型混凝土内，混凝土发生碳化作用，即渗透的二氧化碳与混凝土内的碱性物质即氢氧化钙发生反应生成碳酸钙和水，生成的碳酸钙会挤压生成处的胶凝微胶囊，胶凝微胶囊破裂后会释放出胶凝微胶囊中的双环戊二烯，而双环戊二烯会填补碳化处的缝隙，并在格拉布催化剂的催化下发生开环聚合反应，形成交联高分子，使得碳化处的缝隙被堵塞，在一定程度上阻断二氧化碳的进一步渗入混凝土内部。同时胶凝微胶囊的破裂还可以对破裂处的微裂缝进行修复，提高混凝土的强度和自修复能力。

优选的，所述胶凝微胶囊和格拉布催化剂表面先进行预处理后再混入所述木纹清水混凝土的原料中，所述预处理包括以下步骤：

步骤1)：在所述胶凝微胶囊和格拉布催化剂表面包裹一层聚甲基丙烯酸甲酯；

步骤2)：将步骤1)中包裹后的聚甲基丙烯酸甲酯后的胶凝微胶囊和格拉布催化剂上再包覆一层石墨粉。

通过采用上述技术方案，由于胶凝微胶囊和格拉布催化剂在包埋进入混凝土内时，容易出现微胶囊和催化剂团聚的现象，采用步骤1)先在胶凝微胶囊和格拉布催化剂表面包裹一层聚甲基丙烯酸甲酯以降低两者的表面能，降低团聚现象。然后再采用步骤2)在聚甲基丙烯酸甲酯外包覆一层石墨粉，进一步提高胶凝微胶囊和格拉布催化剂在混凝土中的分散均匀性。同时石墨粉与锌粉之间配合，可以对混凝土内的钢筋等材料进行防腐保护，将钢筋上的腐蚀通过石墨粉的导电能力而形成原电池，将腐蚀位置转移至锌粉上，从而提高对钢筋的防腐作用。

优选的，所述胶凝微胶囊的粒径控制在10～100μm。

通过采用上述技术方案，胶凝微胶囊的粒径低于10μm时，胶凝微胶囊的粒径过小，其比表面积过大，容易发生团聚。而胶凝微胶囊的粒径高于100μm时，胶凝微胶囊的粒径过大，会混凝土本身具有较明显的颗粒感，使得清水混凝土表面较难形成木纹。

优选的，所述木纹清水混凝土的原料中还包括有混合纤维，所述混合纤维为质量比为(1-2)∶1的聚乙烯醇短纤维和钢纤维。

通过采用上述技术方案，混合纤维采用短纤维加入混凝土中，避免纤维的长度过长而造成混凝土较难形成木纹。同时，混合纤维会增强混凝土材料的自愈能力，混合纤维中的聚乙烯醇纤维桥接在混凝土中产生的微裂缝中，而微裂缝中生成的碳酸钠结晶产物都会附着在聚乙烯醇纤维上，从而使得在裂缝处的碳酸钙结晶产物的平均厚度的增加更快一些，从而对裂缝起到自愈合的效果。钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。

优选的，所述木纹清水混凝土的原料中还包括有二氧化碳阻断剂，所述二氧化碳阻断剂由以下重量百分比的组分组成：

氢氧化钙 30～40％；

聚丙烯 50～60％；

聚乙烯纤维 10～15％；

所述聚丙烯将氢氧化钙和聚乙烯纤维包裹。

通过采用上述技术方案，被聚丙烯包覆的氢氧化钙和聚乙烯纤维在混凝土中分散均匀后，当成型的混凝土发生碳化或微裂缝时，聚丙烯内的氢氧化钙会随同聚乙烯纤维暴露出来，暴露出来的氢氧化钙和聚丙烯纤维会产生协同效果。当继续有二氧化碳渗透入混凝土内时，二氧化碳会和氢氧化钙生成的碳酸钙晶体会在聚乙烯纤维上附着，从而加速碳化部位以及微裂缝部位的厚度增加，从而使得混凝土快速得到响应，快速阻断二氧化碳的进一步渗透。

优选的，所述二氧化碳阻断剂的粒径控制在1～10μm。

通过采用上述技术方案，二氧化碳阻断剂的粒径控制在1～10μm时，二氧化碳阻断剂颗粒与混凝土组分之间的混合均匀性更好，同时混凝土的颗粒感和粗糙感降低，使得混凝土在成型时更易印上木纹。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用在混凝土中加入消泡剂和锌粉，由于消泡剂的消泡作用更好以及锌粉的耐腐蚀作用，获得了提高混凝土耐候性的效果。

2、本申请中优选采用胶凝微胶囊添加入混凝土中，由于胶凝微胶囊再混凝土局部发生碳化而硬化或者混凝土出现微裂缝时可以填补混凝土中的微孔和裂缝，获得了减缓混凝土在碳化后进一步被腐蚀碳化的效果。

3、本申请中优选采用二氧化碳阻断剂添加入混凝土中，由于二氧化碳在局部对混凝土进行碳化时可以使得二氧化碳阻断剂释放阻断成分填充孔隙，进一步减缓二氧化碳对混凝土的渗透，因此获得了进一步提高混凝土耐候能力的效果。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例

实施例1

一种耐候性的木纹清水混凝土，原料包括以下重量份数的组分：水泥415份；粉煤灰25份；砂子700份；石子1000份；减水剂4份；消泡剂3份；锌粉10份；水160份。

消泡剂包括以下重量百分比的组分：烷基二乙醇酰胺磷酸酯20％、二甲基硅油40％、羧甲基纤维素钠40％。

实施例2

一种耐候性的木纹清水混凝土，原料包括以下重量份数的组分：水泥415份、粉煤灰25份、砂子700份、石子1000份、减水剂4份、消泡剂3份、锌粉10份、水160份、胶凝微胶囊5份、格拉布催化剂3份。

胶凝微胶囊的芯材为双环戊二烯，胶凝微胶囊的壁材为聚脲醛树脂。

胶凝微胶囊的粒径控制在10μm。

消泡剂包括以下重量百分比的组分：烷基二乙醇酰胺磷酸酯20％、二甲基硅油40％、羧甲基纤维素钠40％。

实施例3

与实施例2的区别在于：胶凝微胶囊和格拉布催化剂表面先进行预处理后再混入所述木纹清水混凝土的原料中，预处理包括以下步骤：

步骤1)：将胶凝微胶囊和格拉布催化剂浸入聚甲基丙烯酸甲酯中，浸没时间为30min；

步骤2)：将步骤1)中浸泡后的胶凝微胶囊和格拉布催化剂捞出，然后将石墨粉喷洒到胶凝微胶囊和格拉布催化剂表面，然后将胶凝微胶囊和格拉布催化剂放入烘箱中，在60℃下烘干即可得到预处理后的上胶凝微胶囊和格拉布催化剂。

实施例4

一种耐候性的木纹清水混凝土，原料包括以下重量份数的组分：水泥415份；粉煤灰25份；砂子700份；石子1000份；减水剂4份；消泡剂3份；锌粉10份；水160份、混合纤维10份。

消泡剂包括以下重量百分比的组分：烷基二乙醇酰胺磷酸酯20％、二甲基硅油40％、羧甲基纤维素钠40％。

混合纤维为质量比为1∶1的聚乙烯醇短纤维和钢纤维。

实施例5

一种耐候性的木纹清水混凝土，原料包括以下重量份数的组分：水泥415份；粉煤灰25份；砂子700份；石子1000份；减水剂4份；消泡剂3份；锌粉10份；水160份、二氧化碳阻断剂10份。

消泡剂包括以下重量百分比的组分：烷基二乙醇酰胺磷酸酯20％、二甲基硅油40％、羧甲基纤维素钠40％。

二氧化碳阻断剂由以下重量百分比的组分组成：氢氧化钙30％、聚丙烯50％、聚乙烯纤维20％。

二氧化碳阻断剂的粒径控制在1～10μm。

实施例6

一种耐候性的木纹清水混凝土，原料包括以下重量份数的组分：水泥415份、粉煤灰25份、砂子700份、石子1000份、减水剂4份、消泡剂3份、锌粉10份、水160份、胶凝微胶囊5份、格拉布催化剂3份、混合纤维10份。

胶凝微胶囊的芯材为双环戊二烯，胶凝微胶囊的壁材为聚脲醛树脂。

胶凝微胶囊的粒径控制在10μm。

混合纤维为质量比为1∶1的聚乙烯醇短纤维和钢纤维。

消泡剂包括以下重量百分比的组分：烷基二乙醇酰胺磷酸酯20％、二甲基硅油40％、羧甲基纤维素钠40％。

实施例7

一种耐候性的木纹清水混凝土，原料包括以下重量份数的组分：水泥415份、粉煤灰25份、砂子700份、石子1000份、减水剂4份、消泡剂3份、锌粉10份、水160份、胶凝微胶囊5份、格拉布催化剂3份、混合纤维10份、二氧化碳阻断剂10份。

胶凝微胶囊的芯材为双环戊二烯，胶凝微胶囊的壁材为聚脲醛树脂。

胶凝微胶囊的粒径控制在10μm。

混合纤维为质量比为1∶1的聚乙烯醇短纤维和钢纤维。

消泡剂包括以下重量百分比的组分：烷基二乙醇酰胺磷酸酯20％、二甲基硅油40％、羧甲基纤维素钠40％。

二氧化碳阻断剂由以下重量百分比的组分组成：氢氧化钙30％、聚丙烯50％、聚乙烯纤维20％。

二氧化碳阻断剂的粒径控制在1～10μm。

实施例8～11中木纹清水混凝土原料各组分与实施例7的区别如表1、表2和表3。

表1

表2

表3

实施例1～11中的胶凝微胶囊的制备方法为：

将尿素、甲醛和去离子水按1∶1∶2的重量比混合，搅拌溶解，得到溶液a；用体积分数为10％的三乙醇胺水溶液将溶液a的pH调至8，然后升温溶液a至70℃，水浴加热1h，得到无色透明略黏稠的脲醛树脂预聚体；

将质量比为1∶2的双环戊二烯与体积分数为5％的乙烯-马来酸酐共聚物水溶液混合，在500r/min的搅拌速率下持续搅拌1.5h，得到双环戊二烯乳液；

最后，脲醛树脂预聚体加入到双环戊二烯乳液中，再加入双环戊二烯乳液质量2％的氯化铵和双环戊二烯乳液质量2％的间苯二酚，将体系的pH值调节至4.0，随后将体系的温度升至60℃，反应3h后停止，过滤，用无水乙醇洗涤3遍，烘箱干燥，得到胶凝微胶囊。

对比例

对比例1

与实施例1的区别在于，混凝土的原料中未添加有锌粉。

性能检测试验

按照GBJ82-85《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》标准进行碳化试验和混凝土中钢筋锈蚀试验。先按照实施例1～11以及对比例1中的混凝土原料配比浇筑制成混凝土试件。然后按照标准进行碳化试验。结果如下表4和表5。

表4

表5

结论：首先，结合实施例1和对比例1并结合表5可以看出，混凝土原料中添加锌粉后可以提高混凝土中钢筋抗锈蚀能力。

其次，结合实施例1、实施例2和实施例5并结合表4可以看出，混凝土原料中添加微量的胶凝微胶囊和格拉布催化剂或二氧化碳阻断剂可以当混凝土出现碳化时，在一定程度上阻断二氧化碳的进入，阻止进一步的碳化产生。

进一步的，结合实施例1、实施例2和实施例3并结合表4可以看出，混凝土原料中添加的胶凝微胶囊和格拉布催化剂在经过预处理后，胶凝微胶囊和格拉布催化剂的分散性提高，从而使得对于混凝土的碳化阻断作用更好。再结合表5，可以看出经过预处理后的胶凝微胶囊和格拉布催化剂由于表面有石墨粉末，使得锌粉对于混凝土的抗腐蚀能力得到增强。

进一步的，结合实施例1、实施例2、实施例4和实施例6以及表4可以看出，当胶凝微胶囊、格拉布催化剂、混合纤维以及二氧化碳阻断剂的添加，对于混凝土的碳化阻断效果更好。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种耐候性的木纹清水混凝土，其特征在于，原料包括以下重量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的一种耐候性的木纹清水混凝土，其特征在于：所述消泡剂包括以下重量百分比的组分：

烷基二乙醇酰胺磷酸酯 20～30％；

二甲基硅油 40～60％；

羧甲基纤维素钠 20～40％。

3.根据权利要求1所述的一种耐候性的木纹清水混凝土，其特征在于：所述木纹清水混凝土的原料中还包括有重量份为5～8份的胶凝微胶囊和3～4份的格拉布催化剂，所述胶凝微胶囊的芯材为双环戊二烯，所述胶凝微胶囊的壁材为聚脲醛树脂。

4.根据权利要求3所述的一种耐候性的木纹清水混凝土，其特征在于：所述胶凝微胶囊和格拉布催化剂表面先进行预处理后再混入所述木纹清水混凝土的原料中，所述预处理包括以下步骤：

步骤1)：在所述胶凝微胶囊和格拉布催化剂表面包裹一层聚甲基丙烯酸甲酯；

步骤2)：将步骤1)中包裹后的聚甲基丙烯酸甲酯后的胶凝微胶囊和格拉布催化剂上再包覆一层石墨粉。

5.根据权利要求3所述的一种耐候性的木纹清水混凝土，其特征在于：所述胶凝微胶囊的粒径控制在10～100μm。

6.根据权利要求1所述的一种耐候性的木纹清水混凝土，其特征在于：所述木纹清水混凝土的原料中还包括有重量份数为10～15份的混合纤维，所述混合纤维为质量比为(1-2)∶1的聚乙烯醇短纤维和钢纤维。

7.根据权利要求1所述的一种耐候性的木纹清水混凝土，其特征在于：所述木纹清水混凝土的原料中还包括有二氧化碳阻断剂，所述二氧化碳阻断剂由以下重量百分比的组分组成：

氢氧化钙 30～40％；

聚丙烯 50～60％；

聚乙烯纤维 余量；

所述聚丙烯将氢氧化钙和聚乙烯纤维包裹。

8.根据权利要求7所述的一种耐候性的木纹清水混凝土，其特征在于：所述二氧化碳阻断剂的粒径控制在1～10μm。