CN114394851A - 一种高发热电激养护混凝土结构的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高发热电激养护混凝土结构的制备方法，具体是：将细骨料、非导电纳米材料和导电纳米材料混合并充分搅拌均匀，得到干料A；将胶凝材料和导电填料混合并充分搅拌均匀，得到干料B；将干料A和干料B混合并充分搅拌均匀，再加入水和减水剂充分搅拌均匀后，得到非导电纳米材料改性混凝土材料；电激养护制备非导电纳米材料改性混凝土结构。本发明充分考虑电激养护混凝土结构电热性质发展规律，通过向结构中添加适当的非导电纳米材料，能够显著提高混凝土结构在电激养护作用下的发热效率，在相同通电功率下，发热效率较高的混凝土的养护温度更高，有利于其力学性能的发展，适用于电激养护混凝土结构的快速高质建造。
Description
技术领域
本发明属土木工程技术领域，具体是一种高发热电激养护混凝土结构的制备方法。
背景技术
电激养护是一种新型的混凝土结构养护方法，该方法利用交变电场作用在混凝土结构中产生的焦耳热提高混凝土结构的养护温度，该方法操作简单，能够根据不同的环境条件实现不同性能混凝土结构的施工建设。对于正温环境，电激养护方法的使用能够显著缩短养护工期，降低人力成本；对于负温环境，电激养护方法的使用能够实现混凝土结构的就地养护，大幅度降低所需成本，并推进寒区混凝土结构的施工建设。
但是目前关于电激养护混凝土结构的研究主要集中在养护制度上，关于混凝土结构自身在电激养护条件下的电热性能研究较少。而混凝土结构的自身电热性质在很大程度上影响了其在电激养护作用下的效果，如果不能针对电激养护混凝土结构的电热学性质进行研究，提高结构的发热效率，容易造成电力资源浪费、限制电激养护效果等不利影响。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种高发热电激养护混凝土结构的制备方法。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种高发热电激养护混凝土结构的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、干料的制备：
将细骨料、非导电纳米材料和导电纳米材料混合并充分搅拌均匀，得到干料A；
将胶凝材料和导电填料混合并充分搅拌均匀，得到干料B；
步骤2、非导电纳米材料改性混凝土材料的制备：将干料A和干料B混合并充分搅拌均匀，再加入水和减水剂充分搅拌均匀后，得到非导电纳米材料改性混凝土材料；
步骤3、电激养护制备非导电纳米材料改性混凝土结构：将非导电纳米材料改性混凝土材料倒入内表面嵌有导电电极片的绝缘成型模具中；再将电极片与电源连通，根据非导电纳米材料改性混凝土材料的养护温度，对其施加交变电流进行恒功率电激养护；达到养护龄期后，脱模，得到混凝土结构。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
(1)本发明充分考虑电激养护混凝土结构电热性质发展规律，通过向结构中添加适当的非导电纳米材料，能够显著提高混凝土结构在电激养护作用下的发热效率，在相同通电功率下，发热效率较高的混凝土的养护温度更高，有利于其力学性能的发展，适用于电激养护混凝土结构的快速高质建造。
(2)本发明中的电激养护方法能够高效、迅速地养护混凝土，结合纳米改性的高发热效率混凝土结构能够显著减低电激养护过程中的通电功率，并使得结构拥有较高的养护温度，降低电能消耗，符合用电需求，积极响应我国“碳达峰”和“碳中和”两大目标。
(3)本发明通过提高混凝土结构的发热效率，在降低电激养护过程通电功率的同时，降低了养护结构所需的电压，发热效率提升越明显，所需功率越低，电压也相应降低，极大程度上满足了电激养护混凝土结构施工的安全性要求。
(4)本发明提出的非导电纳米材料改性混凝土材料能够实现多种应用场合电激养护混凝土结构的施工建设，尤其是针对严寒地区、负温环境，高发热效率的混凝土结构能够缩短工期，节省施工成本。
(5)本发明中的材料体系能够充分结合现场施工情况，实现就地取材，就地制备混凝土结构，能够显著节约混凝土制备的原材料运输成本。
(6)本发明中的养护方法操作简单且成本较低，养护效果全面均匀，无需配合复杂的机械结构，容易加工移动，可多次重复利用。
附图说明
图1为本发明的高发热效率原理图；
图2为本发明实施例1中制备的混凝土结构的电镜测试图；
图3为本发明实施例1-2和对比例1中制备的混凝土结构养护过程中的温度发展测试图；
图4为本发明实施例3-4和对比例2中制备的混凝土结构的力学性能测试图；
图5为本发明实施例5-7和对比例3中制备的混凝土结构的温度发展测试图；
图6为本发明实施例8-9和对比例4中制备的混凝土结构的力学性能测试图。
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种高发热电激养护混凝土结构的制备方法(简称方法)，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、干料的制备：
将细骨料、非导电纳米材料和导电纳米材料混合并充分搅拌均匀，得到干料A；
将胶凝材料和导电填料混合并充分搅拌均匀，得到干料B；
优选地，步骤1中，细骨料包括标准砂、石英砂、尾矿砂或废弃混凝土骨料中的至少一种，细骨料粒径不大于2.5mm；
优选地，步骤1中，非导电纳米材料包括纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米碳酸钙、纳米氧化铝或纳米氮化铝中的至少一种；更优选地，非导电纳米材料包括纳米二氧化硅、纳米二氧化钛或纳米氧化铝中的至少一种；非导电纳米材料的平均粒径小于100nm；
优选地，步骤1中，导电纳米材料包括纳米碳纤维、石墨烯、纳米炭黑、金属纳米线或碳纳米管中的至少一种；导电纳米材料的直径不大于170nm；
优选地，步骤1中，胶凝材料包括水泥或水泥与活性胶凝物质的混合物；所述活性胶凝物质包括硅灰、粉煤灰、粒化高炉矿渣、稻壳灰、煤矸石、石灰石粉、赤泥或偏高岭土；水泥与活性胶凝物质的搭配过程，活性胶凝物质以取代水泥的形式或以外掺方法与水泥搭配形成胶凝材料；取代水泥的形式中，取代量占水泥质量的5～65wt％；外掺方法中，外掺量占水泥质量的1～45wt％。
优选地，步骤1中，导电填料为导电性良好的材料，包括碳纤维、钢纤维、超细不锈钢纤维、镀镍碳纤维、炭黑、纳米碳纤维、碳纳米管或石墨烯中的至少一种；导电填料不参与混凝土结构的水化反应过程，只起到提升混凝土结构电学性质的作用；导电填料的长度为2～14mm。
优选地，步骤1中，非导电纳米材料和导电纳米材料的搅拌过程中，为了保证纳米材料的均匀分散，采用超声分散技术、机械分散技术、静电分散技术等方法进行搅拌，搅拌时长为10～180min；
优选地，步骤1中，胶凝材料和导电填料的搅拌过程中，为了保证导电填料的均匀分散，采用干混预制搅拌法、湿磨法等方法进行搅拌，搅拌时长为2～10min；
步骤2、非导电纳米材料改性混凝土材料的制备：将干料A和干料B混合并充分搅拌均匀，再加入水和减水剂充分搅拌均匀后，得到非导电纳米材料改性混凝土材料；
优选地，步骤2中，干料A和干料B的搅拌时长为2～15min，可采用先慢速搅拌0～5min再快速搅拌2～10min的方式；
优选地，步骤2中，加入水和减水剂后的搅拌时长为5～15min，可采用先慢速搅拌0～5min再快速搅拌5～10min的方式；
优选地，胶凝材料与细骨料的质量比为0.3～2.5:1；非导电纳米材料的质量占胶凝材料质量的0.05～1.5wt％；导电纳米材料占非导电纳米材料改性混凝土材料体积的0.05～1.5vol％；导电填料占非导电纳米材料改性混凝土材料体积的0.1～2vol％；根据用途，水胶比为0.18～0.75:1；减水剂的质量占胶凝材料质量的0.5～4wt％。
步骤3、电激养护制备非导电纳米材料改性混凝土结构：将非导电纳米材料改性混凝土材料倒入内表面嵌有导电电极片的绝缘成型模具中；再将电极片与电源连通，根据非导电纳米材料改性混凝土材料的养护温度，对其施加交变电流进行恒功率电激养护；达到养护龄期后，脱模，得到混凝土结构。
优选地，步骤3中，为保证恒功率养护，根据经验每间隔固定时长(本实施例是间隔20～30min)对其电阻进行测量，即时调整电压，保证养护全过程的恒功率电能供给。成型模具的中心位置处设置有热电偶，用于监测养护全过程的温度。
优选地，步骤3中，养护龄期为2～96h，优选48～96h；
优选地，步骤3中，养护温度根据环境温度确定，养护温度与环境温度的温差为50～70℃，即养护温度比环境温度高50～70℃。
结合图1说明非导电纳米材料实现电激养护混凝土结构高发热效率的机理：电激养护混凝土结构的温度发展与其本身电热学性质有密不可分的关系，而较高的养护温度又有利于混凝土结构力学性能的发展。在通电功率一定的条件下，混凝土结构自身发热效率越高，其养护温度也越高。导电填料的添加能够改善混凝土结构的电热学性能，其构成的导电通路的排布与导电填料的掺量和试件的孔结构密切相关，但是其掺量存在渗流阈值，达到这个阈值后，试件的电热学性能提升效果有限，但是力学性能可能出现下降的情况，因此导电填料的掺量会受到一定的限制。在此基础上，为了进一步提高混凝土结构的发热效率，考虑到非导电纳米材料的加入能够起到密实基体内部孔结构的作用，存在对导电填料的“挤压”效果(具有水化活性的非导电纳米材料的加入会参与到基体内部的水化反应进程当中，能够促进水化产物在其表面富集，使颗粒尺寸随着水化过程不断变大，这将进一步促进纳米二氧化硅对导电填料的“挤压”效果)，向试件内部加入非导电纳米材料可以从物理层面实现结构内部导电网格的致密化，实现混凝土结构内部导电填料的重排布，增加试件内部的导电通路，提高试件在电激养护作用下的发热效率，在相同通电功率下，发热效率较高的混凝土的养护温度更高，有利于其力学性能的发展。
导电填料在混凝土结构内部起到主要增强导电性的作用，主要以直接接触和隧穿效应这两种方式在基体内部构成导电通路。非导电纳米材料对混凝土结构发热效率的提升效果如下式所示：
QNCF＝Pd·t+PT·t
式中QNCF代表非导电纳米材料引起的电激养护混凝土结构发热效率的提升，Pd代表非导电纳米材料通过影响导电材料彼此直接接触引起的功率提升，PT代表非导电纳米材料通过影响导电材料间隧穿效应引起的功率提升，t表示养护时间。
Pd具体公式如下，该式考虑导电材料在基体内部的搭接方式，提出串联和并联两种直接接触方式，串联纤维和并联纤维数目之间存在一个函数关系，因此以函数形式表示，而纤维自身电阻为固定值RCF；
Pd＝fd(U2/RCF,I2RCF)
PT具体公式如下，该式考虑导电材料在基体内部的隧穿接触方式，提出串联和并联两种直接接触方式，依然考虑串联纤维和并联纤维数目之间存在一个函数关系，因此以函数形式表示，而遂穿电阻也为函数式；
PT＝fT(U2/RT,I2RT)
式中RT为导电纤维隧穿电阻，具体关系式如下：
式中h为普朗克常数，e为电子电荷，H为混凝土结构内部通道的总数，T代表传输概率。
实施例1
(1)干料的制备：将标准砂、纳米二氧化硅和纳米碳纤维混合并搅拌15min至均匀，得到干料A；将水泥和碳纤维混合并搅拌4min至均匀，得到干料B；
(2)非导电纳米材料改性混凝土材料的制备：将干料A和干料B混合，慢速搅拌3min后快速搅拌5min至均匀，再加入水和减水剂快速搅拌8min至均匀后，得到非导电纳米材料改性混凝土材料；
水泥与标准砂的质量比为1:1，纳米二氧化硅占水泥质量的0.8wt％，纳米碳纤维占非导电纳米材料改性混凝土材料体积的0.2vol％，碳纤维占非导电纳米材料改性混凝土材料体积的0.75vol％，水胶比为0.3，减水剂占水泥质量的1.5wt％；
(3)在环境温度为-30℃条件下，将非导电纳米材料改性混凝土材料倒入成型模具中，其中成型模具为一个100mm×100mm×100mm的立方体、一对电极片分别置于模具相对内表面，电激养护过程中热电偶布置在成型模具的中心位置，用于监测养护全过程的温度；将电极片与电源连通，通电功率恒定为25W，对试件进行电激养护，养护龄期12h，每隔30min对试件的电阻进行测量，即时调整电压，保证养护全过程的恒功率电能供给；达到养护龄期后，脱模，得到混凝土结构。
由图2可以看出，纳米二氧化硅的存在能够促进基体内部纳米碳纤维的致密化排布，符合纳米二氧化硅对电激养护混凝土结构发热效率提升的机理。
实施例2
与实施例1完全相同，区别在于：纳米二氧化硅占胶凝材料质量的0.4wt％。
对比例1
(1)干料的制备：将标准砂和纳米碳纤维混合并搅拌15min至均匀，得到干料A；将水泥和碳纤维混合并搅拌4min至均匀，得到干料B；
(2)混凝土材料的制备：将干料A和干料B混合，慢速搅拌3min后快速搅拌5min至均匀，再加入水和减水剂快速搅拌8min至均匀后，得到混凝土材料；
水泥与标准砂的质量比为1:1，纳米碳纤维占混凝土材料体积的0.2vol％，碳纤维占混凝土材料体积的0.75vol％，水胶比0.3，减水剂占水泥质量的1.5wt％；
(3)与实施例1相同。
实施例1-2和对比例1研究负温环境下纳米二氧化硅的添加对电激养护混凝土结构发热效率的影响。由图3可以看出，对比例1在环境温度为-30℃、通电功率为25W的条件下，养护温度集中在40～48℃范围内。非导电纳米二氧化硅的添加能够显著提高电激养护试件的发热效率，实施例2的电激养护试件的养护温度集中在47～56℃范围内，实施例1的电激养护试件的养护温度集中在52～61℃范围内。由电激养护过程中试件的温度发展来看，非导电纳米材料的添加能够显著提高电激养护试件的发热效率。
实施例3
(1)干料的制备：将标准砂、纳米二氧化钛和纳米碳纤维混合并搅拌15min至均匀，得到干料A；将水泥、硅灰和碳纤维混合并搅拌10min至均匀，得到干料B；
(2)非导电纳米材料改性混凝土材料的制备：将干料A和干料B混合，快速搅拌5min至均匀，再加入水和减水剂快速搅拌7min至均匀后，得到非导电纳米材料改性混凝土材料；
水泥、硅灰、标准砂的质量比为1:0.3:1.3，纳米二氧化钛占水泥和硅灰的总质量的1.0wt％，纳米碳纤维占非导电纳米材料改性混凝土材料体积的0.2vol％，碳纤维占非导电纳米材料改性混凝土材料体积的0.75vol％，水胶比为0.24，减水剂占水泥和硅灰的总质量的1.5wt％；
(3)在环境温度为-20℃条件下，将非导电纳米材料改性混凝土材料倒入成型模具中，其中成型模具为一个100mm×100mm×100mm的立方体、一对电极片分别置于模具相对内表面，电激养护过程中热电偶布置在成型模具的中心位置，用于监测养护全过程的温度；将电极片与电源连通，对试件进行电激养护，养护龄期2天，每隔30min对试件的温度进行测量，即时调整电压，保证养护全过程中养护温度处于50～60℃；达到养护龄期后，脱模，得到混凝土结构。
实施例4
与实施例1完全相同，区别在于：纳米二氧化钛占胶凝材料质量的2.0wt％。
对比例2
(1)干料的制备：将标准砂和纳米碳纤维混合并搅拌15min至均匀，得到干料A；将水泥、硅灰和碳纤维混合并搅拌10min至均匀，得到干料B；
(2)混凝土材料的制备：将干料A和干料B混合，快速搅拌5min至均匀，再加入水和减水剂快速搅拌7min至均匀后，得到混凝土材料；
水泥、硅灰、标准砂的质量比为1:0.3:1.3，纳米碳纤维占混凝土材料体积的0.2vol％，碳纤维占混凝土材料体积的0.75vol％，水胶比为0.24，减水剂占水泥和硅灰的总质量的1.5wt％；
(3)与实施例3相同。
本实施例3-4和对比例2研究负温环境下纳米二氧化钛的添加对电激养护混凝土结构力学性能的影响，在各掺量纳米二氧化钛试件的养护温度保持一致的情况下记录电功率情况。由图4可以看出，对比例2在环境温度为-20℃、养护温度为50～60℃的条件下，2天电激养护抗压强度达到51MPa；而当加入纳米二氧化钛后，试件的力学性能得到显著提升，实施例3的电激养护试件的抗压强度达到57MPa，实施例4的电激养护试件的抗压强度达到64MPa，突出了纳米二氧化钛对混凝土结构力学性能的提升效果。
实施例5
(1)干料的制备：将标准砂、纳米碳酸钙和纳米碳纤维混合并搅拌15min至均匀，得到干料A；将水泥、硅灰和镀镍碳纤维混合并搅拌4min至均匀，得到干料B；
(2)非导电纳米材料改性混凝土材料的制备：将干料A和干料B混合，慢速搅拌3min后快速搅拌5min至均匀，再加入水和减水剂快速搅拌5min至均匀后，得到非导电纳米材料改性混凝土材料；
水泥、硅灰、标准砂的质量比为1:0.25:1.38，纳米碳酸钙占水泥和硅灰的总质量的0.3wt％，纳米碳纤维占非导电纳米材料改性混凝土材料体积的0.5vol％，镀镍碳纤维占非导电纳米材料改性混凝土材料体积的0.6vol％，水胶比为0.25，减水剂占水泥和硅灰的总质量的3wt％；
(3)在环境温度为-30℃条件下，将非导电纳米材料改性混凝土材料倒入成型模具中，其中成型模具为一个100mm×100mm×100mm的立方体、一对电极片分别置于模具相对内表面，电激养护过程中热电偶布置在成型模具的中心位置，用于监测养护全过程的温度；将电极片与电源连通，通电功率恒定为20W，对试件进行电激养护，养护龄期2h，每隔20min对试件的电阻进行测量，即时调整电压，保证养护全过程混凝土结构的通电功率稳定在20W，记录电激养护混凝土结构的温度升高情况；达到养护龄期后，脱模，得到混凝土结构。
实施例6
与实施例5完全相同，区别在于：纳米碳酸钙占水泥和硅灰的总质量的0.6wt％。
实施例7
与实施例5完全相同，区别在于：纳米碳酸钙占水泥和硅灰的总质量的0.9wt％。
对比例3
(1)干料的制备：将标准砂、纳米碳纤维混合并搅拌15min至均匀，得到干料A；将水泥、硅灰和镀镍碳纤维混合并搅拌4min至均匀，得到干料B；
(2)混凝土材料的制备：将干料A和干料B混合，慢速搅拌3min后快速搅拌5min至均匀，再加入水和减水剂快速搅拌5min至均匀后，得到混凝土材料；
水泥、硅灰、标准砂的质量比为1:0.25:1.38，纳米碳纤维占混凝土材料体积的0.5vol％，镀镍碳纤维占混凝土材料体积的0.6vol％，水胶比为0.25，减水剂占水泥和硅灰的总质量的3wt％；
(3)与实施例5相同。
本实施例5-7以及对比例3研究负温环境下不同纳米碳酸钙添加量对电激养护混凝土结构的发热效率的影响效果。由图5可以看出，对比例3的试件在环境温度为-30℃、通电功率为20W的条件下，养护温度在2h内达到25℃左右；而加入纳米碳酸钙能够显著提高结构在相同通电功率下的养护温度，实施例5的电激养护试件的养护温度在2h达到29℃左右，实施例6的电激养护试件的养护温度在2h达到33℃左右，实施例7的电激养护试件的养护温度在2h达到38℃左右，突出了纳米碳酸钙的加入对电激养护混凝土结构发热效率提升效果。
实施例8
(1)干料的制备：将标准砂、纳米碳酸钙和纳米碳纤维混合并搅拌15min至均匀，得到干料A；将水泥、硅灰和镀镍碳纤维混合并搅拌4min至均匀，得到干料B；
(2)非导电纳米材料改性混凝土材料的制备：将干料A和干料B混合，慢速搅拌3min后快速搅拌5min至均匀，再加入水和减水剂快速搅拌5min至均匀后，得到非导电纳米材料改性混凝土材料；
水泥、硅灰、标准砂的质量比为1:0.25:1.38，纳米碳酸钙占水泥和硅灰的总质量的1wt％，纳米碳纤维占非导电纳米材料改性混凝土材料体积的0.5vol％，镀镍碳纤维占非导电纳米材料改性混凝土材料体积的0.6vol％，水胶比为0.25，减水剂占水泥和硅灰的总质量的3wt％；
(3)在环境温度为-30℃条件下，将非导电纳米材料改性混凝土材料倒入成型模具中，其中成型模具为一个100mm×100mm×100mm的立方体、一对电极片分别置于模具相对内表面，电激养护过程中热电偶布置在成型模具的中心位置，用于监测养护全过程的温度；将电极片与电源连通，对试件进行电激养护，养护龄期3天，每隔30min对试件的电阻进行测量，即时调整电压，保证养护全过程混凝土结构的温度处于55～65℃；达到养护龄期后，脱模，得到混凝土结构。
实施例9
与实施例8完全相同，区别在于：纳米碳酸钙占水泥和硅灰的总质量的2wt％。
对比例4
(1)干料的制备：将标准砂和纳米碳纤维混合并搅拌15min至均匀，得到干料A；将水泥、硅灰和镀镍碳纤维混合并搅拌4min至均匀，得到干料B；
(2)混凝土材料的制备：将干料A和干料B混合，慢速搅拌3min后快速搅拌5min至均匀，再加入水和减水剂快速搅拌5min至均匀后，得到混凝土材料；
水泥、硅灰、标准砂的质量比为1:0.25:1.38，纳米碳纤维占混凝土材料体积的0.5vol％，镀镍碳纤维占混凝土材料体积的0.6vol％，水胶比为0.25，减水剂占水泥和硅灰的总质量的3wt％；
(3)与实施例8相同。
本实施例8-9以及对比例4研究负温环境下不同纳米碳酸钙添加量对电激养护混凝土结构的力学性能的影响效果。由图6可以看出，对比例4的试件在环境温度为-30℃、养护温度处于55～65℃的条件下，3天抗压强度达到49.4MPa；而加入纳米碳酸钙能够显著提高结构在相同养护温度区间下的力学性能，实施例8的电激养护试件的3天抗压强度达到55.6MPa，实施例9的电激养护试件的3天抗压强度达到61.7MPa，突出了纳米碳酸钙的加入对电激养护混凝土结构发热效率提升效果。
综上，作为一种针对寒区冬季混凝土结构的高发热电激养护材料体系，本发明以非导电纳米材料的使用作为突破口，在不同养护条件下对相应的结构进行电激养护，得到具有优异性能的混凝土结构，为寒区混凝土结构的现场制备带来突破。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (10)
1.一种高发热电激养护混凝土结构的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、干料的制备：
将细骨料、非导电纳米材料和导电纳米材料混合并充分搅拌均匀，得到干料A；
将胶凝材料和导电填料混合并充分搅拌均匀，得到干料B；
步骤2、非导电纳米材料改性混凝土材料的制备：将干料A和干料B混合并充分搅拌均匀，再加入水和减水剂充分搅拌均匀后，得到非导电纳米材料改性混凝土材料；
步骤3、电激养护制备非导电纳米材料改性混凝土结构：将非导电纳米材料改性混凝土材料倒入内表面嵌有导电电极片的绝缘成型模具中；再将电极片与电源连通，根据非导电纳米材料改性混凝土材料的养护温度，对其施加交变电流进行恒功率电激养护；达到养护龄期后，脱模，得到混凝土结构。
2.根据权利要求1所述的高发热电激养护混凝土结构的制备方法，其特征在于，步骤1中，非导电纳米材料包括纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米碳酸钙、纳米氧化铝或纳米氮化铝中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的高发热电激养护混凝土结构的制备方法，其特征在于，步骤1中，非导电纳米材料包括纳米二氧化硅、纳米二氧化钛或纳米氧化铝中的至少一种；非导电纳米材料的平均粒径小于100nm。
4.根据权利要求1所述的高发热电激养护混凝土结构的制备方法，其特征在于，步骤1中，细骨料包括标准砂、石英砂、尾矿砂或废弃混凝土骨料中的至少一种，细骨料粒径不大于2.5mm；
导电纳米材料包括纳米碳纤维、石墨烯、纳米炭黑、金属纳米线或碳纳米管中的至少一种；导电纳米材料的直径不大于170nm；
导电填料包括碳纤维、钢纤维、超细不锈钢纤维、镀镍碳纤维、炭黑、纳米碳纤维、碳纳米管或石墨烯中的至少一种；导电填料的长度为2～14mm。
5.根据权利要求1所述的高发热电激养护混凝土结构的制备方法，其特征在于，步骤1中，胶凝材料包括水泥或水泥与活性胶凝物质的混合物；所述活性胶凝物质包括硅灰、粉煤灰、粒化高炉矿渣、稻壳灰、煤矸石、石灰石粉、赤泥或偏高岭土；水泥与活性胶凝物质的搭配过程，活性胶凝物质以取代水泥的形式或以外掺方法与水泥搭配形成胶凝材料；取代水泥的形式中，取代量占水泥质量的5～65wt％；外掺方法中，外掺量占水泥质量的1～45wt％。
6.根据权利要求1所述的高发热电激养护混凝土结构的制备方法，其特征在于，步骤1中，非导电纳米材料和导电纳米材料的搅拌过程中，采用超声分散技术、机械分散技术或静电分散技术进行搅拌，搅拌时长为10～180min；胶凝材料和导电填料的搅拌过程中，采用干混预制搅拌法或湿磨法进行搅拌，搅拌时长为2～10min。
7.根据权利要求1所述的高发热电激养护混凝土结构的制备方法，其特征在于，步骤2中，干料A和干料B的搅拌时长为2～15min；加入水和减水剂后的搅拌时长为5～15min。
8.根据权利要求1所述的高发热电激养护混凝土结构的制备方法，其特征在于，胶凝材料与细骨料的质量比为0.3～2.5:1；非导电纳米材料的质量占胶凝材料质量的0.05～1.5wt％；导电纳米材料占非导电纳米材料改性混凝土材料体积的0.05～1.5vol％；导电填料占非导电纳米材料改性混凝土材料体积的0.1～2vol％；根据用途，水胶比为0.18～0.75:1；减水剂的质量占胶凝材料质量的0.5～4wt％。
9.根据权利要求1所述的高发热电激养护混凝土结构的制备方法，其特征在于，步骤3中，成型模具的中心位置处设置有热电偶，用于监测养护全过程的温度。
10.根据权利要求1所述的高发热电激养护混凝土结构的制备方法，其特征在于，步骤3中，养护龄期为2～96h；养护温度比环境温度高50～70℃。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220426 |