CN116375424A - 适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土 - Google Patents
适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116375424A CN116375424A CN202310344554.2A CN202310344554A CN116375424A CN 116375424 A CN116375424 A CN 116375424A CN 202310344554 A CN202310344554 A CN 202310344554A CN 116375424 A CN116375424 A CN 116375424A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- concrete
- high temperature
- temperature
- performance concrete
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004574 high-performance concrete Substances 0.000 title claims abstract description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims abstract description 28
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 26
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims abstract description 23
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims abstract description 23
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 229920000889 poly(m-phenylene isophthalamide) Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 claims description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 13
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 claims description 12
- IAQLJCYTGRMXMA-UHFFFAOYSA-M lithium;acetate;dihydrate Chemical compound [Li+].O.O.CC([O-])=O IAQLJCYTGRMXMA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 10
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 10
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 239000004965 Silica aerogel Substances 0.000 claims description 6
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims description 6
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 claims description 6
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 claims description 6
- 239000007902 hard capsule Substances 0.000 claims description 5
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005007 epoxy-phenolic resin Substances 0.000 claims description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 abstract description 77
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 20
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 8
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 206010016807 Fluid retention Diseases 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000003469 silicate cement Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
- C04B14/064—Silica aerogel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/14—Minerals of vulcanic origin
- C04B14/18—Perlite
- C04B14/185—Perlite expanded
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/12—Nitrogen containing compounds organic derivatives of hydrazine
- C04B24/14—Peptides; Proteins; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/34—Non-shrinking or non-cracking materials
- C04B2111/343—Crack resistant materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
本申请涉及混凝土技术领域，具体公开了适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土。适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土的原料包括：280‑360份水泥、270‑430份二氧化硅水凝胶、600‑680份粗骨料、100‑220份膨胀珍珠岩、300‑400份砂、100‑120份相变胶囊、18‑26份硫酸钙、60‑120份聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、18‑32份胶黏剂。本申请制得的混凝土保温隔热能力突出，具有耐高温干燥、耐温差的优点，长期在高温干燥和温差较大的条件下也可以维持混凝土的性能稳定不会出现大规模开裂，耐久性好。
Description
技术领域
本申请涉及混凝土技术领域，更具体地说，它涉及适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土。
背景技术
混凝土是建筑工程施工中重要的原材料之一，在不同的应用场景和环境下需要混凝土具备不同的性能，在高温干燥环境下混凝土会更容易出现出现高温开裂，产生裂隙的时间也会大大提前，导致降低其耐久性。高温差环境下混凝土体积会发生膨胀和收缩，当收缩值大于混凝土的极限拉伸值时，就会破坏混凝土的结构造成开裂。相关技术领域中，常用的耐高温温、耐温差混凝土存在许多问题，例如仅仅以水泥为胶黏剂的混凝土附着力一般、耐久性不足，混凝土原材料中采用的保温材料的力学性能一般，长期处于干燥、温差较大环境中易破碎、脱落，针对混凝土开裂，也有许多专利使用聚丙烯纤维等纤维结构提升混凝土的抗拉强度，但大多数纤维本身的耐温能力不足，作用效果依然有局限。因此，需要研制出可在长期高温干燥、较大温差条件下，不易发生温变开裂、维持良好的力学性能、耐久性好的混凝土。
发明内容
为了解决昼夜温差大、高温干燥地区混凝土容易开裂，降低耐久性的问题，本申请提供适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土。
本申请提供的适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土，采用如下的技术方案：
适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土，原料包括以重量份计的：280-360份水泥、270-430份二氧化硅水凝胶、600-680份粗骨料、100-220份膨胀珍珠岩、300-400份砂、100-120份相变胶囊、18-26份硫酸钙、60-120份聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、18-32份胶黏剂。
通过采用上述技术方案，硫酸钙在混凝土中可形成晶须结构，不仅其具有良好的保温、隔热、防火性能,而且硫酸钙晶须结构与多孔二氧化硅、膨胀珍珠岩复配，可以增强混凝土内部填料的相互作用力从而提升混凝土的力学性能，使得混凝土在温差较大的条件下也可以维持很好的抗裂性能，二氧化硅水凝胶中的多孔二氧化硅可以复杂化导热路径，降低热量传递效率，显著降低混凝土温度同环境温度变化的程度，和填充相变材料的相变大胶囊同时作用，降低混凝土内部温度变化率，维持混凝土内部温度的稳定性，大幅度降低外界恶劣环境对混凝土造成损害。
优选的，所述二氧化硅水凝胶是在水中加入二氧化硅气凝胶、丝素蛋白、黄原胶混合均匀后形成的半固体形态水凝胶。
通过采用上述技术方案，将丝素蛋白加入水凝胶中与二氧化硅气凝胶构建成凝胶网络结构，增加水凝胶体系各物质之间的相互作用力，丝素蛋白和黄原胶亲水性强，可以吸收大量水分，减缓混凝土的水分丧失速率，避免发生开裂现象导致混凝土力学性能降低。
优选的，所述相变胶囊的外层为硬质胶囊层，内部使用相变材料作为填充。
通过采用上述技术方案，采用固化的树脂对相变材料进行包裹，在发挥相变材料保温蓄热能力时，使相变胶囊保持一定的硬度和力学性能，提升混凝土的耐高温、耐温差性能，提升混凝土的抗压强度。
优选的，所述外层硬质胶囊层可以是环氧树脂、酚醛树脂中的任意一种。
采用上述技术方案，选择树脂作为外层硬脂胶囊层原料，加入树脂或树脂原材料、固化剂使胶囊成型后，胶囊外层具有较好的光滑度和强度，不会发生磨损和破裂，可以提升混凝土的力学性能。
优选的，所述内部相变材料为重量比为1:(1-3)添加的石蜡和二水醋酸锂。
采用上述技术方案，采用两种相变点为不同温度的相变材料，可以在温差较大的时候，仍然保持有效的保温性，扩大了相变胶囊可适用的温差范围，提升了混凝土的耐温差性能。
优选的，所述相变胶囊的制备方法包括以下步骤：首先，将石蜡、二水醋酸锂两种相变材料混合加热至均匀，然后在相变材料中缓慢加入树脂和树脂固化剂并同时不断进行搅拌，待形成足够数量胶囊后将上述制得的胶囊取出洗净，最后进行干燥，即得。
优选的，所述膨胀珍珠岩需要经过胶黏剂处理，粘附到聚间苯二甲酰间苯二胺纤维段上。
通过采用上述技术方案，一方面防止膨胀珍珠岩碎裂离散丧失保温隔热效果，另一方面纤维作用与混凝土体系可以增强混凝土的抗拉强度抗裂强度。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请中采用相变胶囊和水凝胶体系对混凝土进行高温干燥条件下或温度骤变条件下进行温变保护，水凝胶亲水、储水力强，在混凝土水化过程中控制丧失水分的速度，避免因干燥过快导致混凝土内部开裂，降低了混凝土发生开裂的可能性，同时采用二氧化硅多孔结构和膨胀珍珠协同作用，达到复杂化传热路径、减缓混凝土温度变化速率的效果，大大减少了混凝土开裂现象的发生，提升混凝土的耐久性。
2、本申请中将丝素蛋白添加到半固体形态的二氧化硅水凝胶中，丝素蛋白形成较强作用的力网络结构稳定凝胶体系，将其加入混凝土后混凝土前期强韧度提升，后期抗裂强度提升，用耐高温纤维处理后的膨胀珍珠岩添加到混凝土体系可以也可以增强混凝土的抗拉强度抗裂强度，提升混凝土的耐高温干燥能力，提升其耐久性。
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，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
以下制备例和实施例中，
水泥选用P.C42.5R硅酸盐水泥；
酚醛树脂固化剂采用六亚甲基四胺；
胶黏剂采用的是上海寿兴生产的SXBOND ME300系列双组分无溶剂环氧树脂胶黏剂；
砂选用Ⅱ级砂，细度模数2.6，含泥量1.0％。
制备例
制备例1
先将50kg石蜡、50kg二水醋酸锂两种相变材料混合，加热至均匀熔融状态，然后在均匀相变材料中缓慢滴加苯酚、甲醛树脂原料并滴加酚醛树脂固化剂，不断进行搅拌转速300rpm/min，待30min后形成所需数量胶囊，将上述制得的胶囊取出洗净，最后进行干燥，即得。
制备例2
先将40kg石蜡、80kg二水醋酸锂两种相变材料混合，加热至均匀熔融状态，然后在均匀相变材料中缓慢滴加苯酚、甲醛树脂原料并滴加树脂固化剂，不断进行搅拌转速300rpm/min，待30min后形成所需数量胶囊，将上述制得的胶囊取出洗净，最后进行干燥，即得。
制备例3
先将40kg石蜡、120kg二水醋酸锂两种相变材料混合，加热至均匀熔融状态，然后在均匀相变材料中缓慢滴加苯酚、甲醛树脂原料并滴加树脂固化剂，不断进行搅拌转速300rpm/min，待30min后形成所需数量胶囊，将上述制得的胶囊取出洗净，最后进行干燥，即得。
制备例4
先将二水醋酸锂加热至熔融，然后在均匀熔融的石蜡相变材料中缓慢滴加苯酚、甲醛作为酚醛树脂的原料并滴加酚醛树脂固化剂，同时不断进行搅拌，待30min后形成所需数量胶囊，将上述制得的胶囊取出洗净，最后进行干燥，即得。
制备例4
先将石蜡加热至熔融，然后在均匀熔融的石蜡相变材料中缓慢滴加苯酚、甲醛作为酚醛树脂的原料并滴加酚醛树脂固化剂，并同时不断进行搅拌，待30min后形成所需数量胶囊，将上述制得的胶囊取出洗净，最后进行干燥，即得。
制备例5
先将二水醋酸锂加热至熔融，然后在均匀熔融的二水醋酸锂相变材料中缓慢滴加苯酚、甲醛作为酚醛树脂的原料并滴加酚醛树脂固化剂，并同时不断进行搅拌转速300rpm/min，待30min后形成所需数量胶囊，将上述制得的胶囊取出洗净，最后进行干燥，即得。
实施例
实施例1
适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
首先将60kg纤维段长度5cm的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、18kg胶黏剂和220kg膨胀珍珠岩混合搅拌，对膨胀珍珠岩进行纤维粘附处理，得到粘附聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的膨胀珍珠岩；将上述粘附聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的膨胀珍珠岩、280kg水泥、270kg二氧化硅水凝胶、680kg粗骨料、300kg砂、100kg相变胶囊、18kg硫酸钙混合搅拌60min至均匀，取出进行混凝土浇筑和标准养护，即得耐高温干燥。耐温差混凝土；
其中二氧化硅水凝胶的制备方法为：将60kg二氧化硅气凝胶、5kg丝素蛋白、25kg黄原胶、360kg水搅拌混30min混合搅拌15min，即得。
实施例2
适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
首先将90kg纤维段长度5cm的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、25kg胶黏剂和160kg膨胀珍珠岩混合搅拌，对膨胀珍珠岩进行纤维粘附处理，得到粘附聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的膨胀珍珠岩；将上述粘附聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的膨胀珍珠岩、220kg水泥、350kg二氧化硅水凝胶、640kg粗骨料、350kg砂、110kg相变胶囊、22kg硫酸钙混合搅拌60min至均匀，取出进行混凝土浇筑和标准养护，即得耐高温干燥。耐温差混凝土；
其中二氧化硅水凝胶的制备方法为：将60kg二氧化硅气凝胶、5kg丝素蛋白、25kg黄原胶、360kg水搅拌混30min混合搅拌15min，即得。
实施例3
适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
首先将120kg纤维段长度5cm的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、32kg胶黏剂和100kg膨胀珍珠岩混合搅拌，对膨胀珍珠岩进行纤维粘附处理，得到粘附聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的膨胀珍珠岩；将上述粘附聚间苯二甲酰间苯二胺纤维的膨胀珍珠岩、360kg水泥、430kg二氧化硅水凝胶、600kg粗骨料、100kg膨胀珍珠岩、400kg砂、120kg相变胶囊、26kg硫酸钙混合搅拌60min至均匀，取出进行混凝土浇筑和标准养护，即得耐高温干燥。耐温差混凝土；其中二氧化硅水凝胶的制备方法为：将60kg二氧化硅气凝胶、5kg丝素蛋白、25kg黄原胶、360kg水搅拌混30min混合搅拌15min，即得。
实施例4
按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，二氧化硅水凝胶原料中未添加丝素蛋白。
实施例5
按照实施例1的方法实施，其不同之处在于，将制备例1制得的相变胶囊等量替换为制备例4制得的相变胶囊。
实施例6
按照实施例1的方法实施，其不同之处在于，将制备例1制得的相变胶囊等量替换为制备例5制得的相变胶囊
对比例
对比例1
按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，将原料中二氧化硅水凝胶等量替换为水。
对比例2
按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，将原料中相变胶囊等量替换为砂。
对比例3
按照实施例1的方案进行，其不同之处在于，原料中未添加相变胶囊和二氧化硅水凝胶。
对比例3
按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，原料未添加硫酸钙。
对比例5
按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，原料中未添加硫酸钙和二氧化硅水凝胶，并且将二氧化硅水凝胶等量替换为水。
对比例6
按照实施例1的方法进行，其不同之处在于，原料中未添加聚间苯二甲酰间苯二胺纤维和胶黏剂。
性能检测试验
1.混凝土抗压强度测试
2.混凝土耐高温干燥、耐温差性能测试
检测方法
1.混凝土抗压强度测试：各实施例以及对比例拌和的混凝土制成100mm×100mm×100mm的立方体试件，根据KGB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》，检测各试件的28d的抗压强度(单位：MPa)对28d抗压强度，测试结果见表1。
2.混凝土耐高温干燥、耐温差性能测试：采用龄期28d的试块在吸水饱和后，将各实施例以及对比例拌和的混凝土制成100mm×100mm×100mm的立方体试件，在60℃高温干燥环境下28d后和温差60℃条件下，在-10℃和50℃温度条件下，以初始温度为50℃开始，每8小时更换一次温度，持续28d后，检测各试件的体积损失率(单位：％)。体积减少不超过5％时，说明耐高温干燥、耐温差性能较好，混凝土抗收缩性能检测结果见表2。
表1：
| 检测项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 28d抗拉强度/Mpa | 5.62 | 5.88 | 5.76 | 4.73 | 5.09 | 5.17 |
| 28d抗压强度/Mpa | 45.29 | 45.35 | 45.32 | 44.62 | 45.19 | 45.25 |
| 检测项目 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | 对比例6 |
| 28d抗拉强度/Mpa | 4.35 | 4.39 | 3.67 | 4.62 | 4.26 | 3.45 |
| 28d抗压强度/Mpa | 39.74 | 39.95 | 35.04 | 41.86 | 36.24 | 37.12 |
表2：
结合实施例1、实施例5和实施例6的性能检行测结果可以看出，使用单一相变材料制备相变胶囊时，也可以起到良好的混凝土保温效果，降低混凝土因环境变化而受影响的程度，但是任意一种相变材料制备的相变胶囊效果有限，而检测结果显示两种相变材料复合使用的保温效果更好，并且混凝土的质量损失更小，两种相变材料的制备相变胶囊的适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土抗裂性能更好，抗压、抗拉强度也有略微提高。
结合实施例1和对比例1的性能检行测结果可以看出，将二氧化硅水凝胶替换为水时，水分蒸发速度加剧，导致混凝土内部具有较多的初生裂隙，未含有多孔二氧化硅结构的混凝土导热路径复杂程度降低，耐高温干燥、耐温差效果不佳，导致不仅质量损失大大增加，而且抗压强度和抗拉强度力学性能表现也下降。
结合实施例1和对比例2的性能检行测结果可以看出，未添加相变胶囊时抗压强度无过大变化，但是由于混凝土受到高温、较大温差等恶劣环境条件的影响程度增加，耐高温干燥、耐温差性能显著降低，导致高温干燥和较大温差环境下混凝土开裂，质量损失大幅增加。
结合实施例1和对比例3的性能检行测结果可以看出，未添加二氧化硅水凝胶和相变胶囊时，无法起到很好的保温、耐温差效果，丧失了大部分耐高温干燥、耐温差能力，质量损失加剧，混凝土的耐久性降低。
结合实施例1和对比例4的性能检行测结果可以看出，未添加硫酸钙时无法形成和混凝土内部的多孔颗粒作用的晶须结构，导致力学性能和耐温差性能降低，质量损失增加。
结合实施例1和对比例5的性能检行测结果可以看出，未添加硫酸钙和二氧化硅水凝胶时无法形成和混凝土内部的多孔颗粒作用的晶须结构，同时无法复杂化导热路径，降低了混凝土的保温隔热能力和耐高温干燥能力，混凝土容易开裂，造成了质量损失加剧、耐久性降低的问题。
结合实施例1和对比例6的性能检行测结果可以看出，未对膨胀珍珠岩进行粘附纤维处理时膨胀珍珠岩随机离散在混凝土中，当膨胀珍珠岩在随耐高温的纤维分布时不仅可以固定其位置，并且可以提升混凝土的抗拉强度和抗裂能力，使得质量损失减少，混凝土的耐久性更好。
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.适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土，其特征在于，原料包括以重量份计的：280-360份水泥、270-430份二氧化硅水凝胶、600-680份粗骨料、100-220份膨胀珍珠岩、300-400份砂、100-120份相变胶囊、18-26份硫酸钙、60-120份聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、18-32份胶黏剂。
2.根据权利要求1所述的适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土，其特征在于：所述二氧化硅水凝胶是在水中加入二氧化硅气凝胶、丝素蛋白、黄原胶混合均匀后形成的半固体形态水凝胶。
3.根据权利要求1所述的适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土，其特征在于：所述相变大胶囊的外层为硬质胶囊层，内部使用相变材料作为填充。
4.根据权利要求3所述的适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土，其特征在于：所述外层硬质胶囊层可以是环氧树脂、酚醛树脂中的任意一种。
5.根据权利要求3所述的适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土，其特征在于：所述内部相变材料为重量比为1:(1-3)添加的石蜡和二水醋酸锂。
6.根据权利要求4所述的适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土，其特征在于：所述外层胶囊层的厚度需大于0.3mm。
7.根据权利要求3所述的适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土，其特征在于：所述相变胶囊的制备方法为：先将石蜡、二水醋酸锂两种相变材料混合，加热至均匀，然后在均匀相变材料中缓慢滴加树脂和树脂固化剂，并同时不断进行搅拌，待形成所需数量胶囊后，将上述制得的胶囊取出洗净，最后进行干燥，即得。
8.根据权利要求1所述的适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土，其特征在于：所述膨胀珍珠岩需要经过胶黏剂处理，粘附到聚间苯二甲酰间苯二胺纤维段上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310344554.2A CN116375424A (zh) | 2023-04-03 | 2023-04-03 | 适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310344554.2A CN116375424A (zh) | 2023-04-03 | 2023-04-03 | 适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116375424A true CN116375424A (zh) | 2023-07-04 |
Family
ID=86968836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310344554.2A Pending CN116375424A (zh) | 2023-04-03 | 2023-04-03 | 适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116375424A (zh) |
-
2023
- 2023-04-03 CN CN202310344554.2A patent/CN116375424A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tan et al. | Performance of concrete under different curing conditions | |
| CN104058630B (zh) | 一种新型保温板及其制备方法 | |
| CA2678155C (en) | Low-density ceramic proppant and its production method | |
| CN114716208B (zh) | 一种冬施微膨胀混凝土及其制备方法 | |
| CN112125615A (zh) | 一种透水混凝土及其制备方法 | |
| CN115403288A (zh) | 混凝土抗裂剂及其制备方法和使用方法 | |
| CN113511863A (zh) | 一种高性能抗冻混凝土及其制备方法 | |
| CN112430017B (zh) | 一种废料制备的高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN116375424A (zh) | 适用于高温低湿度、高温差环境的高性能混凝土 | |
| Jiang et al. | Preparation, microstructure, performance and mortar application of paraffin/titanium-bearing blast furnace slag phase change aggregate | |
| Zhang et al. | Synthesis and characterization of a novel bamboo shaving geopolymer composite | |
| CN111393080A (zh) | 一种高性能胶凝材料及其制备方法 | |
| CN115959862A (zh) | 一种超缓凝抗裂混凝土及其制备方法 | |
| CN115611582A (zh) | 一种低收缩快凝早强混凝土及其制备方法 | |
| CN113024217B (zh) | 一种用于热害隧道的自修复水泥 | |
| CN113880525B (zh) | 一种碳纳米管混凝土及其制备方法 | |
| RU2298538C2 (ru) | Теплоизоляционное изделие | |
| CN110803905A (zh) | 一种适用于寒区隧道的新型轻质混凝土及其制备方法 | |
| CN110922200A (zh) | 一种纳米粉体基隔热材料及其制备方法 | |
| CN104562706A (zh) | 一种具有防碳化功能的pom纤维 | |
| CN117342807B (zh) | 一种低热水泥及其生产工艺 | |
| CN111892358B (zh) | 一种防冻泵送混凝土及其制备方法 | |
| CN113429176B (zh) | 一种基于渗透结晶原理的水泥基防水材料 | |
| CN116081996B (zh) | 一种早强抗收缩混凝土及其制备方法 | |
| CN114735960B (zh) | 混凝土外加剂、含有外加剂的混凝土拌和料及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |