專利名稱：高抗裂自愈合混凝土摻和料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混凝土的摻和料及其制備方法。
背景技術(shù)：
混凝土是工程建設(shè)應(yīng)用最廣泛的大宗建筑材料，已廣泛用于工業(yè)與民用建筑、農(nóng)林與城市建設(shè)、交通及海港等工程。隨著工程建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，混凝土工程技術(shù)取得了巨大進(jìn)步，混凝土結(jié)構(gòu)形式呈現(xiàn)多樣化、混凝土的高強(qiáng)、高性能化，同時也帶來一些新的問題——混凝土的早期開裂。
水泥基材料的劣化過程是混凝土的原有微缺陷(如微裂紋、孔洞等)在外界因素(荷載、溫度或環(huán)境效應(yīng)等)作用下，不斷擴(kuò)展、并集、聚合，形成宏觀裂紋的過程。而混凝土各種微裂縫形成和貫通，又為有害介質(zhì)(Cl-、SO42-、Mg2+、H2O等)的侵入提供了快速通道，這嚴(yán)重影響到混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命。
混凝土結(jié)構(gòu)過早劣化，其維修或重建常受工程地質(zhì)和施工環(huán)境惡劣等限制，其維修費(fèi)或重建費(fèi)用更為巨大。國外學(xué)者曾用“五倍定律”形象地描述了這一可怕的放大效應(yīng)，即設(shè)計(jì)階段對鋼筋防護(hù)方面節(jié)省1美元，那么就意味著發(fā)現(xiàn)鋼筋銹蝕時采取措施將追加維修費(fèi)5美元；混凝土表面順筋開裂時采取措施將追加維修費(fèi)25美元；嚴(yán)重破壞時采取措施將追加維修費(fèi)125美元。
斷裂能的觀點(diǎn)認(rèn)為，斷裂能的傳播具有分形特性，新產(chǎn)生的裂紋將不斷地分叉，成為次級裂紋，次級裂紋又不斷地分叉，成為再次一級的裂紋，以致水泥基材料中的裂紋數(shù)目成倍增長，從而較強(qiáng)的斷裂能很快被弱化為較弱的斷裂能。此時，若將新產(chǎn)生的裂紋分叉成為數(shù)目更多的次級裂紋，再將次級裂紋分叉成為數(shù)目更多的再次一級的裂紋，使得水泥基材料中的裂紋數(shù)目更多倍的增長，這樣，較強(qiáng)的斷裂能將被弱化為更為弱小的斷裂能。因此，增加裂紋的擴(kuò)展路徑，可消耗更多的斷裂能，可提高混凝土的抗裂性；另外，若弱化斷裂能在宏觀界面擇優(yōu)取向性的同時強(qiáng)化它在細(xì)觀界面和微觀界面的擇優(yōu)取向性，較強(qiáng)的斷裂能將被更快地弱化為較弱的斷裂能。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是一種具有高抗裂性、自愈合能力的混凝土摻和料及其制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是高抗裂自愈合混凝土摻和料，其特征是它由體積穩(wěn)定組分、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分和抗裂組分混合而成，各組分所占質(zhì)量份數(shù)為體積穩(wěn)定組分2.5～5.5份、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分0.08～0.15份、抗裂組分0.002～0.02份；所述的體積穩(wěn)定組分主要由礦粉、粉煤灰和硅粉原料混合而成，各原料所占體積穩(wěn)定組分的質(zhì)量百分比為礦粉30～60、粉煤灰40～70、硅粉0～20；所述的催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分主要由活性化學(xué)物質(zhì)、表面改性劑、催化劑和骨架物質(zhì)混合而成，各組分所占催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的質(zhì)量份數(shù)為活性化學(xué)物質(zhì)0.15份，表面改性劑0.01～0.06份，催化劑0.1～0.6份，骨架物質(zhì)7～11.5份；其中，活性化學(xué)物質(zhì)由硅氧烷與膨潤土按1∶0.9～1∶1.8比例混合后烘干，再磨成粉料制得；表面改性劑為甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物；催化劑為十二水硫酸鋁鉀；骨架物質(zhì)為碳酸鈣和超細(xì)石英砂，碳酸鈣占2～4.5份、超細(xì)石英砂占5～7份；所述的抗裂組分由1～3mm毫米的纖維和10～19mm厘米的纖維組成，1～3mm毫米的纖維占抗裂組分體積的30～50％。
所述的粉煤灰比表面積大于4500cm2/g，性能應(yīng)符合GB1596-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；礦粉采用高爐水淬礦粉，性能應(yīng)符合GB203-78標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且玻璃體含量應(yīng)大于80％，比表面積大于4000cm2/g；硅灰采用比表面積大于20m2/g，性能應(yīng)符合GB/T18736-2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且燒失量小于4％。
所述的纖維為表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維。
上述高抗裂自愈合混凝土摻和料的制備方法，其特征是它包括如下步驟1)體積穩(wěn)定組分的制備按各原料所占體積穩(wěn)定組分的質(zhì)量百分比為礦粉30～60、粉煤灰40～70、硅粉0～20選取礦粉、粉煤灰和硅粉原料混合而成，備用；2)催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的制備按各組分所占催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的質(zhì)量份數(shù)為活性化學(xué)物質(zhì)0.15份，表面改性劑0.01～0.06份，催化劑0.1～0.6份，骨架物質(zhì)7～11.5份選取活性化學(xué)物質(zhì)、表面改性劑、催化劑和骨架物質(zhì)混合而成；其中，活性化學(xué)物質(zhì)由硅氧烷與膨潤土按1∶0.9～1∶1.8比例混合后烘干，再磨成粉料制得；表面改性劑為甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物；催化劑為十二水硫酸鋁鉀；骨架物質(zhì)為碳酸鈣和超細(xì)石英砂，碳酸鈣占2～4.5份、超細(xì)石英砂占5～7份；3)抗裂組分的制備選取1～3mm毫米的纖維和10～19mm厘米的纖維混合而成，其中，1～3mm毫米的纖維占抗裂組分體積的30～50％；4)按各組分所占質(zhì)量份數(shù)為體積穩(wěn)定組分2.5～5.5份、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分0.08～0.15份、抗裂組分0.002～0.02份選取體積穩(wěn)定組分、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分和抗裂組分；先將體積穩(wěn)定組分與抗裂組分?jǐn)嚢杈鶆蚝笤偌尤氪呋Y(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分?jǐn)嚢杈鶆颍卯a(chǎn)品。
本發(fā)明的高抗裂自愈合混凝土摻和料采用內(nèi)摻法等量代替水泥重量的30～50％。
本發(fā)明的有益效果是所提供的高抗裂自愈合混凝土摻和料不僅解決了高強(qiáng)、高性能混凝土因?yàn)闇囟葢?yīng)力、收縮應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力等造成的開裂問題；而且同時具有良好的體積穩(wěn)定性、自愈合特點(diǎn)。其產(chǎn)生效果的機(jī)理為a.纖維抗裂增強(qiáng)機(jī)理纖維改善混凝土性能主要是通過物理改性使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。通過電子顯微鏡觀察，在混凝土中形成一種均勻亂向分布的網(wǎng)絡(luò)體系，使結(jié)構(gòu)應(yīng)力分散，從而產(chǎn)生有效的二級加強(qiáng)效果。
線彈性力學(xué)理論認(rèn)為在混凝土內(nèi)部原本就存在缺陷，欲提高強(qiáng)度，必須盡可能地減少缺陷的程度，提高韌性，降低內(nèi)部裂縫端部的應(yīng)力集中系數(shù)，其抗裂作用主要取決于纖維的平均間距。纖維在結(jié)構(gòu)中作三維亂向分布的平均間距可用下式表示S=12.5d1.0/Vf]]>
式中，S——纖維中心的平均距離；d、Vf——分別為纖維的直徑與體積率。
理論和實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)纖維的平均中心間距小于7.6mm時，其抗拉、抗彎初裂強(qiáng)度得以提高。
纖維的亂向分布大大削弱了混凝土的收縮應(yīng)力。收縮能量被分散到纖維上，纖維吸收了部分能量，極大地提高其柔韌性，抑制了微細(xì)裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，達(dá)到纖維抗裂的目的。同時纖維的引入，可以緩解溫度變化引起的內(nèi)部應(yīng)力的作用，阻止微裂縫的擴(kuò)展，因此具有溫差補(bǔ)償性抗裂作用。
b.不同幾何尺寸纖維的混雜效應(yīng)機(jī)理從斷裂力學(xué)的能量學(xué)角度出發(fā)，從無裂紋發(fā)展到微裂紋所需的能量大于微小的裂縫擴(kuò)展，相鄰的裂縫貫通所需的能量。由于混凝土自身是多相、多組分、多尺度層次的非勻質(zhì)結(jié)構(gòu)特性，單一尺寸纖維增強(qiáng)作用有限。充分利用不同幾何尺寸纖維的混雜效應(yīng)，使其在混凝土中不同結(jié)構(gòu)和不同性能層次上逐級阻裂與強(qiáng)化，充分發(fā)揮各纖維的尺度效應(yīng)，相互補(bǔ)充，達(dá)到取長補(bǔ)短。即幾何尺寸較小的纖維(如3mm)可橋接混凝土內(nèi)部分布的微裂縫，并抑制這些微裂縫發(fā)展成宏觀裂縫。而幾何尺寸較大的纖維能阻止宏觀裂縫的擴(kuò)展；并利用幾何尺寸較小的纖維分散在粗集料之間抑制裂紋的擴(kuò)展。如圖1、圖2所示。
c.界面優(yōu)化機(jī)理按斷裂能理論觀點(diǎn)看，水泥基材料的破壞過程，斷裂能的傳播具有分形特性，新產(chǎn)生的裂紋將不斷地分叉，成為次級裂紋，次級裂紋又不斷地分叉，成為再次一級的裂紋，以致水泥基材料中的裂紋數(shù)目成倍增長，從而較強(qiáng)的斷裂能很快被弱化為較弱的斷裂能。此時，若將新產(chǎn)生的裂紋分叉成為數(shù)目更多的次級裂紋，再將次級裂紋分叉成為數(shù)目更多的再次一級的裂紋，使得水泥基材料中的裂紋數(shù)目更多倍的增長，這樣，較強(qiáng)的斷裂能將被弱化為更為弱小的斷裂能。
礦物摻和料和硬化膠凝材料之間的界面較未水化水泥顆粒和硬化膠凝材料漿之間的界面弱，礦物摻和料的摻入便延長了裂紋的擴(kuò)展路徑，且弱化斷裂能在宏觀界面擇優(yōu)取向性的同時強(qiáng)化它在細(xì)觀界面和微觀界面的擇優(yōu)取向性。因此，摻入適量的礦物摻和料來優(yōu)化水泥基材料的界面。從而提高了水泥基材料的抗裂性能。
d.自愈合機(jī)理如圖1、圖2所示，纖維的加入，可細(xì)化裂紋，消耗斷裂能，使其活動裂紋迅速達(dá)到穩(wěn)態(tài)，催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分中的活性化學(xué)物質(zhì)，與水介質(zhì)與氫氧化鈣發(fā)生物理化學(xué)作用，形成了不溶于水的枝蔓狀纖維結(jié)晶物，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部吸水膨脹，對裂縫(小于0.4mm的穩(wěn)定裂紋)進(jìn)行自動填充，實(shí)現(xiàn)自修復(fù)。
按照自愈合觀點(diǎn)認(rèn)為，在水泥混凝土中一般含有25％左右的未水化水泥和一些水化活性物質(zhì)，在一定條件下，這些未水化水泥和活性物質(zhì)在孔隙和裂縫中反應(yīng)，形成結(jié)晶體堵塞孔隙與裂縫，實(shí)現(xiàn)混凝土裂縫的自愈合。據(jù)此思路本發(fā)明的摻合料中抗裂組分、就地反應(yīng)堵塞型修復(fù)組分及體積穩(wěn)定組分實(shí)現(xiàn)各自功能，又能相互促進(jìn)，從而使界面均勻化，分散應(yīng)力，消耗斷裂能，細(xì)微化裂紋，就地反應(yīng)填充裂縫從而制備出高抗裂自愈合混凝土。


圖1為不同幾何尺寸纖維的混雜效應(yīng)模型之一2為不同幾何尺寸纖維的混雜效應(yīng)模型之二中1-短纖維，2-長纖維，3-微觀裂紋，4-宏觀裂紋，5-C-S-H凝膠，6-細(xì)集料，7-粗集料。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
實(shí)施例1高抗裂自愈合混凝土摻和料的制備方法，它包括如下步驟1)體積穩(wěn)定組分的制備按各原料所占體積穩(wěn)定組分的質(zhì)量百分比為礦粉40、粉煤灰50、硅粉10選取礦粉、粉煤灰和硅粉原料混合而成，備用。
所述的粉煤灰比表面積大于4500cm2/g，性能應(yīng)符合GB1596-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；礦粉采用高爐水淬礦粉，性能應(yīng)符合GB203-78標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且玻璃體含量應(yīng)大于80％，比表面積大于4000cm2/g；硅灰采用比表面積大于20m2/g，性能應(yīng)符合GB/T18736-2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且燒失量小于4％。
2)催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的制備按各組分所占催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的質(zhì)量份數(shù)為活性化學(xué)物質(zhì)0.15份，表面改性劑0.04份，催化劑0.4份，骨架物質(zhì)9份選取活性化學(xué)物質(zhì)、表面改性劑、催化劑和骨架物質(zhì)混合而成；其中，活性化學(xué)物質(zhì)由硅氧烷與膨潤土按1∶0.9～1∶1.8比例混合后烘干，再磨成粉料制得；表面改性劑為甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物；催化劑為十二水硫酸鋁鉀；骨架物質(zhì)為碳酸鈣和超細(xì)石英砂，碳酸鈣占3份、超細(xì)石英砂占6份。
3)抗裂組分的制備選取1～3mm毫米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維和10～19mm厘米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維混合而成，其中，1～3mm毫米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維占抗裂組分體積的40％。
4)按各組分所占質(zhì)量份數(shù)為體積穩(wěn)定組分3.9份、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分0.1份、抗裂組分0.02份選取體積穩(wěn)定組分、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分和抗裂組分；先將體積穩(wěn)定組分與抗裂組分?jǐn)嚢杈鶆蚝笤偌尤氪呋Y(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分?jǐn)嚢杈鶆颍卯a(chǎn)品。
上述高抗裂自愈合混凝土摻和料(簡稱ACSH)可以配置出強(qiáng)度等級為C25、C30、C40、C50、C60的混凝土。
表1配合比(Kg/m3)

高抗裂自愈合混凝土摻和料性能實(shí)驗(yàn)將本發(fā)明的高抗裂自愈合混凝土(ACSH)摻合料按30％比例等量替代水泥，配置C50強(qiáng)度等級的混凝土，其配合比見表1。按照《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50081-2002)成型100×100×400mm試樣進(jìn)行抗折強(qiáng)度測試；按照《混凝土耐久性和長期力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GBJ82)成型100×100×515mm試樣進(jìn)行干燥收縮變形測試；成型橢圓環(huán)混凝土(剔除粗骨料)進(jìn)行開裂敏感性分析；按照《砂漿、混凝土防水劑》(JC474-1999)成型混凝土(剔除粗骨料)抗?jié)B試樣采用2次水壓法來進(jìn)行自愈合評價。為對比說明，采用純水泥試樣M0，單一纖維(19mm)混凝土試樣M1進(jìn)行了對比試驗(yàn)。
與純水泥混凝土試樣相比，其抗折強(qiáng)度提高了40％；本發(fā)明的混凝土28d干燥收縮變形為260個微應(yīng)變，與純水泥混凝土試樣相比，其28d干燥收縮變形下降了45％；與純水泥混凝土試樣相比，本發(fā)明的混凝土其開裂時間推后了135％，最大裂縫寬度降低了87％。
本發(fā)明的混凝土其活動裂紋在開裂32h達(dá)到穩(wěn)定，其裂紋的擴(kuò)展速度也明較??；而純水泥混凝土試樣開裂96h后還未達(dá)到穩(wěn)定。
本發(fā)明的混凝土(剔除粗骨料后)2次抗?jié)B壓力下降14％，與純水泥混凝土試樣2次抗?jié)B壓力下降75％。
實(shí)施例2高抗裂自愈合混凝土摻和料的制備方法，它包括如下步驟1)體積穩(wěn)定組分的制備按各原料所占體積穩(wěn)定組分的質(zhì)量百分比為礦粉60、粉煤灰40選取礦粉、粉煤灰原料混合而成，備用。
所述的粉煤灰比表面積大于4500cm2/g，性能應(yīng)符合GB1596-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；礦粉采用高爐水淬礦粉，性能應(yīng)符合GB203-78標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且玻璃體含量應(yīng)大于80％，比表面積大于4000cm2/g。
2)催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的制備按各組分所占催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的質(zhì)量份數(shù)為活性化學(xué)物質(zhì)0.15份，表面改性劑0.01份，催化劑0.1份，骨架物質(zhì)7份選取活性化學(xué)物質(zhì)、表面改性劑、催化劑和骨架物質(zhì)混合而成；其中，活性化學(xué)物質(zhì)由硅氧烷與膨潤土按1∶0.9～1∶1.8比例混合后烘干，再磨成粉料制得；表面改性劑為甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物；催化劑為十二水硫酸鋁鉀；骨架物質(zhì)為碳酸鈣和超細(xì)石英砂，碳酸鈣占2份、超細(xì)石英砂占5份。
3)抗裂組分的制備選取1～3mm毫米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維和10～19mm厘米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維混合而成，其中，1～3mm毫米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維占抗裂組分體積的30％。
4)按各組分所占質(zhì)量份數(shù)為體積穩(wěn)定組分2.5份、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分0.08份、抗裂組分0.002份選取體積穩(wěn)定組分、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分和抗裂組分；先將體積穩(wěn)定組分與抗裂組分?jǐn)嚢杈鶆蚝笤偌尤氪呋Y(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分?jǐn)嚢杈鶆?，得產(chǎn)品。
實(shí)施例3高抗裂自愈合混凝土摻和料的制備方法，它包括如下步驟1)體積穩(wěn)定組分的制備按各原料所占體積穩(wěn)定組分的質(zhì)量百分比為礦粉30、粉煤灰70選取礦粉、粉煤灰原料混合而成，備用。
所述的粉煤灰比表面積大于4500cm2/g，性能應(yīng)符合GB1596-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；礦粉采用高爐水淬礦粉，性能應(yīng)符合GB203-78標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且玻璃體含量應(yīng)大于80％，比表面積大于4000cm2/g。
2)催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的制備按各組分所占催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的質(zhì)量份數(shù)為活性化學(xué)物質(zhì)0.15份，表面改性劑0.06份，催化劑0.6份，骨架物質(zhì)11.5份選取活性化學(xué)物質(zhì)、表面改性劑、催化劑和骨架物質(zhì)混合而成；其中，活性化學(xué)物質(zhì)由硅氧烷與膨潤土按1∶0.9～1∶1.8比例混合后烘干，再磨成粉料制得；表面改性劑為甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物；催化劑為十二水硫酸鋁鉀；骨架物質(zhì)為碳酸鈣和超細(xì)石英砂，碳酸鈣占4.5份、超細(xì)石英砂占7份。
3)抗裂組分的制備選取1～3mm毫米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維和10～19mm厘米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維混合而成，其中，1～3mm毫米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維占抗裂組分體積的50％。
4)按各組分所占質(zhì)量份數(shù)為體積穩(wěn)定組分5.5份、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分0.15份、抗裂組分0.02份選取體積穩(wěn)定組分、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分和抗裂組分；先將體積穩(wěn)定組分與抗裂組分?jǐn)嚢杈鶆蚝笤偌尤氪呋Y(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分?jǐn)嚢杈鶆?，得產(chǎn)品。
實(shí)施例4高抗裂自愈合混凝土摻和料的制備方法，它包括如下步驟1)體積穩(wěn)定組分的制備按各原料所占體積穩(wěn)定組分的質(zhì)量百分比為礦粉30、粉煤灰50、硅粉20選取礦粉、粉煤灰和硅粉原料混合而成，備用。
所述的粉煤灰比表面積大于4500cm2/g，性能應(yīng)符合GB1596-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；礦粉采用高爐水淬礦粉，性能應(yīng)符合GB203-78標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且玻璃體含量應(yīng)大于80％，比表面積大于4000cm2/g；硅灰采用比表面積大于20m2/g，性能應(yīng)符合GB/T18736-2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且燒失量小于4％。
2)催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的制備按各組分所占催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的質(zhì)量份數(shù)為活性化學(xué)物質(zhì)0.15份，表面改性劑0.01份，催化劑0.1份，骨架物質(zhì)7份選取活性化學(xué)物質(zhì)、表面改性劑、催化劑和骨架物質(zhì)混合而成；其中，活性化學(xué)物質(zhì)由硅氧烷與膨潤土按1∶0.9～1∶1.8比例混合后烘干，再磨成粉料制得；表面改性劑為甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物；催化劑為十二水硫酸鋁鉀；骨架物質(zhì)為碳酸鈣和超細(xì)石英砂，碳酸鈣占2份、超細(xì)石英砂占5份。
3)抗裂組分的制備選取1～3mm毫米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維和10～19mm厘米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維混合而成，其中，1～3mm毫米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維占抗裂組分體積的30％。
4)按各組分所占質(zhì)量份數(shù)為體積穩(wěn)定組分2.5份、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分0.08份、抗裂組分0.002份選取體積穩(wěn)定組分、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分和抗裂組分；先將體積穩(wěn)定組分與抗裂組分?jǐn)嚢杈鶆蚝笤偌尤氪呋Y(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分?jǐn)嚢杈鶆?，得產(chǎn)品。
實(shí)施例5高抗裂自愈合混凝土摻和料的制備方法，它包括如下步驟1)體積穩(wěn)定組分的制備按各原料所占體積穩(wěn)定組分的質(zhì)量百分比為礦粉60、粉煤灰30、硅粉10選取礦粉、粉煤灰和硅粉原料混合而成，備用。
所述的粉煤灰比表面積大于4500cm2/g，性能應(yīng)符合GB1596-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；礦粉采用高爐水淬礦粉，性能應(yīng)符合GB203-78標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且玻璃體含量應(yīng)大于80％，比表面積大于4000cm2/g；硅灰采用比表面積大于20m2/g，性能應(yīng)符合GB/T18736-2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且燒失量小于4％。
2)催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的制備按各組分所占催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的質(zhì)量份數(shù)為活性化學(xué)物質(zhì)0.15份，表面改性劑0.06份，催化劑0.6份，骨架物質(zhì)11.5份選取活性化學(xué)物質(zhì)、表面改性劑、催化劑和骨架物質(zhì)混合而成；其中，活性化學(xué)物質(zhì)由硅氧烷與膨潤土按1∶0.9～1∶1.8比例混合后烘干，再磨成粉料制得；表面改性劑為甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物；催化劑為十二水硫酸鋁鉀；骨架物質(zhì)為碳酸鈣和超細(xì)石英砂，碳酸鈣占4.5份、超細(xì)石英砂占7份。
3)抗裂組分的制備選取1～3mm毫米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維和10～19mm厘米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維混合而成，其中，1～3mm毫米的表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維占抗裂組分體積的50％。
4)按各組分所占質(zhì)量份數(shù)為體積穩(wěn)定組分5.5份、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分0.15份、抗裂組分0.02份選取體積穩(wěn)定組分、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分和抗裂組分；先將體積穩(wěn)定組分與抗裂組分?jǐn)嚢杈鶆蚝笤偌尤氪呋Y(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分?jǐn)嚢杈鶆颍卯a(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.高抗裂自愈合混凝土摻和料，其特征是它由體積穩(wěn)定組分、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分和抗裂組分混合而成，各組分所占質(zhì)量份數(shù)為體積穩(wěn)定組分2.5～5.5份、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分0.08～0.15份、抗裂組分0.002～0.02份；所述的體積穩(wěn)定組分主要由礦粉、粉煤灰和硅粉原料混合而成，各原料所占體積穩(wěn)定組分的質(zhì)量百分比為礦粉30～60、粉煤灰40～70、硅粉0～20；所述的催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分主要由活性化學(xué)物質(zhì)、表面改性劑、催化劑和骨架物質(zhì)混合而成，各組分所占催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的質(zhì)量份數(shù)為活性化學(xué)物質(zhì)0.15份，表面改性劑0.01～0.06份，催化劑0.1～0.6份，骨架物質(zhì)7～11.5份；其中，活性化學(xué)物質(zhì)由硅氧烷與膨潤土按1∶0.9～1∶1.8比例混合后烘干，再磨成粉料制得；表面改性劑為甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物；催化劑為十二水硫酸鋁鉀；骨架物質(zhì)為碳酸鈣和超細(xì)石英砂，碳酸鈣占2～4.5份、超細(xì)石英砂占5～7份；所述的抗裂組分由1～3mm毫米的纖維和10～19mm厘米的纖維組成，1～3mm毫米的纖維占抗裂組分體積的30～50％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所的高抗裂自愈合混凝土摻和料，其特征是所述的粉煤灰比表面積大于4500cm2/g，性能應(yīng)符合GB1596-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；礦粉采用高爐水淬礦粉，性能應(yīng)符合GB203-78標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且玻璃體含量應(yīng)大于80％，比表面積大于4000cm2/g；硅灰采用比表面積大于20m2/g，性能應(yīng)符合GB/T18736-2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且燒失量小于4％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所的高抗裂自愈合混凝土摻和料，其特征是所述的纖維為表面經(jīng)刻痕處理的耐堿纖維。
4.如權(quán)利要求1所的高抗裂自愈合混凝土摻和料的制備方法，其特征是它包括如下步驟1)體積穩(wěn)定組分的制備按各原料所占體積穩(wěn)定組分的質(zhì)量百分比為礦粉30～60、粉煤灰40～70、硅粉0～20選取礦粉、粉煤灰和硅粉原料混合而成，備用；2)催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的制備按各組分所占催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分的質(zhì)量份數(shù)為活性化學(xué)物質(zhì)0.15份，表面改性劑0.01～0.06份，催化劑0.1～0.6份，骨架物質(zhì)7～11.5份選取活性化學(xué)物質(zhì)、表面改性劑、催化劑和骨架物質(zhì)混合而成；其中，活性化學(xué)物質(zhì)由硅氧烷與膨潤土按1∶0.9～1∶1.8比例混合后烘干，再磨成粉料制得；表面改性劑為甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物；催化劑為十二水硫酸鋁鉀；骨架物質(zhì)為碳酸鈣和超細(xì)石英砂，碳酸鈣占2～4.5份、超細(xì)石英砂占5～7份；3)抗裂組分的制備選取1～3mm毫米的纖維和10～19mm厘米的纖維混合而成，其中，1～3mm毫米的纖維占抗裂組分體積的30～50％；4)按各組分所占質(zhì)量份數(shù)為體積穩(wěn)定組分2.5～5.5份、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分0.08～0.15份、抗裂組分0.002～0.02份選取體積穩(wěn)定組分、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分和抗裂組分；先將體積穩(wěn)定組分與抗裂組分?jǐn)嚢杈鶆蚝笤偌尤氪呋Y(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分?jǐn)嚢杈鶆?，得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混凝土的摻和料及其制備方法。高抗裂自愈合混凝土摻和料，其特征是它由體積穩(wěn)定組分、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分和抗裂組分混合而成，各組分所占質(zhì)量份數(shù)為體積穩(wěn)定組分2.5～5.5份、催化結(jié)晶裂縫填充型修復(fù)組分0.08～0.15份、抗裂組分0.002～0.02份。本發(fā)明具有高抗裂性、自愈合能力的特點(diǎn)。本發(fā)明的高抗裂自愈合混凝土摻和料采用內(nèi)摻法等量代替水泥重量的30～50％。
文檔編號C04B14/38GK1903775SQ20061001992
公開日2007年1月31日 申請日期2006年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月7日
發(fā)明者馬保國, 溫小棟, 潘偉, 鄢佳佳, 王明遠(yuǎn), 穆松 申請人:武漢理工大學(xué)