本發(fā)明涉及混凝土，具體涉及一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

1、近些年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，各種社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑材料越來(lái)越顯示其重要的地位，其中，水泥混凝土是建筑、道路、鐵路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施建造的主要結(jié)構(gòu)材料之一，它是由膠凝材料、粗細(xì)集料、水、外加劑等按一定比例配制，經(jīng)均勻攪拌，密實(shí)成型，養(yǎng)護(hù)硬化而成的一種人工石材。

2、隨著建筑領(lǐng)域以及建筑原材料行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)混凝土的性能也提出了更高的要求，普通的水泥混凝土在使用過(guò)程中，由于水化反應(yīng)及水分蒸發(fā),砂漿失水嚴(yán)重,進(jìn)而產(chǎn)生較多的裂縫，并且砂漿澆筑后，若其表面暴露于空氣中,會(huì)因水分遷移而在砂漿中形成細(xì)微龜裂，細(xì)小裂縫會(huì)迅速擴(kuò)展并相互交匯，進(jìn)而發(fā)展成較大的裂縫，這些裂縫將結(jié)合成較明顯的收縮裂縫,而裂縫會(huì)導(dǎo)致混凝土過(guò)早損壞及結(jié)構(gòu)耐久性下降，降低建筑物的服役壽命，此外，在某些工程中，如高層建筑、橋梁、隧道等，對(duì)混凝土的力學(xué)性能有很高的要求，提高混凝土的力學(xué)性能可以增強(qiáng)其抵抗外力破壞的能力，從而確保結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

3、公告號(hào)為cn113788655b的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種抗凍抗開(kāi)裂混凝土及其制備方法，該發(fā)明通過(guò)針對(duì)性添加優(yōu)化組分，制備海泡石-聚乳酸復(fù)合纖維和改性介孔二氧化硅，有效提高了混凝土的和易性，組分均勻分散，流平效果好，同時(shí)具有優(yōu)異的加氣效果，結(jié)構(gòu)內(nèi)均勻分布大量小氣泡，含氣量大于4.7％，有效改善了混凝土的抗開(kāi)裂性能。因此，可通過(guò)針對(duì)性添加優(yōu)化組分，制備具有優(yōu)異的力學(xué)性能和高抗裂性能的添加料對(duì)水泥混凝土進(jìn)行改性，制得高性能水泥混凝土。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決背景技術(shù)中提到的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土及其生產(chǎn)方法。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土的生產(chǎn)方法，所述水泥混凝土包括以下重量份的原料：50～70份水泥、100～120份砂、90～110份碎石、25～35份粉煤灰、20～30份硅灰、5～7份瓊脂糖氣凝膠、4～8份改性纖維組分、30～50份水；

4、所述生產(chǎn)方法包括以下步驟：

5、步驟一：將水泥、砂、碎石、粉煤灰和硅灰加入到攪拌機(jī)中，設(shè)置攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為500～700r/min，時(shí)間為25～35min，出料，獲得預(yù)混料；

6、步驟二：向步驟一獲得的預(yù)混料中加入瓊脂糖氣凝膠、改性纖維組分和水，繼續(xù)攪拌20～40min，得到砂漿；

7、步驟三：將步驟二得到的砂漿澆注到模具中，將模具移到振實(shí)臺(tái)上振動(dòng)30～50次，排出砂漿中的氣泡，再將模具轉(zhuǎn)移至標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，養(yǎng)護(hù)18～30h后進(jìn)行脫模處理，然后放入到恒溫18～22℃的水槽中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，獲得水泥混凝土。

8、進(jìn)一步地，所述瓊脂糖氣凝膠的制備方法包括以下步驟：

9、步驟ⅰ：將瓊脂糖和去離子水加入至氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)釜中，加畢，開(kāi)啟加熱，至反應(yīng)釜中溫度達(dá)80～90℃，攪拌混勻，再加入2-氯丙烯酸和催化劑a，保溫?cái)嚢?～6h，降溫出料，得到改性瓊脂糖；

10、步驟ⅱ：向二甲基亞砜溶液中加入改性瓊脂糖，機(jī)械攪拌均勻，加入2,3-二巰基丙磺酸鈉和光引發(fā)劑，在紫外燈照射下反應(yīng)3～5h，收集產(chǎn)物，經(jīng)冷凍干燥處理后，獲得瓊脂糖氣凝膠。

11、進(jìn)一步地，步驟ⅰ中，所述催化劑a為氫氧化鈉或者氫氧化鉀中的任一種。

12、進(jìn)一步地，步驟ⅱ中，所述光引發(fā)劑為安息香乙醚、安息香異丙醚或者安息香二甲醚中的任一種。

13、進(jìn)一步地，步驟ⅱ中，所述冷凍干燥處理為：將產(chǎn)物置于模具中，靜置，待其凝膠化，然后將模具置于-18～-22℃的溫度條件中儲(chǔ)存5～7h，再置于冷凍干燥機(jī)中，于-48～-52℃的溫度條件下冷凍干燥15～25h。

14、進(jìn)一步地，所述改性纖維組分的制備方法包括以下步驟：

15、步驟ⅰ：將棕櫚纖維超聲分散在甲苯溶液中，形成均勻分散液，向分散液中加入氯代酰氯和三乙胺，加畢，于室溫條件下攪拌3～7h，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到中間物料；

16、步驟ⅱ：將中間物料加入到n,n-二甲基甲酰胺溶液中，超聲分散20～40min，在持續(xù)的氮?dú)鈼l件下，加入聚酰胺-胺和三乙胺，在攪拌條件下將體系溫度升高至70～80℃，保溫4～8h，停止加熱并將氮?dú)獬啡?，降至室溫后出料，制得改性纖維組分。

17、進(jìn)一步地，步驟ⅰ中，所述氯代酰氯為3-氯丙酰氯、4-氯丁酰氯或者氯乙酰氯中的任一種。

18、進(jìn)一步地，步驟ⅰ中，所述棕櫚纖維和氯代酰氯的質(zhì)量比為1:0.05～0.2。

19、進(jìn)一步地，步驟三中，所述標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱的溫度為18～22℃，濕度為94～98％。

20、一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土，采用上述生產(chǎn)方法制成。

21、本發(fā)明的有益效果：

22、(1)本發(fā)明通過(guò)在混凝土的制備過(guò)程中加入瓊脂糖氣凝膠和改性纖維組分，各原料相互配合，使制備的混凝土具有良好的力學(xué)性能和抗裂效果，可以被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)工程建設(shè)中。

23、(2)本發(fā)明通過(guò)制備瓊脂糖氣凝膠，作為混凝土的填充改性劑，由于該氣凝膠含有大量親水性基團(tuán)和多孔結(jié)構(gòu)，其在養(yǎng)護(hù)初期，可以吸收一部分水分儲(chǔ)藏在孔內(nèi)，到養(yǎng)護(hù)后期，由于氣凝膠的老化收縮，吸收的水分逐漸釋放，促進(jìn)水泥水化，從而提高了混凝土的力學(xué)性能和耐久性，并且有助于提高混凝土內(nèi)部的濕度，降低早期自收縮和開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)，并且瓊脂糖氣凝膠結(jié)構(gòu)中的羧基基團(tuán)可以與砂漿中的鈣離子發(fā)生反應(yīng)，生成不溶性的鈣鹽，能夠延緩水泥的水化程度，提升混凝土的強(qiáng)度，此外，瓊脂糖氣凝膠的結(jié)構(gòu)中含有磺酸基團(tuán)，可以與砂漿中的鈣離子形成絡(luò)合物，抑制c3a水化，減少早期的水化反應(yīng)熱，降低混凝土早期內(nèi)部溫度，從而有利于減小混凝土早期裂縫的產(chǎn)生，并且可以使得c3s的水化速率加快，增加早期水泥塊中針狀鈣礬石的數(shù)量，從而提高了混凝土的早期強(qiáng)度。

24、(3)本發(fā)明利用化學(xué)連接的方式，將聚酰胺-胺接枝到棕櫚纖維的表面，制得改性纖維組分，由于改性纖維組分中的酰胺基團(tuán)具有吸附性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以提高棕櫚纖維與水泥水化產(chǎn)物的結(jié)合力，使水泥顆粒緊密吸附在棕櫚纖維的表面，從而使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，并且能夠在砂漿內(nèi)均勻亂向分布，加強(qiáng)了混凝土材料介質(zhì)的連續(xù)性和勻質(zhì)性，提高了混凝土的抗裂能力，同時(shí)可以有效提高混凝土的強(qiáng)度，此外，改性纖維組分中的酰胺基團(tuán)可以與砂漿中的氫氧化鈣反應(yīng)，進(jìn)一步提高了混凝土的早期強(qiáng)度。

25、當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述水泥混凝土包括以下重量份的原料：50～70份水泥、100～120份砂、90～110份碎石、25～35份粉煤灰、20～30份硅灰、5～7份瓊脂糖氣凝膠、4～8份改性纖維組分、30～50份水；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述瓊脂糖氣凝膠的制備方法包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟ⅰ中，所述催化劑a為氫氧化鈉或者氫氧化鉀中的任一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟ⅱ中，所述光引發(fā)劑為安息香乙醚、安息香異丙醚或者安息香二甲醚中的任一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟ⅱ中，所述冷凍干燥處理為：將產(chǎn)物置于模具中，靜置，待其凝膠化，然后將模具置于-18～-22℃的溫度條件中儲(chǔ)存5～7h，再置于冷凍干燥機(jī)中，于-48～-52℃的溫度條件下冷凍干燥15～25h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述改性纖維組分的制備方法包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟ⅰ中，所述氯代酰氯為3-氯丙酰氯、4-氯丁酰氯或者氯乙酰氯中的任一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟ⅰ中，所述棕櫚纖維和氯代酰氯的質(zhì)量比為1:0.05～0.2。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟三中，所述標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱的溫度為18～22℃，濕度為94～98％。

10.一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土，其特征在于，采用如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法制成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及混凝土技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種具有高抗裂功能性的水泥混凝土及其生產(chǎn)方法，該水泥混凝土包括以下原料：水泥、砂、碎石、粉煤灰、硅灰、瓊脂糖氣凝膠、改性纖維組分、水；其中瓊脂糖氣凝膠是通過(guò)在瓊脂糖的結(jié)構(gòu)中引入羧基基團(tuán)和磺酸基團(tuán)，有效提高了混凝土的力學(xué)性能和抗裂性能；改性纖維組分是通過(guò)利用化學(xué)連接的方式，將聚酰胺?胺接枝到棕櫚纖維的表面，提高了棕櫚纖維與水泥水化產(chǎn)物的結(jié)合力，使水泥顆粒緊密吸附在棕櫚纖維的表面，從而使制備的混凝土具有良好的力學(xué)性能和抗裂效果，可以被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)工程建設(shè)中。

技術(shù)研發(fā)人員：李磊波,于佳琦
受保護(hù)的技術(shù)使用者：煙臺(tái)新祥建材有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9