[发明专利]一种高韧性混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高韧性混凝土，按重量份计包括如下组分：柠檬酸钠3‑5份、葡萄糖酸钠3‑5份、硫酸铝2‑4份、水泥150‑180份、细沙300‑360份、石子450‑480份、复合增韧材料25‑30份、聚丙烯酸酯20‑25份、减水剂3‑4份、水100‑120份、粉煤灰份、20‑40份、超细微珠20‑30份和胶黏剂10‑20份。以氮化硼纳米管为基础材料，通过多步表面改性反应，分别将氮化硼纳米管与具有良好水溶性和界面相容性的聚氧化乙烯共价键合、与具有优异界面相容性和水溶性的超支化聚合物链制成不同的改性氮化硼纳米管，再复合而成增韧材料，能够在混凝土中充分分散，使混凝土整体具有良好的韧性、抗疲劳性及各向同性。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高韧性混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土是目前建筑材料领域应用的最为广泛且最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料，水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。混凝土具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。同时，混凝土同样存在抗弯强度低和脆性高的缺点，这些缺点会导致混凝土在使用中易产生裂缝甚至断裂，从而严重影响建筑的整体安全和使用寿命。现代建筑中大量存在的一些建筑结构和部位，如高铁高架桥、大跨度跨海和跨江大桥的桥面，以及地铁等各类型隧道拱墙，由于其应力环境复杂苛刻，必须采用抗弯强度尽可能高的高韧性混凝土材料。

为提高混凝土的韧性，钢筋被较早采用并大量使用至今，之后，力学性能和增韧效果更好的各类纤维材料，如碳纤维、玻璃纤维、福塔纤维、钢丝/钢丝网纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、杜拉纤维等先后被采用，并开发出相应的混凝土产品；申请号为201210566338.4的中国专利公开了一种用于桥面铺装的高韧性低收缩抗裂混凝土及其制备方法，采用聚丙烯腈纤维和钢纤维作为增韧材料制得高韧性混凝土，能够达到的最优抗弯强度(28d)为8.6MPa。申请号为201010266982.0的中国专利公开了一种高铁磨细钢渣轻质高韧性吸波混凝土及其制备方法，采用直径为13μm、长度为10mm的短切玄武岩纤维作为增韧材料制得高韧性混凝土，其抗弯强度(28d)为4.3-6.5MPa；申请号为200910187472.1的中国专利公开了一种高韧性控裂防渗纤维混凝土，采用聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维和芳香族聚酰胺纤维作为增韧材料制得高韧性纤维混凝土，其抗弯强度(28d)为10-20MPa；申请号为201210003519.6的中国专利公开了一种高韧性喷射混凝土的配方，采用聚丙烯纤维或玻璃纤维作为增韧材料制得高韧性混凝土，其最优抗弯强度(28d)为10MPa；申请号为200810048960.X的中国专利公开了一种高韧性聚合物-橡胶粉-多孔水泥混凝土道路罩面材料和施工工艺，采用橡胶粉作为增韧材料制得到高韧性混凝土，其抗弯强(28d)为5.05-6.86MPa；综上所述，近几年的混凝土增韧材料的主要研究方向是采用纤维材料或者高聚物化合物作为增韧材料，但是制得的高韧性混凝土的抗弯强度都无法突破20MPa的界限。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高韧性混凝土及其制备方法，是以氮化硼纳米管为基础材料，通过多步表面改性反应，分别将氮化硼纳米管与具有良好水溶性和界面相容性的聚氧化乙烯共价键合、与具有优异界面相容性和水溶性的超支化聚合物链制成不同的改性氮化硼纳米管，再复合而成增韧材料，能够在混凝土中充分分散，使混凝土整体具有良好的韧性、抗疲劳性及各向同性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高韧性混凝土，其特征在于：按重量份计包括如下组分：柠檬酸钠3-5份、葡萄糖酸钠3-5份、硫酸铝2-4份、水泥150-180份、细沙300-360份、石子450-480份、复合增韧材料25-30份、聚丙烯酸酯20-25份、减水剂3-4份、水100-120份、粉煤灰份、20-40份、超细微珠20-30份和胶黏剂10-20份。