[发明专利]一种水泥基材料中不同尺度孔隙的制备方法

说明书

本发明公开一种水泥基材料中不同尺度孔隙的制备方法，包括如下步骤：步骤1，制备软物质，所述软物质是指弹性模量不大于水泥基材料不含软物质时弹性模量的1％，且不参与水泥基材料水化反应的物质；步骤2，按照比例将水泥、骨料、水与软物质均匀混合；步骤3，将步骤2得到的混合物注入模具中，成型后脱模、养护，获得填充软物质制作不同尺度孔隙的水泥基材料。此种制备方法可实现孔隙率在大范围内变化的同时，也能有效控制孔径分布的变化。

技术领域

本发明涉及一种水泥基材料制备方法，特别是一种在水泥基材料中填充软物质制作不同尺度孔隙的方法。

背景技术

孔结构是水泥基材料微细观结构的重要组成部分，对其强度和性能有着直接且密切的影响。为了研究不同尺度的孔结构对水泥基材料静动态力学性能的影响，研究者们需要制备出不同孔隙率及不同孔径分布的水泥基材料试件，以进行后续的强度试验。

目前有许多途径来制备不同孔隙率的试件，如改变配合比、加入引气剂、控制养护环境等。一方面，这些方法仅能在较小范围内改变孔隙率，无法制造出高孔隙率的材料；另一方面，这些方法在改变孔隙率时，无法控制孔径分布的改变，无法定量增大所需孔径范围的孔隙率。目前尚没有方法能使孔隙率在大范围内变化的同时也能有效控制孔径分布的变化。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种水泥基材料中不同尺度孔隙的制备方法，其可实现孔隙率在大范围内变化的同时，也能有效控制孔径分布的变化。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种水泥基材料中不同尺度孔隙的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，制备软物质，所述软物质是指弹性模量不大于水泥基材料不含软物质时弹性模量的1％，且不参与水泥基材料水化反应的物质；

步骤2，按照比例将水泥、骨料、水与软物质均匀混合；

步骤3，将步骤2得到的混合物注入模具中，成型后脱模、养护，获得填充软物质制作不同尺度孔隙的水泥基材料。

上述步骤1的具体内容是：

步骤11，选择软物质原材料；

步骤12，根据所需软物质制作孔隙的尺度，将软物质原材料加工成所需粒径范围的小颗粒；

步骤13，根据所需软物质制作孔隙在试件中所占的体积分数，确定软物质小颗粒的用量。

上述步骤11中，软物质原材料采用橡胶、吸水后的高吸水树脂或聚苯乙烯泡沫颗粒。

上述步骤13中，确定软物质制作孔隙在试件中所占体积分数的方法为：记软物质小颗粒用量体积为V₁，记成型后的材料体积为V₂，则软物质制作孔隙所占的体积分数为(V₁/V₂)×100％。

上述步骤12中，粒径范围为10nm-1cm。

上述步骤13中，孔隙率是0-50％。

上述步骤2中，水泥、骨料、水与软物质以重量份数计为：水泥100-120份、骨料200-240份、水49-60份、橡胶颗粒软物质1-30份。

上述步骤3中，养护时间为28天。

采用上述方案后，本发明具备以下有益效果：

(1)通过控制软物质小颗粒的用量，可以在水泥基材料中定量制作孔隙，提高材料的总孔隙率；

(2)通过选择软物质的材料及加工所得小颗粒的粒径，可以在水泥基材料中制造指定孔径的孔隙，通过添加如纳米胶囊可以制造纳米级的孔隙，通过添加如不同粒径的橡胶颗粒可以制造微米及毫米级的孔隙。