[发明专利]轻质高强的混凝土构件及其制备方法

说明书

本发明提供轻质高强的混凝土构件及其制备方法。所述方法包括以下步骤：(1)在混凝土模具的预定位置布设导电线；(2)浇筑形成混凝土构件并养护至预定时间；(3)将所述混凝土构件与聚合物溶液接触，使得所述混凝土构件中的导电线与所述聚合物溶液能形成电路，施加电压进行电泳浸渍；以及，(4)对浸渍聚合物后的混凝土构件进行加热，使聚合物固化。本发明利用页岩陶粒或粘土陶粒作为粗骨料，用硅灰或超细矿粉作为活性掺合料优化胶凝材料的颗粒级配，从而提高混凝土构件的强度。此外，通过电泳浸渍使极性聚合物浸渍进入混凝土构件内部，然后固化填充混凝土构件内的毛细孔，从而增加混凝土构件的密实度，提高其耐久性、强度和韧性。

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种轻质高强的混凝土构件及其制备方法。

背景技术

混凝土是建筑行业用的最大宗的人造材料，由于其生产成本低，性能优异，在土木建筑行业得到大量的应用。普通混凝土的表观密度为2200kg/m³-2500kg/m³，而抗压强度一般不大于100兆帕，比强度值较低。在很多结构中使用时因其本身重量较大，需要较大的结构面积，在承担外部荷载的同时承担本身重量。如果在提高混凝土的比强度值、保持强度的同时降低其表观密度，则会降低结构截面，增大建筑空间，同时因混凝土表观密度低，其他性能也将得到改善。

现在的轻质混凝土主要是通过加入轻质的骨料来实现较低的表观密度，轻骨料一般有人造的陶粒、煅烧的页岩陶粒，所以轻质混凝土也称为轻集料混凝土或者陶粒混凝土。因陶粒中含有大量的气孔，其密度低，从而导致陶粒混凝土的表观密度低于普通的混凝土，而大量的气孔会使混凝土产生一定的保温效果。目前陶粒混凝土根据其强度和保温性能，分为保温陶粒混凝土(例如在非承重的内外隔墙上使用的陶粒混凝土)、用在承重外墙的保温兼承重的陶粒混凝土、用作一般混凝土结构的结构陶粒混凝土。陶粒混凝土除了自身重量小之外，其保温、隔热、隔声、抗震性能也优于普通混凝土，因此提高陶粒混凝土的强度能极大地提高其使用范围，产生很高的社会效益。发展轻质高强混凝土是当前国内外混凝土界研究的热点，也是混凝土发展的方向之一。

为了提高混凝土的强度和耐久性，现有技术中有时采用浸渍混凝土，具体为将已经硬化干燥的混凝土浸入有机单体中，通过加热或者辐射使有机物单体聚合来增加混凝土的密实度，从而提高混凝土的力学性能。现有技术中还存在采用抽真空的方式来排除混凝土中的气体，造成负压以增强有机物单体浸入到混凝土中。专利号为201610975628.2、发明名称为“一种内部自真空表面自浸渍高耐久聚合物混凝土配置工艺及施工方法”的发明专利提出一种浇筑形成混凝土的方法，其利用混凝土内水泥的水化消耗多余的水分来产生真空度，混凝土表面的聚合物单体随着水进入混凝土内部，从而产生浸渍效果。然而，有机物单体是分子量大的分子，在移动过程中会受到较大阻力，降低浸渍效果。而且随着真空度的降低，聚合物单体进入混凝土的速度和能力降低，最终会停止浸渍。

因此，需要开发一种制备轻质高强混凝土的方法，使得聚合物单体能持续进入到混凝土内部，从而增强浸渍效果。

发明内容

一方面，本发明的目的在于提供一种制备轻质高强的混凝土构件的方法，其包括以下步骤：

(1)在混凝土模具的预定位置布设导电线；

(2)浇筑形成混凝土构件并养护至预定时间；

(3)将所述混凝土构件与聚合物溶液接触，使得所述混凝土构件中的导电线与所述聚合物溶液能形成电路，施加电压进行电泳浸渍；

(4)对浸渍聚合物后的混凝土构件进行加热，使聚合物固化。

优选地，在步骤(1)中，所述预定位置是使得导电线最终位于混凝土构件中心的位置。

优选地，在步骤(2)中，用于浇筑形成混凝土构件的材料包括粗骨料、细骨料、胶凝材料、活性掺合料和高效减水剂。