[发明专利]一种高强度混凝土及其制备方法

说明书

本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种高强度混凝土及其制备方法，其包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥340～410份；粉煤灰30～100份；河沙625～685份；碎石852～1452份；水135～195份；减水剂4～10份；相变材料胶囊3～12份；相变材料胶囊包括囊芯和囊壁，所述囊芯为固液相变材料，所述囊壁由吸水树脂制成；其制备方法为：S1、制备聚丙烯酸‑丙烯酰胺吸水树脂溶液和石蜡乳液；S2、制备相变材料胶囊；S3、将制得的相变材料胶囊和硅酸盐水泥、粉煤灰、河沙、碎石、减水剂、水混合并搅拌均匀，得到混凝土。本申请的高强度混凝土具有减少裂缝的产生，填补裂缝的优点。

技术领域

本申请涉及混凝土的领域，更具体地说，它涉及一种高强度混凝土及其制备方法。

背景技术

目前，混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着工程人员。如道路、地面、楼板、墙面、沥青路面、桥梁等凡是用到混凝土的地方，都会出现混凝土裂缝的问题，其成因既有外界环境等客观因素，也有施工技术、工艺操作不当等主观因素。现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。

研究发现，大体积混凝土浇筑初期，水泥水化反应易释放出大量水化热，并迅速积聚在混凝土内，使混凝土温度上升，混凝土体积膨胀变大；随着热量释放到外界环境中，混凝土温度降低则使混凝土体积产生收缩，混凝土内部易产生裂缝，导致大体积混凝土强度下降。

发明内容

为了减少混凝土裂缝的产生，以提高大体积混凝土的强度，本申请提供一种高强度混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种高强度混凝土，采用如下的技术方案：

一种高强度混凝土，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥340～410份；粉煤灰30～100份；河沙625～685份；碎石852～1452份；水135～195份；减水剂4～10份；相变材料胶囊3～12份；所述相变材料胶囊包括囊芯和囊壁，所述囊芯为固液相变材料，所述囊壁由吸水树脂制成。

通过采用上述技术方案，当混凝土中的水泥与水作用产生很高的水化热时，水化热使混凝土内部温度升高，且热量通过囊壁传递至囊芯处，囊芯内的固液相变材料熔化变成液体，吸收部分热量从而降低了混凝土内部的温度变化，从而减少了混凝土裂缝的产生，从而实现提高混凝土的强度。

当混凝土产生裂缝时雨水沿裂缝流动至吸水树脂处，吸水树脂便会吸收大量的水分，变成水凝胶，且吸水树脂因吸收大量水分体积变大，从而堵住混凝土的裂缝，限制雨水继续进入裂缝深处，使裂缝不能继续延伸扩大；而固液相变材料吸热之后变成液体，具有流动性，因而在重力作用下，流动性的固液相变材料带动相变材料胶囊向下移动，从而对水凝胶下端的小裂缝进行填补堵塞，最终实现整个裂缝的填补堵塞，从而进一步实现增强混凝土的强度。

上述相变材料胶囊中的囊芯可以选用石蜡、月桂酸等固液相变材料，囊壁可以选用聚丙烯酸-丙烯酰胺吸水树脂或淀粉-丙烯腈吸水树脂。

优选的，所述相变材料胶囊还包括可降解的薄膜纤维，所述薄膜纤维包覆在吸水树脂外表面，所述固液相变材料、吸水树脂与薄膜纤维的重量份数比为(3～4):2:1。

通过采用上述技术方案，混凝土与水的拌合初期，吸水树脂吸收大量的水分占据了混凝土内部的一些空间，并导致混凝土体积变大，而混凝土成型后，随着水分流失，原本水分占据的空间形成空隙，导致混凝土的密实度减小。由于在相变材料胶囊外层还包覆一层可降解的薄膜纤维，可以有效阻止混凝土与水的拌和初期吸水树脂先吸水而导致上述结果，在混凝土成型后，可降解的薄膜纤维随着时间慢慢降解，将吸水树脂暴露在混凝土中，吸水树脂再逐渐发挥作用，可以更有效地减少混凝土裂缝的产生。

优选的，所述吸水树脂为聚丙烯酸-丙烯酰胺吸水树脂，所述聚丙烯酸-丙烯酰胺吸水树脂通过溶液聚合法制得。