[发明专利]超高性能混凝土用内养护材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超高性能混凝土用内养护材料，包括如下质量份的各原材料组分：丙烯酸50‑100份、丙烯酰胺50‑100份、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸10‑60份、N,N^，‑亚甲基双丙烯酰胺0.5‑2份、过硫酸铵3.5‑10份、去离子水110‑270份、改性多孔石英粉15‑30份、质量分数为30‑32％的液碱55‑110份。本发明还公开一种超高性能混凝土用内养护材料的制备方法。本发明制得的内养护材料是一种多孔无机材料与有机吸水聚合物依靠硅氧化学键结合的复合材料，在混凝土的碱性环境下性质稳定，掺入到超高性能混凝土中对其工作性基本无影响，且能提高其力学性能，并能有效地抑制混凝土的早期收缩。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域。更具体地说，本发明涉及超高性能混凝土用内养护材料及其制备方法。

背景技术

目前，常规内养护手段主要有三类：一是采用多孔性无机材料，包括：陶粒、陶砂、膨胀珍珠岩、炉渣颗粒、浮石颗粒、珊瑚骨料颗粒、煅烧沸石颗粒、煅烧硅藻土颗粒、再生粘土烧结砖颗粒、再生细骨料、碱渣颗粒等，但其吸水能力较差，搅拌过程中容易上浮，内养护效果不佳；二是有机的交联聚丙烯酸类高吸水树脂，因其含有大量羧基、磺酸基、酰胺基和羟基等强亲水性基团，能够吸收自重百倍甚至千倍的水分，作为内养护材料使用时可以在水泥水化过程中不断释放水分，保证水泥的充分水化，防止混凝土早期收缩开裂。但高吸水树脂吸水倍率大且吸水速率快，极易影响混凝土的工作性和强度发展。此外，吸水树脂对混凝土内部环境要求较高，若混凝土内部碱性环境不稳定，高吸水树脂不能稳定释放水分，混凝土实际水胶比变化大，造成混凝土工作性不稳定、强度差异性大；三是多孔无机材料与有机的高吸水树脂复合的内养护材料，能在保证高吸水性聚合物较好的吸水、释水性能的基础上控制吸水、释水速率，在提升混凝土力学性能基础上还能有效抑制混凝土的早强收缩。然而，该类复合内养护材料中多孔无机材料与有机的高吸水性聚合物之间多是以物理吸附或包覆作用结合在一起的，在混凝土的碱性环境下会出现脱吸附、分离的问题，内养护效果会大大降低；此外，相比普通或高性能混凝土，超高性能混凝土的水胶比更低(通常为0.14-0.20)，胶凝材料用量更高(通常≥700kg/m³)，混凝土内部水分的变化对其工作性和强度影响更大，早期收缩更大，因此，超高性能混凝土对内养护材料的吸水、释水性能要求更高。

发明内容

本发明的一个目的是提供超高性能混凝土用内养护材料及其制备方法，该内养护材料是一种多孔无机材料与有机吸水聚合物依靠硅氧化学键结合的复合材料，在混凝土的碱性环境下性质稳定，掺入到超高性能混凝土中对其工作性基本无影响，且能提高其力学性能，并能有效地抑制混凝土的早期收缩。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种超高性能混凝土用内养护材料，包括如下质量份的各原材料组分：丙烯酸50-100份、丙烯酰胺50-100份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸10-60份、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺0.5-2份、过硫酸铵3.5-10份、去离子水110-270份、改性多孔石英粉15-30份、质量分数为30-32％的液碱55-110份。

优选的是，所述改性多孔石英粉按以下制备方法制得：将不饱和硅烷单体、多孔石英粉在甲苯中进行1500-3000rpm高速搅拌分散，然后在80-90℃下回流反应4-5h，反应完毕冷却至室温后经10000-15000rpm离心分离，沉淀用无水乙醇反复洗涤数次，经真空干燥获得改性多孔石英粉。

优选的是，所述不饱和硅烷单体、多孔石英粉、甲苯的质量比为2:1:3。

优选的是，所述不饱和硅烷单体为烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三异丙氧基硅烷、丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷中的一种。

优选的是，所述多孔石英粉的粒径为5-10μm、含水率≤0.5％，吸水率≥35％。

本发明还提供一种超高性能混凝土用内养护材料的制备方法，包括如下步骤：