一种抗裂抗冲击混凝土及其制备方法

技术领域

本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种抗裂抗冲击混凝土及其制备方法。

背景技术

普通混凝土指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。混凝土以其原材料丰富、成本低等优点，成为了目前建筑工程中应用最为广泛、最为重要的基础材料。

混凝土浇筑成型后，一般放置在室外，经过长期的日晒雨淋后，混凝土会由于收缩变形受到约束而引发收缩裂缝和由外部荷载作用引发荷载裂缝，微观裂缝迅速扩展成宏观裂缝，容易发生坍塌等恶性事故。

发明内容

为了提高混凝土的抗裂性能，本申请提供一种抗裂抗冲击混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种抗裂抗冲击混凝土，采用如下的技术方案：

一种抗裂抗冲击混凝土，由混凝土拌合料制备而成，所述混凝土拌合料包括以下重量份数的组分：

细骨料；725-805份；

粗骨料：1250-1385份；

水泥：285-325份；

稻壳灰：52-68份；

水：118-145份；

二甲基硅油：0.6-1.3份；

磷酸三异丁酯：0.3-1.0份；

聚乙二醇单烯丙基醚：2.6-4.0份。

通过采用上述技术方案，在二甲基硅油、磷酸三异丁酯、聚乙二醇单烯丙基醚与其它原料的共同配合下，加强了水泥的某些性能，使得胶凝材料可以更好地与粗骨料、细骨料混合，使得各个组分之间的连接更加牢固，从而减少了混凝土产生裂缝的情况发生，同时加强混凝土的抗压强度，使得其抗冲击性能得到提高。

发明人猜测，二甲基硅油、磷酸三异丁酯、聚乙二醇单烯丙基醚与其它原料混合后，可能提高了体系中的分散性，使得各种原料在混合时，水的流动性得到提高，可以与各种物质之间有更紧密、更好的结合，从而提高混凝土的抗压强度，具有较好的抗冲击效果。并且还改善了水泥颗粒的工作性，减少了单位用水量；减少水分的蒸发，使得混凝土硬化时收缩量减小，进而减少混凝土产生裂缝的情况发生。

优选的，所述混凝土拌合料还包括有重量份数为1.8-3.0份的甲基丙烯磺酸钠。

通过采用上述技术方案，在甲基丙烯磺酸钠与聚乙二醇单烯丙基醚的共同配合，提高了聚乙二醇单烯丙基醚与其它原料之间配合所产生的效果，进一步提高水与其它原料的紧密程度，从而减少混凝土产生裂缝。

优选的，所述混凝土拌合料还包括有以下重量份数的组分：

六偏磷酸钠：0.12-0.45份；

聚丙烯酰胺：0.08-0.16份。

通过采用上述技术方案，六偏磷酸钠和聚丙烯酰胺与其它原料的共同配合下，改变了水泥的某些特性，使得混凝土整体的抗裂性能和抗压强度得到提高。

发明人猜测，可能是因为硫酸钠与水泥中的钙结合，使得混凝土的粘度降低，增加了混凝土的流动性，使得工作性得到改善，从而使得水可以更好地与水泥、固态料结合，进而减少混凝土硬化时的收缩量，达到减少裂缝产生的情况。

另外，六偏磷酸钠、聚丙烯酰胺产生高渗透缔合作用并通过其网状结构吸水，使得水分难以通过一般的物理方法排挤出来，从而更好地与其它原料结合。各种原料之间的牢固结合使得混凝土整体的抗压强度得到了提高，不易松散。

优选的，所述粗骨料为平均粒径为8-15mm的碎石。

通过采用上述技术方案，采用该尺寸范围内的碎石，可以提高混凝土整体的机械强度，并且可以降低脆性，同时可以使得各种原料在制备过程中快速分散均匀。

优选的，所述细骨料包括铸造废砂和河砂；铸造废砂和河砂的重量比例为1：(0.8-1.3)。

通过采用上述技术方案，铸造废砂与河砂的混合使用，有效提高了混凝土的强度，同时铸造废砂的使得混凝土具有高附加值的环保利用效果。在特定比例下，两者可以更好地发挥自身的效果。

第二方面，本申请提供一种抗裂抗冲击混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种抗裂抗冲击混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将水、二甲基硅油、磷酸三异丁酯和聚乙二醇单烯丙基醚混合均匀，得到液态料，备用；

步骤2)将液态料与水泥、稻壳灰在混合温度40-50摄氏度的条件下进行混合、搅拌，得到水泥混合液；

步骤3)将水泥混合液与细骨料、粗骨料混合，得到混凝土拌合料，对其进行搅拌，得到成品。

通过采用上述技术方案，首先制得液态料，使得二甲基硅油、磷酸三异丁酯和聚乙二醇单烯丙基醚溶在水中，能够更充分地在后续与水泥、稻壳灰、细骨料、粗骨料共同配合；且设置混合温度也是为了加强各种原料之间配合的程度，从而加强制得混凝土的抗裂性能和抗压强度。

优选的，所述步骤1)中，还投入有重量份数为1.8-3.0份的甲基丙烯磺酸钠。

通过采用上述技术方案，把甲基丙烯磺酸钠投入到水中，溶在水中，从而可以更好地与其它原料配合，充分发挥其效果。

优选的，所述步骤1)中，还投入有重量份数为0.12-0.45份的六偏磷酸钠和0.08-0.16份的聚丙烯酰胺。

通过采用上述技术方案，把聚丙烯酰胺投入到水中，溶在水中，从而可以更好地与其它原料配合，充分发挥其效果。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、在二甲基硅油、磷酸三异丁酯、聚乙二醇单烯丙基醚与其它原料的共同配合下，加强了水泥的某些性能，使得水泥可以更好地与粗骨料、细骨料混合，使得各个组分之间的连接更加牢固，从而减少了混凝土产生裂缝的情况发生，同时加强混凝土的抗压强度。

2、在甲基丙烯磺酸钠与聚乙二醇单烯丙基醚的共同配合，提高了聚乙二醇单烯丙基醚与其它原料之间配合所产生的效果，进一步提高水与其它原料的紧密程度，从而减少混凝土产生裂缝。

3、六偏磷酸钠和聚丙烯酰胺与其它原料的共同配合下，改变了水泥的某些特性，使得混凝土整体的抗裂性能和抗压强度得到提高。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

以下实施例及对比例中所用原料的来源信息详见表1。

表1

实施例

实施例1-3

一种抗裂抗冲击混凝土，由混凝土拌合料制备而成，抗裂抗冲击混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将水、二甲基硅油、磷酸三异丁酯和聚乙二醇单烯丙基醚投入到搅拌釜内，在转速108r/min的条件下搅拌5分钟，混合均匀，得到液态料，备用。

步骤2)继续往搅拌釜内投入水泥和稻壳灰，将液态料与水泥、稻壳灰在表2所示的混合温度下进行混合，在转速52r/min的条件下搅拌8分钟，得到水泥混合液。

步骤3)继续往搅拌釜内投入细骨料和粗骨料，与水泥混合液混合，然后在转速65r/min的条件下搅拌6分钟，得到成品。

各种原料的投入量参照表2。其中，细骨料为铸造废砂与河砂；粗骨料为平均粒径在8-15mm的碎石，具体平均粒径参照表2。

表2

实施例4

一种抗裂抗冲击混凝土，与实施例3的不同之处在于，步骤1)中，还投入有重量份数为1.8kg的甲基丙烯磺酸钠。

实施例5

一种抗裂抗冲击混凝土，与实施例3的不同之处在于，步骤1)中，还投入有重量份数为3.0kg的甲基丙烯磺酸钠。

实施例6

一种抗裂抗冲击混凝土，与实施例3的不同之处在于，步骤1)中，还投入有重量份数为2.5kg的甲基丙烯磺酸钠。

实施例7

一种抗裂抗冲击混凝土，与实施例3的不同之处在于，步骤1)中，还投入有重量份数为0.12kg的六偏磷酸钠、0.16kg的聚丙烯酰胺。

实施例8

一种抗裂抗冲击混凝土，与实施例3的不同之处在于，步骤1)中，还投入有重量份数为0.45kg的六偏磷酸钠、0.08kg的聚丙烯酰胺。

实施例9

一种抗裂抗冲击混凝土，与实施例3的不同之处在于，步骤1)中，还投入有重量份数为0.28份kg六偏磷酸钠、0.12kg的聚丙烯酰胺。

实施例10

一种抗裂抗冲击混凝土，与实施例3的不同之处在于，粗骨料为平均粒径18mm的碎石。

实施例11

一种抗裂抗冲击混凝土，与实施例3的不同之处在于，铸造废砂和河砂的重量比例为1：0.8。

实施例12

一种抗裂抗冲击混凝土，与实施例3的不同之处在于，铸造废砂和河砂的重量比例为1：1.3。

实施例13

一种抗裂抗冲击混凝土，与实施例6的不同之处在于，步骤1)中，还投入有重量份数为0.28kg的六偏磷酸钠、0.12kg的聚丙烯酰胺。

对比例

对比例1

一种抗裂抗冲击混凝土，与实施例3的不同之处在于，把二甲基硅油替换为等量的河砂。

对比例2

一种抗裂抗冲击混凝土，与实施例3的不同之处在于，把磷酸三异丁酯替换为等量的河砂。

对比例3

一种抗裂抗冲击混凝土，与实施例3的不同之处在于，把聚乙二醇单烯丙基醚替换为等量的河砂。

性能检测试验

1、抗裂性能检测：将实施例1-13与对比例1-3所制得的混凝土分别浇筑成100mm*100mm*100mm的混凝土试块，通过TST-LF300裂缝综合检测仪对混凝土试块的开裂情况进行检测。

将混凝土试块放置在室外28天后，对其再次进行开裂情况的检测。

2、抗压强度检测：将实施例1-13与对比例1-3所制得的混凝土分别浇筑成100mm*100mm*100mm的混凝土试块，按照GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》对混凝土试块进行抗压强度的性能检测。

表3

根据表3中实施例1-3与对比例1-3中的检测数据可得，在二甲基硅油、磷酸三异丁酯、聚乙二醇单烯丙基醚与其它原料的共同配合下，改善了混凝土的抗裂性和抗压性。

实施例1-3所制得的混凝土试块的单位裂缝数量比对比例1-3的少，单位面积上的总开裂面积也是实施例1-3的较对比例1-3的小，说明实施例1-3所制得的混凝土试块的抗裂性能优于对比例1-3的。

混凝土试块在室外放置28天后，由实施例1-3制得的产品依然可以保持较好的抗裂性能，其抗裂性能也优于对比例1-3的。

另外，实施例1-3所制得的产品的抗压强度较优于对比例1-3的，故可以得出，实施例1-3具有良好的抗压性能。当产品受到冲击时，良好的抗压性能使得产品不易变形，保持形态，具有一个较优的抗冲击性。

表4

根据表4中实施例3与实施例4-6的检测数据对比可得，甲基丙烯磺酸钠的使用可以有效提高混凝土试块的抗裂性，其对混凝土试块的抗压性能影响不大。

表5

根据表5中实施例3与实施例7-9的检测数据对比可得，六偏磷酸钠、聚丙烯酰胺的使用提高了混凝土试块的抗裂性能，同时也大大地提高了混凝土试块的抗压性。发明人猜测，可能是因为六偏磷酸钠、聚丙烯酰胺与液态料的其它原料的共同配合下，改变了水泥的某些特性，从而使得混凝土的性能得到改变。

表6

根据表6中实施例1-3与实施例10的检测数据对比可得，当使用平均粒径为8-15mm的碎石时，得到的产品的抗裂性和抗冲击性较优。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。