專利名稱：改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，混凝土作為工程中最常見的工程材料在各類建設(shè)工程得到廣泛應(yīng)用。但是在高溫車間等高溫環(huán)境場(chǎng)合，以及火災(zāi)等緊急因素的影響，混凝土?xí)騼?nèi)部水化產(chǎn)物受熱脫水或分解而造成明顯的劣化，從而嚴(yán)重影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全和使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全，混凝土的高溫劣化已得到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)和研究資料表明，混凝土的高溫劣化主要從提高混凝土力學(xué)性能、改善混凝土水化產(chǎn)物組成和添加纖維提高混凝土抗爆性能的角度等方法進(jìn)行改善。然而，混凝土力學(xué)性能的提高一方面并不能防止內(nèi)部水化產(chǎn)物受熱脫水或分解，另一方面甚至?xí)懈嗟乃a(chǎn)物在高溫下發(fā)生變化，因此對(duì)于混凝土的高溫劣化性能的改善效果十分有限；摻入粉煤灰、礦粉等礦物外加劑使得混凝土水化礦物組成中氫氧化鈣等水化產(chǎn)物含量顯著降低，從而提高混凝土抗高溫劣化性能，這是一種改善混凝土耐高溫劣化性能的一種手段，然而也存在手段單一、改善效果有限的弱點(diǎn)，尤其是對(duì)火災(zāi)等超過500°C的高溫劣化改善效果不佳；摻入鋼纖維、聚丙烯纖維的確能改善混凝土的抗爆性能，然而并不能實(shí)質(zhì)性地提高混凝土的抗高溫劣化性能。因此，以上的各種改善混凝土高溫劣化性能的措施，由于沒有從混凝土的結(jié)構(gòu)和材料角度進(jìn)行綜合的改善，所以無法達(dá)到理想的效果。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑的制備方法。用于改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑的制備方法，包括以下步驟(1)采用碳化反應(yīng)器生成納米碳酸鈣乳液，經(jīng)脫水處理后形成含水率為40% 60%的納米碳酸鈣漿體；( 將納米碳酸鈣漿體與礦粉按重量比1 10 15經(jīng)過干燥和混磨1 濁，得到納米復(fù)合礦物外加劑；(3)將納米復(fù)合礦物外加劑與可再分散乳膠粉、纖維素醚按照重量比1 0. 1 0.15和1 0.01 0.015混合形成改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑。本發(fā)明中，所述的礦粉為S95級(jí)以上的礦粉，所述的可再分散乳膠粉為有機(jī)硅改性氯乙烯一乙烯一月桂酰乙烯酯聚合物，所述的纖維素醚為羥甲基纖維素醚。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，針對(duì)混凝土的高溫劣化，本發(fā)明從三個(gè)角度進(jìn)行綜合效果的改善，一是改善混凝土的水化礦物組成，由于本發(fā)明中含有較多的礦粉，所以可使混凝土的氫氧化鈣等水化產(chǎn)物含量大幅度降低，從而降低高溫對(duì)混凝土性能的影響程度，尤其是同時(shí)摻入納米碳酸鈣漿體，該材料有助于礦粉的水化反應(yīng)和耐高溫劣化效能的進(jìn)一步發(fā)揮；二是加入可再分散乳膠粉聚合物，從而使得混凝土的膠凝性能由水泥和聚合物兩種材料綜合實(shí)現(xiàn)，即使在高溫下水泥的膠凝性能變差，但是聚合物仍能保持良好的膠凝性能，從而有助于高溫下混凝土結(jié)構(gòu)的完整而顯著改善混凝土的耐高溫劣化性能；三是加入纖維素醚，從而增強(qiáng)了混凝土內(nèi)部各物質(zhì)之間的粘結(jié)，提高混凝土的耐高溫腐蝕性能，同時(shí)纖維素醚和可再分散乳膠粉聚合物一起增大了混凝土內(nèi)部的微氣孔率和封閉氣孔率，使得高溫產(chǎn)生的熱膨脹有了疏散的通道，有利于減小混凝土熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力。以上的綜合措施使得本發(fā)明具有顯著改善混凝土高溫劣化性能的效果。
具體實(shí)施例以下通過實(shí)例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。實(shí)施例1(1)采用碳化反應(yīng)器生成納米碳酸鈣乳液，經(jīng)脫水處理后形成含水率為40%的納米碳酸鈣漿體；(2)將納米碳酸鈣漿體與礦粉按重量比1 10經(jīng)過干燥和混磨lh，得到納米復(fù)合礦物外加劑；(3)將納米復(fù)合礦物外加劑與可再分散乳膠粉、纖維素醚按照重量比1 0. 1和 1 0.01混合形成改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑。將該納米改性劑以水泥用量的30% (重量比)的比例摻入到混凝土中，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)觀天后將混凝土置于200°C下進(jìn)行反復(fù)加熱循環(huán)試驗(yàn)，每次加熱時(shí)間為8小時(shí)，經(jīng)12次加熱循環(huán)后，與未摻納米改性劑的混凝土相比，摻入納米改性劑的混凝土抗壓強(qiáng)度從降低 9. 4%變?yōu)樵鲩L(zhǎng)3.7%。實(shí)施例2(1)采用碳化反應(yīng)器生成納米碳酸鈣乳液，經(jīng)脫水處理后形成含水率為60%的納米碳酸鈣漿體；(2)將納米碳酸鈣漿體與礦粉按重量比1 15經(jīng)過干燥和混磨池，得到納米復(fù)合礦物外加劑；(3)將納米復(fù)合礦物外加劑與可再分散乳膠粉、纖維素醚按照重量比1 0. 15和 1 0.015混合形成改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑。將該納米改性劑以水泥用量的30% (重量比)的比例摻入到混凝土中，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)觀天后將混凝土置于200°C下進(jìn)行反復(fù)加熱循環(huán)試驗(yàn)，每次加熱時(shí)間為8小時(shí)，經(jīng)12次加熱循環(huán)后，與未摻納米改性劑的混凝土相比，摻入納米改性劑的混凝土抗壓強(qiáng)度從降低 9. 4%變?yōu)樵鲩L(zhǎng)5.2%。實(shí)施例3(1)采用碳化反應(yīng)器生成納米碳酸鈣乳液，經(jīng)脫水處理后形成含水率為40%的納米碳酸鈣漿體；(2)將納米碳酸鈣漿體與礦粉按重量比1 10經(jīng)過干燥和混磨lh，得到納米復(fù)合礦物外加劑；(3)將納米復(fù)合礦物外加劑與可再分散乳膠粉、纖維素醚按照重量比1 0. 1和 1 0.01混合形成改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑。
將該納米改性劑以水泥用量的30% (重量比)的比例摻入到混凝土中，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)觀天后將混凝土置于500°C下進(jìn)行反復(fù)加熱循環(huán)試驗(yàn)，每次加熱時(shí)間為8小時(shí)，經(jīng)12次加熱循環(huán)后，與未摻納米改性劑的混凝土相比，摻入納米改性劑的混凝土抗壓強(qiáng)度從降低 75. 9%變?yōu)榻档?5. 8%。實(shí)施例4(1)采用碳化反應(yīng)器生成納米碳酸鈣乳液，經(jīng)脫水處理后形成含水率為60%的納米碳酸鈣漿體；(2)將納米碳酸鈣漿體與礦粉按重量比1 15經(jīng)過干燥和混磨池，得到納米復(fù)合礦物外加劑；(3)將納米復(fù)合礦物外加劑與可再分散乳膠粉、纖維素醚按照重量比1 0. 15和 1 0.015混合形成改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑。將該納米改性劑以水泥用量的30% (重量比)的比例摻入到混凝土中，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)觀天后將混凝土置于500°C下進(jìn)行反復(fù)加熱循環(huán)試驗(yàn)，每次加熱時(shí)間為8小時(shí)，經(jīng)12次加熱循環(huán)后，與未摻納米改性劑的混凝土相比，摻入納米改性劑的混凝土抗壓強(qiáng)度從降低 75. 9%變?yōu)榻档?2.7%。實(shí)施例5(1)采用碳化反應(yīng)器生成納米碳酸鈣乳液，經(jīng)脫水處理后形成含水率為60%的納米碳酸鈣漿體；(2)將納米碳酸鈣漿體與礦粉按重量比1 15經(jīng)過干燥和混磨池，得到納米復(fù)合礦物外加劑；(3)將納米復(fù)合礦物外加劑與可再分散乳膠粉、纖維素醚按照重量比1 0. 15和 1 0.015混合形成改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑。將該納米改性劑以水泥用量的30% (重量比)的比例摻入到混凝土中，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)觀天后將混凝土置于800°C下進(jìn)行反復(fù)加熱循環(huán)試驗(yàn)，每次加熱時(shí)間為8小時(shí)，經(jīng)3次加熱循環(huán)后，與未摻納米改性劑的混凝土相比，摻入納米改性劑的混凝土抗壓強(qiáng)度從降低 91. 2%變?yōu)榻档?6. 1%0本發(fā)明所述的方法制備工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)納米碳酸鈣和礦粉干燥混磨以及與再分散乳膠粉和纖維素醚混合后制成改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑。該納米改性劑具有以下三個(gè)特點(diǎn)，一是改善混凝土的水化礦物組成，由于礦粉可使混凝土的氫氧化鈣等水化產(chǎn)物含量大幅度降低，從而降低高溫對(duì)混凝土性能的影響程度，同時(shí)摻入的納米碳酸鈣漿體， 更有助于礦粉的水化反應(yīng)和耐高溫劣化效能的進(jìn)一步發(fā)揮；二是加入可再分散乳膠粉聚合物，從而使得混凝土的膠凝性能由水泥和聚合物兩種材料綜合實(shí)現(xiàn)，即使在高溫下水泥的膠凝性能變差，但是聚合物仍能保持良好的膠凝性能，從而有助于高溫下混凝土結(jié)構(gòu)的完整而顯著改善混凝土的耐高溫劣化性能；三是加入纖維素醚，從而增強(qiáng)了混凝土內(nèi)部各物質(zhì)之間的粘結(jié)，提高混凝土的耐高溫腐蝕性能，同時(shí)纖維素醚和可再分散乳膠粉聚合物一起增大了混凝土內(nèi)部的微氣孔率和封閉氣孔率，使得高溫產(chǎn)生的熱膨脹有了疏散的通道， 有利于減小混凝土熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力。以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)采用碳化反應(yīng)器生成納米碳酸鈣乳液，經(jīng)脫水處理后形成含水率為40% 60%的納米碳酸鈣漿體；(2)將納米碳酸鈣漿體與礦粉按重量比1 10 15經(jīng)過干燥和混磨1 2h，得到納米復(fù)合礦物外加劑；(3)將納米復(fù)合礦物外加劑與可再分散乳膠粉、纖維素醚分別按照重量比1 0. 1 0.15和1 0.01 0.015混合形成改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑的制備方法，其特征在于所述的礦粉為S95級(jí)以上的礦粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑的制備方法，其特征在于所述的可再分散乳膠粉為有機(jī)硅改性氯乙烯一乙烯一月桂酰乙烯酯聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑的制備方法，其特征在于所述的纖維素醚為羥甲基纖維素醚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑的制備方法，其包括以下步驟采用碳化反應(yīng)器生成納米碳酸鈣乳液，經(jīng)脫水處理后形成含水率為40％～60％的納米碳酸鈣漿體；將納米碳酸鈣漿體與礦粉按重量比1∶10～15經(jīng)過干燥和混磨1～2h，得到納米復(fù)合礦物外加劑；將納米復(fù)合礦物外加劑與可再分散乳膠粉、纖維素醚分別按照重量比1∶0.1～0.15和1∶0.01～0.015混合形成改善混凝土高溫劣化性能的納米改性劑。本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單，針對(duì)混凝土的高溫劣化，從多個(gè)角度進(jìn)行綜合效果的改善，使得其具有顯著改善混凝土高溫劣化性能的效果。
文檔編號(hào)C04B22/10GK102153309SQ20101056416
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者侯陳偉, 孟濤, 張津踐, 徐婷, 朱蓬萊, 詹樹林, 錢匡亮, 錢曉倩, 陳衛(wèi)偉, 馬一祎 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)