[发明专利]一种掺加石蜡微胶囊的高贝利特水泥混凝土

说明书

技术领域

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种掺石蜡微胶囊的高贝利特水泥混凝土。

背景技术

大体积混凝土广泛应用于水工混凝土、大跨度桥梁和现代超高层建筑，其浇筑施工过程中产生大量的水化热，但混凝土本身是热的不良导体，热在大体量的构件内部积聚不容易散发，核心区域温度可升高至(60-90)℃，与表面形成较大的温度梯度，阻碍外部收缩，形成温度应力。混凝土早期弹性模量较低，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时就会出现裂缝，严重影响工程质量，降低建筑物的使用寿命。

国内外控制大体积混凝土的内部温升主要从以下三个方面考虑：(1)原材料的性质。如使用中低热水泥，掺加掺合料，预冷骨料，掺加缓凝剂，冰水浇筑以及优化配合比设计等。(2)施工角度。分段浇筑、预埋冷却水管和提高表面保温性能等。(3)掺加相变材料(PhaseChangeMaterials，PCM)。根据实际情况选择不同的无机和有机相变材料。

目前各种混凝土温控方案和技术还存在很多问题。选择符合要求的原材料并对其进行预先的降温处理，优化配合比等都只是对现有材料的简单调整，因此只能一定程度上降低温升。分段、分层浇筑给大体积混凝土的施工带来了不便。工程中经常使用的预埋冷却水管方法会使混凝土在水管附近产生相当大的自生应力，产生新的裂缝，甚至在冷却的中后期造成贯穿性开裂，同时，这种方法会带来巨大的循环能耗。直接掺加PCM的方法只能发挥一次作用，不能重复使用，代价太高，封装填埋的方式对PCM的要求太高，选择范围窄。由此，任何一种单一的方法在解决混凝土温升问题上都存在一定的局限性，制备安全，高效，稳定的低温升甚至无温升混凝土是未来混凝土一个重要的发展方向。

如何综合多种方案的优势更好的控制混凝土的水化温升成为亟待解决的问题。与普通硅酸盐水泥相比，高贝利特水泥具有水化热低、需水量少、流动性高及强度发展好等特点，适合应用于无温升混凝土中。PCM具有较大的相变潜热，在相变过程中能吸收和释放大量的热量，且温度变化小，将PCM首先由高分子聚合物外壳包裹形成微胶囊再分散在水中形成悬浮液，不易分层，与混凝土具有较好的相溶性。用于相变材料的石蜡一般是C数为14-30的支链烷烃，相变温度为(10-80)℃，相变焓为(200-300)kJ/kg，化学性质稳定，且来源广价格低，在相变储能建筑材料上具有广阔的发展前景。

本发明主要从使用中低热水泥和掺加相变材料切入，以尿素、甲醛和低熔点的石蜡为原料，采用原位聚合法制备石蜡微胶囊，将适量的石蜡微胶囊在搅拌时掺入高贝利特水泥配制的混凝土中，同时选用级配优良的骨料，减小水泥用量，掺加一定数量的缓凝剂，制得低温升混凝土。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掺石蜡微胶囊的高贝利特水泥混凝土，本发明的产品使用高贝利特水泥和石蜡微胶囊，具有水化热低，水化温升慢，强度发展好等特点，是一种低温升混凝土。

本发明提出的一种掺石蜡微胶囊的高贝利特水泥混凝土，由高贝利特水泥、石子、标准砂、水、聚羧酸系减水剂、葡萄糖酸钠缓凝剂和石蜡微胶囊组成，各组分的重量比为：

高贝利特水泥100

石子160-180

标准砂100-120

水30-50

聚羧酸系减水剂0.15-0.25

葡萄糖酸钠缓凝剂0.05-0.20

石蜡微胶囊0.5-2

所述石蜡微胶囊由原位聚合法制备，球形，粒径为(10-30)μm，密度为300kg/m3，微胶囊中石蜡的质量分数为50%-70%，相变温度为(24±3)℃，相变潜热为(110-135)J/g。

各组份的较佳重量比为：

高贝利特水泥100

石子170-180

标准砂110-120

水30-40

聚羧酸系减水剂0.15-0.25

葡萄糖酸钠缓凝剂0.10-0.15

石蜡微胶囊0.5-1.5

本发明中，所述高贝利特水泥的化学组成如表1所示。

表1高贝利特水泥的化学组成

本发明中，所述石子为花岗岩碎石，最大粒径31.5mm，堆积密度1465kg/m3，针片状含量7.3%。

本发明中，所述砂为ISO标准砂。

本发明中，所述水为自来水。

本发明中，所述聚羧酸系减水剂，固含量为40%。

本发明中，所述葡萄糖酸钠缓凝剂为化学纯。