[发明专利]一种用于提高水泥基材料抗裂性能的外加剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于提高水泥基材料抗裂性能的外加剂，由如下质量百分含量的组分混合而成：0.01％～3％核酸、0％～0.003％三羟甲基氨基甲烷、0％～0.003％乙二胺四乙酸、0％～0.003％盐酸以及水余量；所述核酸骨架上串联有重复碱基结构。本发明外加剂无毒无害，是一种成本低廉、制备简单、易于保存，且有效期长的环境友好型外加剂；经过实验验证，在水泥混凝土材料中添加本发明外加剂后其28天抗拉强度比不添加外加剂的水泥混凝土材料提高了13.7％～44.6％，同时拉压比(抗拉强度/抗压强度)提高了13.5％～44.4％，360天后的抗拉强度比不添加外加剂的水泥混凝土材料提高了12.3％～24.6％，同时拉压比(抗拉强度/抗压强度)提高了11.5％～24.4％。

技术领域

本发明涉及一种用于提高水泥基材料抗裂性能的外加剂，还涉及上述外加剂的制备方法和应用，属于水泥混凝土材料技术领域。

背景技术

水泥基材料是当今土木工程领域用途最广、用量最大的建筑材料之一，发挥着其他材料无法替代的功能和作用。但是，水泥基材料是典型的脆性材料，其抗压强度高，抗拉强度相较于抗压强度低得多。在实际工程应用中，水泥混凝土材料由于应力集中或者受力不均匀等原因出现许多的裂纹，这会直接导致结构的耐久性和可靠性下降。目前人们都是通过添加外加剂来提升水泥混凝土材料的抗裂性能。专利CN104609759B报道了一种由有机聚合物核作为内层，无机复合氧化物或有机官能团共价连接的无机复合氧化物作为外层的外加剂，该外加剂能够提高水泥基材料抗拉强度，但是制备过程比较复杂；专利CN1326795C采用亚硝酸钙、萘磺酸甲醛缩合物、木质素磺酸钙等制备出了能提高混凝土抗折强度的外加剂，然而此方法使用的物料，如亚硝酸盐钙是致癌物质，对于环境破坏极大；专利CN103130436A提出采用石墨烯和氧化石墨烯来改性水泥基材料，能够提高水泥基材料的抗折、抗拉强度，但是该材料制备成本过高，不能在工程中广泛使用。另外现有能提高水泥基材料抗裂性能的外加剂在提高水泥基材料抗裂性能的同时会降低水泥基材料的抗压强度。因此，一种制备工艺简单、成本低廉、环境友好，且能显著提升水泥基材料抗拉强度和拉压比的外加剂的开发很有必要。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种用于提高水泥基材料抗裂性能的外加剂，该外加剂能显著提升水泥基材料的抗拉强度和拉压比。

本发明还要解决的技术问题是提供上述用于提高水泥基材料抗裂性能的外加剂的制备方法。

本发明最后要解决的技术问题是提供上述用于提高水泥基材料抗裂性能的外加剂在增强水泥基材料抗裂性能和拉压比方面的应用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段如下：

一种用于提高水泥基材料抗裂性能的外加剂，由如下质量百分含量的组分混合而成：0.01％～3％核酸、0％～0.003％三羟甲基氨基甲烷、0％～0.003％乙二胺四乙酸、0％～0.003％盐酸以及水余量；所述核酸骨架上串联有重复碱基结构。

其中，所述核酸为长度20～2000个碱基的脱氧核糖核酸。

其中，所述核酸结构为线状结构、环状结构、单链结构、双链结构或单双链混合结构。

上述用于提高水泥基材料抗裂性能的外加剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将配方量的三羟甲基氨基甲烷、乙二胺四乙酸和盐酸加入到水中，充分搅拌后得到核酸缓冲液；三羟甲基氨基甲烷、乙二胺四乙酸和盐酸配制得到稳定的核酸缓冲液，核酸缓冲液能够有效保证核酸在溶液中的活性；

步骤2，将配方量的核酸加入到步骤1的核酸缓冲液中，将混合液置于水浴中，充分搅拌后得到核酸分散液，将核酸分散液冷藏待用，温度过高容易导致核酸失效，因此冷藏保存来保证核酸的活性。

其中，步骤2中，所述水浴的温度不高于25℃。