[发明专利]一种纳米增强相变抗冻混凝土拌合料及其制备方法

说明书

一种纳米增强相变抗冻混凝土拌合料及其制备方法，包括如下重量份的原料：水泥365份、碎石1031份、砂732.5‑735.5份、水165份、粉煤灰75份、减水剂8份、相变材料36.5份以及纳米材料4‑7份；制备方法是将原料混合均匀后，得到纳米增强相变抗冻混凝土拌合料；本发明通过相变材料和纳米材料的配合，改善混凝土的热学性能，提高混凝土抗冻融性能，同时保证混凝土具有工程结构所需的强度。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种纳米增强相变抗冻混凝土拌合料及其制备方法。

背景技术

在寒冷地区，冻融作用往往是导致混凝土破坏的主要因素之一，所以混凝土的抗冻融性能成为了寒区混凝土耐久性的一项重要指标，同时也成为混凝土耐久性研究工作的重中之重。

传统的改善混凝土抗冻融性能的方法包括在水泥基材中加入引气剂、使用矿物掺合料、改善外部条件和控制施工质量等，另外加入纤维可以抑制冻胀裂纹的产生，为防道路结冰也采用除冰盐等手段，但传统方法已不能满足现有工程需求，掺加纤维会降低混凝土强度，而除冰盐的使用会导致盐在水泥基材内部孔隙中结晶产生内部应力，对混凝土耐久性不利。

相变材料是一种节能环保的最佳绿色环保载体，可通过改变其物质状态而吸收或释放大量的潜热。将相变材料作为掺合料加入混凝土中可对其进行调温控温，改变混凝土的热学性能，同时对混凝土抗冻性能有较好效果。但现有添加技术在提高混凝土抗冻性能的同时大幅降低了混凝土自身的强度，不能保证工程结构的安全性。因此，如何在利用相变材料提高混凝土抗冻融性能的同时，保证工程结构所需要的混凝土强度是一个亟需解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种纳米增强相变抗冻混凝土拌合料及其制备方法，通过相变材料和纳米材料的配合，改善混凝土的热学性能，提高混凝土抗冻融性能，同时保证混凝土具有工程结构所需的强度。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种纳米增强相变抗冻混凝土拌合料，包括如下重量份的原料：水泥365份、碎石1031份、砂732.5-735.5份、水165份、粉煤灰75份、减水剂8份、相变材料36.5份以及纳米材料4-7份。

所述的相变材料为微胶囊相变材料，以PMMA材质作为微米级胶囊外壳，以正构十四烷为芯材；其中正构十四烷纯度98％，潜热200kJ/kg；PMMA与正构十四烷质量比为2：8；成型后微胶囊相变材料粒径范围为5-10μm，相变温度约为5℃。

所述的纳米材料选用粒径为30nm亲水性纳米二氧化硅颗粒。

所述的水泥为普通硅酸盐水泥。

所述的粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰。

所述的减水剂选用聚羧酸高效单体减水剂。

所述的砂为II区中砂，表观密度为2630kg/m³。

所述的碎石为5-25mm连续级配，碎石的表观密度为2835kg/m³，堆积密度为1720kg/m³。

一种纳米增强相变抗冻混凝土拌合料的制备方法，包括如下步骤：

取水泥365份、碎石1031份、砂732.5-735.5份、水165份、粉煤灰75份、减水剂8份、相变材料36.5份以及纳米材料4-7份混合均匀后，得到纳米增强相变抗冻混凝土拌合料。