[发明专利]有机-无机复合改性吸水树脂型养护材料、及其制备方法、包含其的高寒地区机制砂混凝土

说明书

本发明涉及建筑材料技术领域，公开了有机‑无机复合改性吸水树脂型养护材料、及其制备方法、包含其的高寒地区机制砂混凝土，养护材料是以负载有过渡金属离子的硅铝酸盐与聚磷腈形成配位中间体，配位中间体再与吸水树脂的各原料组分经自由基聚合反应得到；负载有过渡金属离子的硅铝酸盐、聚磷腈、吸水树脂的质量比为20～50:5～20:100。本申请得到的养护材料，吸水树脂通过聚磷腈接枝于硅铝酸盐中，能够提升吸水树脂的耐受性，同时还可以提升养护材料的吸水性以及保水能力。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体地说，涉及有机-无机复合改性吸水树脂型养护材料、及其制备方法、包含其的高寒地区机制砂混凝土。

背景技术

混凝土自问世以来，在建筑工程中发挥了不可替代的作用，得到了广泛的使用。在混凝土的发展过程中，由于过于追求高强度，往往忽视了混凝土的耐久性。在高寒地区，许多建筑、桥涵构造物，在建成的很短时间内，基础部分尤其是水位线附近混凝土表面出现开裂、剥落、钢筋锈蚀外露等混凝土破坏情况，从而严重影响到结构的安全。对于高寒地区而言，混凝土的耐久性主要体现在混凝土抵御冻融破坏的能力。高寒地区，气候严寒，温差变化大。温度由正温到负温反复变化，再加上季节影响，干湿交替变化频繁，这种条件下混凝土极易发生冻融破坏，温差变化越大，越剧烈，冻融造成的破坏越严重。为了解决这一问题，一般主要从水胶比的降低、气孔结构的改善、水化产物的增加、外加剂的合理使用等方面，都能够使得混凝土的抗冻性得到提高。

如当前多通过向混凝土中加入引气剂，形成引气混凝土，从而提升混凝土的耐久性。但引气剂引入的气泡都是有寿命的，在搅拌、运输、浇筑等过程中都无可避免地会导致新拌混凝土气泡破裂，造成含气量的损失。同时，在我国，混凝土对粉煤灰的依存度较高，常态混凝土中的粉煤灰掺量高达30％以上，粉煤灰颗粒中未燃尽的碳颗粒对极性物质如引气剂具有哦较高的吸附能力，这将进一步严重影响气泡形成和稳定，从而造成含气量的损失。引气剂产生的含气量损失问题使得硬化混凝土的真实含气量难以控制与设计，为达到引气目的往往会增加引气剂掺量，从经济上不合理之外，最重要的是若硬化混凝土的真实含气量过高，混凝土强度急剧降低；而含气量过低，高抗冻性又难以保证。

在高寒高海拔地区，混凝土须达到高强和高抗冻性的双重保证，而采用引气剂的方法不仅难以控制混凝土抗冻性，同时可能以削弱强度为代价。高吸水树脂(SAP)是一种具有低交联度三维网络结构的高分子材料，一旦与水或水溶液接触即开始肿胀，生成水凝胶。以往，高吸水树脂都是作为一种能够有效阻止或减少混凝土自身变形的内养护材料来使用。由于SAP会在混凝土内部相对湿度变化时释水，释水后在硬化混凝土中形成的含气微孔，从而起着抗冻以及利于初凝混凝土二次水化的目的。单使用SAP存在吸水量小、保水能力差的问题，为了这一问题，当前多通过向SAP中加入具有高比表面积的无机填料用以提升吸水量以及保水能力。如公开号为CN104310845A和CN103058566A的专利，将吸水树脂与无机填料共混制备得到，虽然对吸水量以及保水量有着部分提升，但吸水树脂难以均匀分散，容易团聚，再加入硅酸盐水泥进行水泥水化时，大量的碱激发剂形成了碱性环境，而吸水树脂的耐碱性差，从而造成吸水树脂的稳定性下降。

发明内容

本发明解决的技术问题

当前的吸水树脂在碱性混凝土中的耐受性差，以及存在储水能力差的问题。

本发明采用的技术方案

针对上述的技术问题，本发明的目的在于提供有机-无机复合改性吸水树脂型养护材料、及其制备方法、包含其的高寒地区机制砂混凝土。

具体内容如下：

第一，本发明提供了有机-无机复合改性吸水树脂型养护材料，养护材料是以负载有过渡金属离子的硅铝酸盐与聚磷腈形成配位中间体，配位中间体再与吸水树脂的各原料组分经自由基聚合反应得到；负载有过渡金属离子的硅铝酸盐、聚磷腈、吸水树脂的质量比为20～50:5～20:100。