[发明专利]一种具有耐火性和防爆裂性的高强混凝土及其制备方法

说明书

本申请涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种具有耐火性和防爆裂性的高强混凝土及其制备方法。具有耐火性和防爆裂性的高强混凝土包括以下重量份的组分：250‑300份水泥、120‑180份粉煤灰、90‑120份矿粉、950‑1000份粗骨料、820‑860份细骨料、7‑11份减水剂、115‑125份水、10‑20份高温增粘剂、20‑32份陶瓷复合材料、18‑36份高温增强材料；所述高温增粘剂包括质量比为1:0.3‑0.5：0.5‑1的聚酰胺树脂、石蜡和聚苯乙烯。本申请的具有耐火性和防爆裂性的高强混凝土具有抗压强度大，耐火性和防爆裂性好的优点。

技术领域

本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种具有耐火性和防爆裂性的高强混凝土及其制备方法。

背景技术

火灾温度高(可达1000℃以上)、升温速度快(具有热冲击性)、持续时间长，大火不仅会造成惨重的人员伤亡和设备损毁，而且会对建筑材料或钢结构的强度造成永久性的损害，如混凝土高温爆裂、保护层剥落、混凝土耐久性降低等。目前通常采用一些构造措施或预防性措施，降低混凝土发生火灾的概率，例如，在混凝土构件外侧喷涂防火涂层，在火灾发生时，防火涂层可以明显的阻止火焰与热量在混凝土中的传递，减低其传递速度，从而提高其耐火性能，达到保护防护的作用。

但这种防火措施只要依靠“外部力量”被动防火，未充分发挥混凝土结构自身的防火能力，且防火涂层容易脱落或失效，需要在混凝土工全寿命期中更新，增加了维护成本。

发明内容

为了提高混凝土的耐火和防爆裂性，本申请提供一种具有耐火性和防爆裂性的高强混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种具有耐火性和防爆裂性的高强混凝土，采用如下的技术方案：

一种具有耐火性和防爆裂性的高强混凝土，包括以下重量份的组分：250-300份水泥、120-180份粉煤灰、90-120份矿粉、950-1000份粗骨料、820-860份细骨料、7-11份减水剂、115-125份水、10-20份高温增粘剂、20-32份陶瓷复合材料、18-36份高温增强材料；

所述高温增粘剂包括质量比为1:0.3-0.5:0.5-1的聚酰胺树脂、石蜡和聚苯乙烯。

通过采用上述技术方案，由于采用聚酰胺树脂、石蜡和聚苯乙烯三种物质作为高温增粘剂，这三种物质的熔点不同，当混凝土受到高温火灾损害时，在燃烧升温过程中，首先熔点较低的石蜡热熔，增加混凝土内部结构的粘性，并在混凝土内部形成屏障，降低氧气在混凝土内的传播，从而防止混凝土内部热量传递，当燃烧温度不断升高，聚苯乙烯热熔，在混凝土内流动，增加骨料的粘接牢度，防止混凝土在高温下爆裂，当温度继续升高时，聚酰胺树脂热熔，再次在混凝土内部形成保护屏障，降低热量的传递，并增加混凝土结构的稳定性，防止高温下开裂。

优选的，所述高温增强材料由高温下熔融的外保护层包裹发泡植物纤维构成，发泡植物纤维包括以下重量份的组分：0.2-0.4份水玻璃、0.2-0.4份改性蒙脱土、0.1-0.15份表面活性剂、0.01-0.05份胶粘剂、1-2份植物纤维、0.5-1份硫酸铝、0.4-0.8份发泡剂。

通过采用上述技术方案，使用水玻璃和硫酸铝会制成水玻璃凝胶，将水玻璃凝胶与植物纤维混合，水玻璃凝胶在植物纤维的细胞壁和细胞腔内，二氧化硅会与纤维素、半纤维素等有机化合物发生一系列水解、缩聚反应，在分子或纳米水平上构成凝胶/纤维复合材料，水玻璃凝胶可以抑制热量传递，从而改善植物纤维的尺寸稳定性和阻燃、耐火性能；加入改性蒙脱土，植物纤维分子会插入到改性蒙脱土的片层之间，剥离后的改性蒙脱土片层会与纤维之间形成稳定的纤维网络结构，改善蒙脱土表面的羟基能与纤维之间形成氢键，当植物纤维发泡材料受到外力时，泡孔壁有破裂的可能性，而且会继续蔓延，使发泡植物纤维断裂，而改性蒙脱土片层有一定的刚性，不易发生断裂，能有效吸收荷载，增强发泡植物纤维的韧性，提高混凝土的抗爆裂性能。