[发明专利]一种自养护多梯度控温早强抗裂混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自养护多梯度控温早强抗裂混凝土及其制备方法，该混凝土由自养护控温材料和混凝土组成，按质量份包括2～25份自养护多梯度控温材料和75～98份的混凝土组成。将所述材料充分混合搅拌，经过养护，即得到自养护多梯度控温早强抗裂混凝土，混凝土设计强度等级为C30～C55。本发明使用含多种不同吸放热区间的自养护或控温材料，应用于大体积混凝土可实现多梯度控温，在混凝土升降温过程中形成多梯度吸热控温，延长混凝土的升降温持续时间，减少裂缝的产生；应用于预制构件，可以实现自养护，加速早期硬化速率，降低养护难度，提高施工效率或产品出厂频率。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种自养护多梯度控温早强抗裂混凝土及其制备方法。

背景技术

随着建设规模的不断扩大与深化，现代混凝土结构工程向高、大、深和复杂结构的方向发展。然而结构尺寸较大，在施工过程中，结构内部由于水泥水化产生大量的热不容易散发出来，而表面散热较快，当混凝土内外温差较大时，会导致不均匀的温度变形和温度应力，进而产生裂缝。裂缝不仅影响结构外观质量，还会造成强度降低与耐久性问题，影响结构安全和正常使用。

在实际施工过程中，降低混凝土的最大温升十分困难，通常使用以下几种方法：1、从原材料方面，减少单位体积内水泥用量或采用冰渣预冷粗细集料；2、在混凝土内部预埋水管并通入冷却水；3、采用保温法，在结构外侧覆盖保温材料。但这些措施在实际施工过程中较为繁琐，增加了工程成本，延缓了施工时间和施工效率，而且一旦施工过程稍有偏差就会对混凝土的防裂效果有所影响。因此从混凝土本身的组成和配比上来改善混凝土抗裂性能对于现代建筑施工工程具有重要意义。

相变材料能够在相变过程中能够吸收或放出大量热量，并在此过程中保持温度相对稳定。利用相变温度合适的相变材料来吸收水泥水化产生的热量，可以降低混凝土的温度应力，进而抑制混凝土温度裂缝的形成。专利CN 111533500 A将相变材料直接加入浆体中，制备的混凝土虽有控温效果，但效果有限且相变材料直接与基体接触，混凝土物理性能大幅下降。专利CN 112028572 A采用吸附法将多孔材料置于液态相变材料中浸泡，获得相变储能颗粒。但是采用这种方法制备相变储能颗粒的吸附性能有限，控温效果不明显。专利CN 111253136 A采用相变微胶囊制备混凝土，虽该方法能解决能量传递问题，具有较高相变控温特性和较好工作循环稳定性，但生产制造工艺复杂繁琐，成本高，且只能满足单一的相变区间。很多研究者进行了大量的研究，但研究主要集中于相变材料的封装、制备和控温性能研究，应用的相变材料较少兼顾其他性能，难以应用到实际工程中。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种具有多控温梯度、自养护效果、高早期强度、抗裂性能优异的混凝土及其制备方法。

技术方案：本发明的自养护多梯度控温早强抗裂混凝土，包括自养护控温材料和普通混凝土组分，其中自养护控温材料占总质量的2％-25％，所述自养护控温材料包括封装材料和相变材料。所述相变材料至少包含一种固态材料和一种液态材料；其中固态材料作为内层材料被包裹，液态材料掺入到封装材料中使用。

进一步地，所述相变材料包括常温相变材料、中温相变材料中的一种或两种；所述的相变材料相变温度为10℃～60℃。

进一步地，所述相变材料包括石蜡类、醇类、酯类、烷烃类、水合无机盐类中的任意两种或多种。

进一步地，所述封装材料包括液态相变材料、胶结材料和水。

进一步地，所述液态相变材料、胶结材料和水的质量比为(2～5):(60～80):(18～35)。

进一步地，所述胶结材料水泥和各种掺合料，其质量比为(50～100):(0～50)。

本发明还公开一种自养护多梯度控温早强抗裂混凝土的制备方法，包括如下步骤：