[发明专利]一种用于盾构管片的抗裂混凝土及其制备方法

说明书

本申请涉及混凝土技术领域，具体公开了一种用于盾构管片的抗裂混凝土及其制备方法，一种用于盾构管片的抗裂混凝土包括水泥280‑320份；粉煤灰30‑45份；砂400‑520份；碎石410‑470份；水60‑80份；减水剂5‑10份；缓释胶囊3‑18份，所述缓释胶囊以海藻酸钙与凹凸棒土作为复合壁材，改性二氧化硅作为芯材，制备得到。本申请的一种用于盾构管片的抗裂混凝土，具有提高混凝土抗裂性能的优点。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，尤其是涉及一种用于盾构管片的抗裂混凝土及其制备方法。

背景技术

盾构管片是盾构施工的主要装配构件，成品管片模具密封浇灌混凝土后即可成型得到盾构管片，盾构管片是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用，盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，

因盾构隧道所处岩土赋存条件复杂，随着服役年限增加，逐渐出现管片混凝土开裂导致渗漏水、螺栓和钢筋锈蚀以及管径收敛变形等，管片的破损和裂缝都使得整个隧道衬砌结构的承载力下降，这对控制工程安全质量指标是很大的挑战。

目前多通过掺入钢纤维来弥补普通钢筋混凝土管片的力学性能，钢纤维作为新型建筑材料，掺入混凝土中能有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著改善混凝土的强度，具有较好的延性。

在上述相关技术中，混凝土中掺入钢纤维虽然极大地提高了混凝土的抗裂性能，但钢纤维价格相对昂贵、管片制备工艺复杂，且存在钢纤维外露锈胀作用导致耐久性差、钢纤维力学性能未完全发挥导致浪费的问题，从而制约着在实际工程中的钢纤维混凝土的应用。

发明内容

为了提高混凝土的抗裂性能，本申请提供一种用于盾构管片的抗裂混凝土及其制备方法。

本申请提供的一种用于盾构管片的抗裂混凝土，采用如下的技术方案：

一种用于盾构管片的抗裂混凝土，包括如下重量份数的原料：

水泥280-320份；

粉煤灰30-45份；

砂400-520份；

碎石410-470份；

水60-80份；

减水剂5-10份；

缓释胶囊3-18份；

所述缓释胶囊以海藻酸钙与凹凸棒土作为复合壁材，改性二氧化硅作为芯材，制备得到。

通过采用上述技术方案，以疏水改性二氧化硅作为芯材，海藻酸钙和凹凸棒土为壁材，制备得到了缓释胶囊，凹凸棒土呈纤维状，含有较多的吸附水，具有比表面积大，化学稳定性好，吸附能力强等特征，通过在壁材掺入凹凸棒土能在混凝土内部形成较为均匀的乱向支撑体系，提高混凝土的粘聚性，有效减少混凝土的裂缝，提高混凝土的抗裂性能，制备的缓释胶囊可以缓慢释放疏水改性的二氧化硅，持续填充混凝土的裂纹，同时，二氧化硅表面的疏水性能够提高混凝土的抗渗性能。

可选的，所述疏水改性二氧化硅具体制备步骤如下：

将二氧化硅与去离子水混合，乳化10-20min，超声，然后加入十六烷基三甲氧基硅烷溶液和氨水，氨水调节pH至7-8，升温至40-60℃，恒温1.5-3h，过滤，干燥，得到疏水改性二氧化硅。

通过采用上述技术方案，采用十六烷基三甲氧基硅烷对二氧化硅表面进行疏水改性，可以将疏水二氧化硅作为芯材，包覆在海藻酸钙和凹凸棒土作为壁材的胶囊内，通过缓慢释放疏水二氧化硅来有效修复混凝土裂缝。

可选的，所述二氧化硅与十六烷基三甲氧基硅烷重量比为(8-11):1。

通过采用上述技术方案，通过调整二氧化硅和十六烷基三甲氧硅烷的配比，提高十六烷基三甲氧基硅烷在二氧化硅表面的接枝率，有效提高二氧化硅表面的疏水性能。

可选的，所述缓释胶囊的制备包括如下步骤：