【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及ecc混凝土制備，具體涉及一種輕質高強超疏水再生ecc混凝土結構的制備方法。
技術介紹
1、公開該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
2、ecc混凝土（engineered?cementitious?composites，工程水泥基復合材料）是一種新型的高性能混凝土材料，具有良好的拉伸-硬化和多縫穩態開裂性能。ecc的設計目標是克服傳統混凝土的脆性，使其呈現多縫開裂，從而在承受荷載時能夠表現出更好的變形能力和延展性。由于ecc混凝土的受力開裂屬性，雖然有助于延長工程結構的使用壽命，但裂縫的出現也為有害物質提供了侵入混凝土內部的通道，削弱了ecc混凝土的使用壽命和服役年限。如何解決因開裂造成的有害物質侵入難題是當下ecc混凝土發展的瓶頸之一。
3、超疏水表面應用于ecc混凝土可以防止水分侵入內部，從而顯著提高混凝土的耐久性。然而，傳統疏水混凝土表面一般通過在外部涂刷涂層的方式來實現，但這種方法面臨剝落和表面強度不足的問題。此外，直接在混凝土材料中添加疏水劑也可以實現疏水功能，但這種方式會造成混凝土材料的水化反應無法充分進行，導致混凝土的力學強度受損。
技術實現思路
1、針對上述問題，本專利技術提供了一種輕質高強超疏水再生ecc混凝土結構的制備方法，其不僅提高了混凝土的疏水性能，而且避免了對混凝土力學強度帶來的不利影響。具體地，本專利技術
2、一種輕質高強超疏水再生ecc混凝土結構的制備方法，包括如下步驟：
3、（1）用清水對赤泥進行浸出處理，然后進行固液分離，將得到的固體物研磨烘干后得到赤泥粉，備用。在得到的堿性液相中通入過量二氧化碳，然后進行加熱濃縮形成濃縮液備用。
4、（2）將再生混凝土細骨料和輕質陶砂浸泡在含飽和鈣、鎂離子源的硅烷偶聯劑-水混合體系中，然后在攪拌條件下逐滴滴加過量的所述濃縮液，反應完成后分離出所述細骨料和輕質陶砂烘干，得輕質疏水的再生細骨料，備用。
5、（3）將所述輕質疏水的再生細骨料與所述赤泥粉、水泥、有機纖維、減水劑與水拌合均勻得到ecc混凝土漿體，將其成型硬化后進行養護，得到預處理混凝土結構。
6、（4）將所述預處理混凝土結構再次浸入含飽和鈣、鎂離子源的硅烷偶聯劑-水混合體系中，然后在攪拌條件下逐滴滴加過量的所述濃縮液，反應完成后得到所述輕質高強超疏水再生ecc混凝土結構。
7、進一步地，步驟（1）中，所述赤泥與清水的比例為1g：20~40ml。
8、進一步地，步驟（1）中，所述烘干溫度為100~150℃，并在該溫度下烘干至恒重，然后將固體物粉磨，即得所述赤泥粉。可選地，所述赤泥粉的細度為300~600目。
9、進一步地，步驟（1）中，所述二氧化碳氣體的通入流量為3~5l/min，使赤泥浸出液中的氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿性物質轉換為碳酸鹽。
10、進一步地，步驟（1）中，加熱至有固體物析出時停止加熱，得到所述濃縮液。
11、進一步地，步驟（2）中，所述鈣離子源包括氯化鈣、硝酸鈣等中的至少一種。
12、進一步地，步驟（2）中，所述鎂離子源包括氯化鎂、硫酸鎂、硝酸鎂等中的至少一種。
13、進一步地，步驟（2）中，所述混合體系中的硅烷偶聯劑的質量分數為0.9~1.5%。可選地，所述硅烷偶聯劑包括kh550、kh560、kh570等中的至少一種。
14、進一步地，步驟（2）中，所述再生混凝土細骨料、輕質陶砂、混合體系的比例為1g：1~2g：?10~20ml。可選地，所述細骨料的粒徑分布在0.1~1mm之間，所述輕質陶砂的粒徑分布在0.5~2mm之間。
15、進一步地，步驟（2）中，所述烘干溫度為40~60℃，并在該溫度下烘干至恒重，即得所述輕質疏水的再生細骨料。
16、進一步地，步驟（3）中，所述輕質疏水的再生細骨料、赤泥粉、水泥、有機纖維、減水劑、水的比例為0.8~1重量份：1.5~1.8重量份：1.2~1.5重量份：0.025~0.035重量份：0.04~0.06重量份：0.7~0.9重量份。
17、進一步地，步驟（3）中，所述有機纖維包括聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚丙烯晴纖維等中的至少一種。可選地，所述有機纖維的直徑為10~20μm，長度為8~16mm。
18、進一步地，步驟（3）中，所述減水劑包括聚羧酸減水劑、萘系減水劑、木質磺酸鹽減水劑等中的至少一種。
19、進一步地，步驟（3）中，所述養護時間不小于21天。
20、進一步地，步驟（4）中，所述含飽和鈣、鎂離子源的硅烷偶聯劑-水混合體系與步驟（2）中相同。可選地，所述硅烷偶聯劑-水混合體系能夠將預處理混凝土結構完全浸入即可。
21、需要說明的是，步驟（2）和（4）中，所述過量指的是所述濃縮液提供了相對于體系中的鈣、鎂離子過量的碳酸根，從而使所述鈣、鎂離子與碳酸根進行共結晶形成caxmg1-xco3微納米晶體。
22、相較于現有技術，本專利技術的技術方案至少具有以下方面的有益效果：
23、本專利技術將再生混凝土細骨料和輕質陶砂浸泡在含飽和鈣、鎂離子源的硅烷偶聯劑-水混合體系中，然后滴加過量的所述濃縮液，不僅在細骨料和輕質陶砂表面得到了超疏水的結構，使本專利技術制備的混凝土結構表現出超疏水性特點，而且避免了對混凝土結構力學強度帶來的不利影響，同時又避免了傳統的疏水涂層易出現脫落導致混凝土結構疏水性能失效的問題。這是由于ca2+、mg2+與所述濃縮液提供的co32?反應的過程中，受ca2+、mg2+離子之間的競爭干擾作用生成caxmg1-xco3微納米晶體（xca2++(1-x)mg2++co32?→?caxmg1-xco3），在細骨料和陶砂表面構建類似“荷葉表面結構”的微納米尺寸凸起結構，實現表面改性，使所述細骨料和陶砂呈現超疏水特性。首先，當采用這種材料制備混凝土時，其不會像直接在混凝土材料中添加疏水劑的方式一樣造成混凝土結構力學強度的下降。因為疏水劑會包裹在水泥顆粒表面導致其與拌合水無法充分接觸，進而造成水化反應無法充分進行，形成的水化膠凝組分減少，導致混凝土結構強度下降。而本專利技術制備的具有特殊表面結構的所述細骨料和陶砂不存在上述問題，不會影響水泥的水化反應，因此，使本專利技術制備的混凝土結構兼具高強度和超疏水特點。其次，所述caxmg1-xco3晶體還可以封堵再生細骨料、陶砂中的孔隙，一方面可增加骨料的基體強度，另一方面可降低因再生細骨料、陶砂吸水率大造成的混凝土強度下降的問題。所述caxmg1-xco3晶體還可以密實混凝土的表面結構，降低孔隙率，增強ecc混凝土的抗滲水性。再次，在所述caxmg1-xco3晶體形成的過程中，所述硅烷偶聯劑上的水解基團水解形成的硅醇基團（sioh）與所述caxmg1-xco3晶體表面的羥基（-本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種輕質高強超疏水再生ECC混凝土結構的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的輕質高強超疏水再生ECC混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述赤泥與清水的比例為1g：20~40ml；
3.根據權利要求1所述的輕質高強超疏水再生ECC混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述二氧化碳氣體的通入流量為3~5L/min；
4.根據權利要求1所述的輕質高強超疏水再生ECC混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述鈣離子源包括氯化鈣、硝酸鈣中的至少一種；
5.根據權利要求1所述的輕質高強超疏水再生ECC混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述混合體系中的硅烷偶聯劑的質量分數為0.9~1.5%；可選地，步驟（2）中，所述硅烷偶聯劑包括KH550、KH560、KH570中的至少一種。
6.根據權利要求1所述的輕質高強超疏水再生ECC混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述再生混凝土細骨料、輕質陶砂、混合體系的比例為1g：1~2g：10~20ml；>
7.根據權利要求1所述的輕質高強超疏水再生ECC混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述輕質疏水的再生細骨料、赤泥粉、水泥、有機纖維、減水劑、水的比例為0.8~1重量份：1.5~1.8重量份：1.2~1.5重量份：0.025~0.035重量份：0.04~0.06重量份：0.7~0.9重量份。
8.根據權利要求1所述的輕質高強超疏水再生ECC混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述養護時間不小于21天。
9.根據權利要求1所述的輕質高強超疏水再生ECC混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，所述含飽和鈣、鎂離子源的硅烷偶聯劑-水混合體系與步驟（2）中相同。
10.根據權利要求1-9任一項所述的輕質高強超疏水再生ECC混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述有機纖維包括聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚丙烯晴纖維中的至少一種；
...【技術特征摘要】
1.一種輕質高強超疏水再生ecc混凝土結構的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的輕質高強超疏水再生ecc混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述赤泥與清水的比例為1g：20~40ml；
3.根據權利要求1所述的輕質高強超疏水再生ecc混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述二氧化碳氣體的通入流量為3~5l/min；
4.根據權利要求1所述的輕質高強超疏水再生ecc混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述鈣離子源包括氯化鈣、硝酸鈣中的至少一種；
5.根據權利要求1所述的輕質高強超疏水再生ecc混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述混合體系中的硅烷偶聯劑的質量分數為0.9~1.5%；可選地，步驟（2）中，所述硅烷偶聯劑包括kh550、kh560、kh570中的至少一種。
6.根據權利要求1所述的輕質高強超疏水再生ecc混凝土結構的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳德星，朱軍，侯亞明，王士瑞，陳真，才琳，郭晨，李震，曹廣遠，劉曉紅，
申請(專利權)人：山東中興建安建工有限公司，
類型：發明
國別省市：
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