一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土及其制备方法

摘要

本申请涉及混凝土技术领域，具体公开了一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土及其制备方法，超长结构高抗裂补偿收缩混凝土的原料包括以下重量份数的组分：水泥140‑180份；粉煤灰60‑100份；矿粉70‑100份；砂800‑1000份；碎石800‑1000份；膨胀剂20‑50份；减水剂12‑16份；水化热抑制剂1‑3份；水150‑170份；改性相变微胶囊2‑6份。本申请的超长结构高抗裂补偿收缩混凝土可用于超长混凝土结构，膨胀剂能够产生一定的限制膨胀，补偿混凝土的收缩，提高混凝土的防裂性能；混凝土具有在减少温变裂缝的同时不降低混凝土的抗压强度的优点。

权利要求

1.一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，其特征在于：其原料包括以下重量份数的组分：水泥140‑180份；

粉煤灰60‑100份；

矿粉70‑100份；

砂800‑1000份；

碎石800‑1000份；

膨胀剂20‑50份；

减水剂12‑16份；

水化热抑制剂1‑3份，所述水化热抑制剂为糊精类有机聚合物；

水150‑170份；

改性相变微胶囊2‑6份；

所述改性相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：乳化，将石蜡和水混合，加热至石蜡完全融化，加入复配乳化剂，混合均匀，乳化后得到石蜡乳液；

负载，将石蜡乳液和沸石混合均匀，保温，过滤，干燥，得到负载有石蜡的沸石；

制备改性石墨烯水分散液，将氧化石墨烯分散于水中，超声处理，得到氧化石墨烯水分散液，调节pH至弱碱性，混合均匀，加入乙二胺，混合，加热反应，洗涤，冷冻干燥，得到改性石墨烯，改性石墨烯与强酸性水溶液混合，超声处理，得到改性石墨烯水分散液；

制备石墨烯相变微胶囊，将负载有石蜡的沸石加入改性石墨烯水分散液，混合均匀，洗涤，干燥，得到石墨烯相变微胶囊；

制备脲醛树脂预聚体，将三聚氰胺、尿素溶液、甲醛溶液和水混合均匀，加入三乙醇胺，调节pH至弱碱性，加热反应，得到脲醛树脂预聚体；

制备改性相变微胶囊，将石墨烯相变微胶囊加入到脲醛树脂预聚体中，混合均匀，加热反应，过滤，洗涤，干燥，得到改性相变微胶囊；

所述复配乳化剂与石蜡的质量比为1:（10‑15），所述复配乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80，所述十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80的质量比为1：（1‑1.2）；

所石蜡和沸石的质量比为1：（1.5‑2）；

所述制备石墨烯相变微胶囊步骤中，改性石墨烯与石蜡的质量比为（0.5‑0.8）：10；

所述制备改性相变微胶囊步骤中，在300‑800rpm下混合均匀。

2.根据权利要求1所述的一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，其特征在于：所述沸石的粒径为250‑350纳米。

3.根据权利要求1所述的一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，其特征在于：所述制备改性石墨烯水分散液步骤中，加热至70‑75℃，反应10‑12h。

4.根据权利要求1所述的一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，其特征在于：所述制备脲醛树脂预聚体步骤中，调节pH至8‑9。

5.根据权利要求1所述的一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，其特征在于：所述超长结构高抗裂补偿收缩混凝土原料中的水是微纳米气泡水。

6.权利要求1‑5任一项所述的超长结构高抗裂补偿收缩混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，将水泥、粉煤灰、矿粉、膨胀剂和改性相变微胶囊混合均匀，加入一部分水，混合均匀，得到胶凝材料；

步骤二，将砂和碎石加入胶凝材料中，混合均匀，得到骨料混合物；

步骤三，将减水剂、水化热抑制剂和另一部分水混合均匀，得到外加剂混合物；

步骤四，将外加剂混合物与骨料混合物混合均匀，得到超长结构高抗裂补偿收缩混凝土。

说明书

一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及混凝土技术领域，尤其是涉及一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土及其制备方法。

背景技术

[0002] 混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料(也称为骨料)，水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。随着大型航站楼等超长混凝土结构在我国大量兴建，连续不设缝结构的工程应用日渐增多。

[0003] 相关技术中公开了一种混凝土，其原料包括以下重量份数的组分：水泥140‑180份；粉煤灰60‑100份；矿粉70‑100份；砂800‑1000份；碎石800‑1000份；减水剂12‑16份；水150‑170份。

[0004] 针对上述中的相关技术，发明人认为上述的混凝土在早期由于混凝土水化热容易产生裂缝，在固化后由于环境温度变化也会产生裂缝。

发明内容

[0005] 为了减少混凝土由于温度变化引起的裂缝，本申请提供一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土及其制备方法。

[0006] 第一方面，本申请提供一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，采用如下的技术方案：

[0007] 一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，其原料包括以下重量份数的组分：

[0008] 水泥140‑180份；

[0009] 粉煤灰60‑100份；

[0010] 矿粉70‑100份；

[0011] 砂800‑1000份；

[0012] 碎石800‑1000份；

[0013] 膨胀剂20‑50份；

[0014] 减水剂12‑16份；

[0015] 水化热抑制剂1‑3份；

[0016] 水150‑170份；

[0017] 改性相变微胶囊2‑6份；

[0018] 所述改性相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：

[0019] 乳化，将石蜡和水混合，加热至石蜡完全融化，加入复配乳化剂，混合均匀，乳化后得到石蜡乳液；

[0020] 负载，将石蜡乳液和沸石混合均匀，保温，过滤，干燥，得到负载有石蜡的沸石；

[0021] 制备石墨烯水分散液，将氧化石墨烯分散于水中，超声处理，得到石墨烯水分散液，调节pH至弱碱性，混合均匀，加入乙二胺，混合，加热反应，洗涤，冷冻干燥，得到改性石墨烯，改性石墨烯与强酸性水溶液混合，超声处理，得到石墨烯水分散液；

[0022] 制备石墨烯相变微胶囊，将负载有石蜡的沸石加入石墨烯水分散液，混合均匀，洗涤，干燥，得到石墨烯相变微胶囊；

[0023] 制备脲醛树脂预聚体，将三聚氰胺、尿素溶液、甲醛溶液和水混合均匀，加入三乙醇胺，调节pH至弱碱性，加热反应，得到脲醛树脂预聚体；

[0024] 制备改性相变微胶囊，将石墨烯相变微胶囊加入到脲醛树脂预聚体中，混合均匀，加热反应，过滤，洗涤，干燥，得到改性相变微胶囊。

[0025] 通过采用上述技术方案，由于采用沸石负载石蜡，一部分石蜡能够进入沸石内部的微孔，一部分石蜡附着在沸石表面，沸石既可以提高改性相变微胶囊的结构强度，也可以提高改性相变微胶囊的导热系数；石墨烯在进行改性时，乙二胺还原氧化石墨烯，使其表面接枝了胺基，胺基在强酸性条件下与氢离子发生质子化，其表面带正电荷，有利于后续包裹在石蜡表面；由于石墨烯片层与片层之间存在空隙，石蜡在受热熔化过程中可能从缝隙里流出，导致相变焓减小，本申请采用脲醛树脂包裹在改性石墨烯的表面，填充了石墨烯片层间的缝隙，提高了改性相变微胶囊壁材的密实度，减少了壁材的缝隙，提高循环稳定性，脲醛树脂对改性相变微胶囊的导热系数有一定负面影响，但是仍然满足应用的要求。本申请的改性相变微胶囊在加入混凝土中后，混凝土的抗压强度基本没有下降，降低了混凝土的升温和降温速率，减少混凝土由于温度变化引起的裂缝。

[0026] 膨胀剂能够产生一定的限制膨胀，补偿混凝土的收缩，提高混凝土的防裂性能。

[0027] 可选的，所述复配乳化剂与石蜡的质量比为1:(10‑15)，所述复配乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80，所述十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80的质量比为1：(1‑1.2)。

[0028] 通过采用上述技术方案，复配的乳化剂能够充分乳化石蜡，得到稳定的石蜡乳液，使其表面带有负电荷，有利于微胶囊的形成。

[0029] 可选的，所石蜡和沸石的质量比为1：(1.5‑2)。

[0030] 通过采用上述技术方案，石蜡太少，改性相变微胶囊的储热能力降低；石蜡太多，改性相变微胶囊的导热系数较低，结构强度较低。

[0031] 可选的，所述沸石的粒径为250‑350纳米。

[0032] 通过采用上述技术方案，粒径合适的沸石，有利于负载石蜡且形成微胶囊。

[0033] 可选的，所述制备石墨烯水分散液步骤中，加热至70‑75℃，反应10‑12h。

[0034] 通过采用上述技术方案，有利于乙二胺还原氧化石墨烯，在石墨烯表面接枝胺基。

[0035] 可选的，所述制备石墨烯相变微胶囊步骤中，改性石墨烯与石蜡的质量比为(0.5‑0.8)：10。

[0036] 通过采用上述技术方案，改性石墨烯的用量太少，难以完全包裹石蜡，且导热系数较低；改性石墨烯的用量太多，虽然导热系数升高，但是成本大幅升高。

[0037] 可选的，所述制备脲醛树脂预聚体步骤中，调节pH至8‑9。

[0038] 通过采用上述技术方案，有利于脲醛树脂反应并包裹石墨烯。

[0039] 可选的，所述制备改性相变微胶囊步骤中，在300‑800rpm下混合均匀。

[0040] 通过采用上述技术方案，转速太小，不利于壁材包裹石墨烯相变微胶囊，转速太大，会导致改性相变微胶囊的尺寸减小。

[0041] 可选的，所述超长结构高抗裂补偿收缩混凝土原料中的水是微纳米气泡水。

[0042] 通过采用上述技术方案，微纳米气泡水能够提高混凝土的和易性和耐久性。

[0043] 第二方面，本申请提供一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：

[0044] 一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土的制备方法，包括以下步骤：

[0045] 步骤一，将水泥、粉煤灰、矿粉、膨胀剂和改性相变微胶囊混合均匀，加入一部分水，混合均匀，得到胶凝材料；

[0046] 步骤二，将砂和碎石加入胶凝材料中，混合均匀，得到骨料混合物；

[0047] 步骤三，将减水剂、水化热抑制剂和另一部分水混合均匀，得到外加剂混合物；

[0048] 步骤四，将外加剂混合物与骨料混合物混合均匀，得到超长结构高抗裂补偿收缩混凝土。

[0049] 通过采用上述技术方案，本申请的改性相变微胶囊在加入混凝土中后，混凝土的抗压强度基本没有下降，降低了混凝土的升温和降温速率，减少混凝土由于温度变化引起的裂缝。

[0050] 综上所述，本申请具有以下有益效果：

[0051] 1、由于本申请在混凝土中加入改性相变微胶囊，减少了水化热产生的裂缝，降低了混凝土的升温和降温速率，减少混凝土由于温度变化引起的裂缝。

[0052] 2、本申请中采用沸石负载石蜡，沸石既可以提高改性相变微胶囊的结构强度，也可以提高改性相变微胶囊的导热系数；采用脲醛树脂包裹在改性石墨烯的表面，填充了石墨烯片层间的缝隙，减少了壁材的缝隙，提高循环稳定性。

具体实施方式

[0053] 以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

[0054] 改性相变微胶囊的制备例

[0055] 制备例1

[0056] 改性相变微胶囊，其制备方法包括以下步骤：

[0057] 乳化，将10kg石蜡和20L水混合，石蜡为60号石蜡，加热至石蜡完全融化，加入复配乳化剂，复配乳化剂与石蜡的质量比为1:10，复配乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80，十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80的质量比为1：1，1200rpm下搅拌2h，乳化后得到石蜡乳液；
负载，将石蜡乳液和沸石混合均匀，沸石的粒径为250纳米，石蜡和沸石的质量比为1:1.5，
60℃保温2h，过滤，干燥，得到负载有石蜡的沸石；

[0058] 制备石墨烯水分散液，将0.3kg氧化石墨烯分散于300L水中，超声处理，得到石墨烯水分散液，滴加氨水调节pH至9，混合均匀，加入180ml乙二胺，混合均匀，加热至70℃反应12h，无水乙醇洗涤三次，去离子水洗涤三次，冷冻干燥48h，得到改性石墨烯，将0.5kg改性石墨烯与pH为1的去离子水混合，超声处理1h，得到石墨烯水分散液；

[0059] 制备石墨烯相变微胶囊，将负载有石蜡的沸石加入石墨烯水分散液，搅拌2h，无水乙醇洗涤三次，去离子水洗涤三次，干燥，得到石墨烯相变微胶囊；

[0060] 制备脲醛树脂预聚体，将2kg三聚氰胺、4kg质量浓度为95％的尿素溶液、40kg质量浓度为37％的甲醛溶液和20kg水混合均匀，加入三乙醇胺，调节pH至8，加热至70℃，在400rpm下反应1h，得到脲醛树脂预聚体；

[0061] 制备改性相变微胶囊，将石墨烯相变微胶囊加入到脲醛树脂预聚体中，300rpm下搅拌均匀，加热至60℃反应1h，过滤，洗涤，干燥，得到改性相变微胶囊。

[0062] 制备例2

[0063] 改性相变微胶囊，其制备方法包括以下步骤：

[0064] 乳化，将10kg石蜡和20L水混合，石蜡为60号石蜡，加热至石蜡完全融化，加入复配乳化剂，复配乳化剂与石蜡的质量比为1:12，复配乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80，十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80的质量比为1：1.1，1200rpm下搅拌2h，乳化后得到石蜡乳液；负载，将石蜡乳液和沸石混合均匀，沸石的粒径为300纳米，石蜡和沸石的质量比为1:
1.8，60℃保温2h，过滤，干燥，得到负载有石蜡的沸石；

[0065] 制备石墨烯水分散液，将0.3kg氧化石墨烯分散于300L水中，超声处理，得到石墨烯水分散液，滴加氨水调节pH至9.5，混合均匀，加入180ml乙二胺，混合均匀，加热至72℃反应11h，无水乙醇洗涤三次，去离子水洗涤三次，冷冻干燥48h，得到改性石墨烯，将0.5kg改性石墨烯与pH为1的去离子水混合，超声处理1h，得到石墨烯水分散液；

[0066] 制备石墨烯相变微胶囊，将负载有石蜡的沸石加入石墨烯水分散液，搅拌2h，无水乙醇洗涤三次，去离子水洗涤三次，干燥，得到石墨烯相变微胶囊；

[0067] 制备脲醛树脂预聚体，将2kg三聚氰胺、4kg质量浓度为95％的尿素溶液、40kg质量浓度为37％的甲醛溶液和20kg水混合均匀，加入三乙醇胺，调节pH至8.5，加热至70℃，在400rpm下反应1h，得到脲醛树脂预聚体；

[0068] 制备改性相变微胶囊，将石墨烯相变微胶囊加入到脲醛树脂预聚体中，300rpm下搅拌均匀，加热至60℃反应1h，过滤，洗涤，干燥，得到改性相变微胶囊。

[0069] 制备例3

[0070] 改性相变微胶囊，其制备方法包括以下步骤：

[0071] 乳化，将10kg石蜡和20L水混合，石蜡为60号石蜡，加热至石蜡完全融化，加入复配乳化剂，复配乳化剂与石蜡的质量比为1:15，复配乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80，十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80的质量比为1：1.2，1200rpm下搅拌2h，乳化后得到石蜡乳液；负载，将石蜡乳液和沸石混合均匀，沸石的粒径为350纳米，石蜡和沸石的质量比为1:2，
60℃保温2h，过滤，干燥，得到负载有石蜡的沸石；

[0072] 制备石墨烯水分散液，将0.3kg氧化石墨烯分散于300L水中，超声处理，得到石墨烯水分散液，滴加氨水调节pH至10，混合均匀，加入180ml乙二胺，混合均匀，加热至75℃反应10h，无水乙醇洗涤三次，去离子水洗涤三次，冷冻干燥48h，得到改性石墨烯，将0.5kg改性石墨烯与pH为1的去离子水混合，超声处理1h，得到石墨烯水分散液；

[0073] 制备石墨烯相变微胶囊，将负载有石蜡的沸石加入石墨烯水分散液，搅拌2h，无水乙醇洗涤三次，去离子水洗涤三次，干燥，得到石墨烯相变微胶囊；

[0074] 制备脲醛树脂预聚体，将2kg三聚氰胺、4kg质量浓度为95％的尿素溶液、40kg质量浓度为37％的甲醛溶液和20kg水混合均匀，加入三乙醇胺，调节pH至9，加热至70℃，在400rpm下反应1h，得到脲醛树脂预聚体；

[0075] 制备改性相变微胶囊，将石墨烯相变微胶囊加入到脲醛树脂预聚体中，300rpm下搅拌均匀，加热至60℃反应1h，过滤，洗涤，干燥，得到改性相变微胶囊。

[0076] 制备例4

[0077] 改性相变微胶囊，与制备例2的不同之处在于，制备石墨烯水分散液步骤中，将0.6kg改性石墨烯与pH为1的去离子水混合。

[0078] 制备例5

[0079] 改性相变微胶囊，与制备例2的不同之处在于，制备石墨烯水分散液步骤中，将0.8kg改性石墨烯与pH为1的去离子水混合。

[0080] 制备例6

[0081] 改性相变微胶囊，与制备例2的不同之处在于，制备石墨烯水分散液步骤中，将0.1kg改性石墨烯与pH为1的去离子水混合。

[0082] 制备例7

[0083] 改性相变微胶囊，与制备例2的不同之处在于，制备石墨烯水分散液步骤中，将1.5kg改性石墨烯与pH为1的去离子水混合。

[0084] 制备例8

[0085] 改性相变微胶囊，与制备例4的不同之处在于，制备改性相变微胶囊步骤中，在500rpm下混合均匀。

[0086] 制备例9

[0087] 改性相变微胶囊，与制备例4的不同之处在于，制备改性相变微胶囊步骤中，在800rpm下混合均匀。

[0088] 制备例10

[0089] 改性相变微胶囊，与制备例4的不同之处在于，制备改性相变微胶囊步骤中，在100rpm下混合均匀。

[0090] 制备例11

[0091] 改性相变微胶囊，与制备例4的不同之处在于，制备改性相变微胶囊步骤中，在1500rpm下混合均匀。

[0092] 对比制备例1

[0093] 改性相变微胶囊，其制备方法包括以下步骤：

[0094] 乳化，将10kg石蜡和20L水混合，石蜡为60号石蜡，加热至石蜡完全融化，加入复配乳化剂，复配乳化剂与石蜡的质量比为1:12，复配乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80，十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80的质量比为1：1.1，1200rpm下搅拌2h，乳化后得到石蜡乳液；

[0095] 制备石墨烯水分散液，将0.3kg氧化石墨烯分散于300L水中，超声处理，得到石墨烯水分散液，滴加氨水调节pH至9.5，混合均匀，加入180ml乙二胺，混合均匀，加热至72℃反应11h，无水乙醇洗涤三次，去离子水洗涤三次，冷冻干燥48h，得到改性石墨烯，将0.5kg改性石墨烯与pH为1的去离子水混合，超声处理1h，得到石墨烯水分散液；

[0096] 制备石墨烯相变微胶囊，将石蜡乳液加入石墨烯水分散液，搅拌2h，无水乙醇洗涤三次，去离子水洗涤三次，干燥，得到改性相变微胶囊。

[0097] 对比制备例2

[0098] 改性相变微胶囊，其制备方法包括以下步骤：

[0099] 乳化，将10kg石蜡和20L水混合，石蜡为60号石蜡，加热至石蜡完全融化，加入复配乳化剂，复配乳化剂与石蜡的质量比为1:12，复配乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80，十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80的质量比为1：1.1，1200rpm下搅拌2h，乳化后得到石蜡乳液；

[0100] 制备石墨烯水分散液，将0.3kg氧化石墨烯分散于300L水中，超声处理，得到石墨烯水分散液，滴加氨水调节pH至9.5，混合均匀，加入180ml乙二胺，混合均匀，加热至72℃反应11h，无水乙醇洗涤三次，去离子水洗涤三次，冷冻干燥48h，得到改性石墨烯，将0.5kg改性石墨烯与pH为1的去离子水混合，超声处理1h，得到石墨烯水分散液；

[0101] 制备石墨烯相变微胶囊，将石蜡乳液加入石墨烯水分散液，搅拌2h，无水乙醇洗涤三次，去离子水洗涤三次，干燥，得到石墨烯相变微胶囊；

[0102] 制备脲醛树脂预聚体，将2kg三聚氰胺、4kg质量浓度为95％的尿素溶液、40kg质量浓度为37％的甲醛溶液和20kg水混合均匀，加入三乙醇胺，调节pH至8.5，加热至70℃，在400rpm下反应1h，得到脲醛树脂预聚体；

[0103] 制备改性相变微胶囊，将石墨烯相变微胶囊加入到脲醛树脂预聚体中，300rpm下搅拌均匀，加热至60℃反应1h，过滤，洗涤，干燥，得到改性相变微胶囊。

[0104] 对比制备例3

[0105] 改性相变微胶囊，其制备方法包括以下步骤：

[0106] 乳化，将10kg石蜡和20L水混合，石蜡为60号石蜡，加热至石蜡完全融化，加入复配乳化剂，复配乳化剂与石蜡的质量比为1:12，复配乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80，十二烷基苯磺酸钠和司盘‑80的质量比为1：1.1，1200rpm下搅拌2h，乳化后得到石蜡乳液；负载，将石蜡乳液和沸石混合均匀，沸石的粒径为300纳米，石蜡和沸石的质量比为1:
1.8，60℃保温2h，过滤，干燥，得到负载有石蜡的沸石；

[0107] 制备石墨烯水分散液，将0.3kg氧化石墨烯分散于300L水中，超声处理，得到石墨烯水分散液，滴加氨水调节pH至9.5，混合均匀，加入180ml乙二胺，混合均匀，加热至72℃反应11h，无水乙醇洗涤三次，去离子水洗涤三次，冷冻干燥48h，得到改性石墨烯，将0.5kg改性石墨烯与pH为1的去离子水混合，超声处理1h，得到石墨烯水分散液；

[0108] 制备石墨烯相变微胶囊，将负载有石蜡的沸石加入石墨烯水分散液，搅拌2h，无水乙醇洗涤三次，去离子水洗涤三次，干燥，得到改性相变微胶囊。

[0109] 对比制备例4

[0110] 改性相变微胶囊，其制备方法包括以下步骤：

[0111] 乳化，将10kg石蜡和20L水混合，石蜡为60号石蜡，加热至石蜡完全融化，加入乳化剂司盘‑80，乳化剂与石蜡的质量比为1:12，1200rpm下搅拌2h，乳化后得到石蜡乳液；

[0112] 制备脲醛树脂预聚体，将2kg三聚氰胺、4kg质量浓度为95％的尿素溶液、40kg质量浓度为37％的甲醛溶液和20kg水混合均匀，加入三乙醇胺，调节pH至8.5，加热至70℃，在400rpm下反应1h，得到脲醛树脂预聚体；

[0113] 制备改性相变微胶囊，将石蜡乳液滴加到脲醛树脂预聚体中，300rpm下搅拌均匀，加热至60℃反应1h，过滤，洗涤，干燥，得到改性相变微胶囊。

[0114] 实施例

[0115] 实施例1

[0116] 一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，其原料包括以下重量份数的组分：

[0117] 水泥140kg；

[0118] 粉煤灰100kg；

[0119] 矿粉70kg；

[0120] 砂800kg；

[0121] 碎石1000kg；

[0122] 膨胀剂20kg；

[0123] 减水剂12kg，减水剂是聚羧酸减水剂；

[0124] 水化热抑制剂1kg，水化热抑制剂为江苏苏博特新材料股份有限公司生产的糊精类有机聚合物外加剂；

[0125] 水150kg，水是微纳米气泡水；

[0126] 改性相变微胶囊2kg，改性相变微胶囊由制备例1制得；

[0127] 超长结构高抗裂补偿收缩混凝土的制备方法，包括以下步骤：

[0128] 步骤一，将水泥、粉煤灰、矿粉、膨胀剂和改性相变微胶囊混合均匀，加入一部分水，混合均匀，得到胶凝材料；

[0129] 步骤二，将砂和碎石加入胶凝材料中，混合均匀，得到骨料混合物；

[0130] 步骤三，将减水剂、水化热抑制剂和另一部分水混合均匀，得到外加剂混合物；

[0131] 步骤四，将外加剂混合物与骨料混合物混合均匀，得到超长结构高抗裂补偿收缩混凝土。

[0132] 实施例2‑11

[0133] 一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，与实施例1的不同之处在于，改性相变微胶囊依次由制备例2‑11制得。

[0134] 实施例12

[0135] 一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，与实施例2的不同之处在于，其原料包括以下重量份数的组分：

[0136] 水泥150kg；

[0137] 粉煤灰80kg；

[0138] 矿粉85kg；

[0139] 砂900kg；

[0140] 碎石900kg；

[0141] 膨胀剂35kg；

[0142] 减水剂14kg；

[0143] 水化热抑制剂2kg；

[0144] 水160kg；

[0145] 改性相变微胶囊2kg。

[0146] 实施例13

[0147] 一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，与实施例2的不同之处在于，其原料包括以下重量份数的组分：

[0148] 水泥180kg；

[0149] 粉煤灰60kg；

[0150] 矿粉100kg；

[0151] 砂1000kg；

[0152] 碎石800kg；

[0153] 膨胀剂50kg；

[0154] 减水剂16kg；

[0155] 水化热抑制剂3kg；

[0156] 水170kg；

[0157] 改性相变微胶囊2kg。

[0158] 实施例14

[0159] 一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，与实施例12的不同之处在于，改性相变微胶囊的质量为4kg。

[0160] 实施例15

[0161] 一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，与实施例12的不同之处在于，改性相变微胶囊的质量为6kg。

[0162] 对比例

[0163] 对比例1‑4

[0164] 一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，与实施例2的不同之处在于，改性相变微胶囊依次由对比制备例1‑4制得。

[0165] 空白对照组

[0166] 一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土，与实施例2的不同之处在于，其原料中未加入改性相变微胶囊。

[0167] 性能检测试验

[0168] 检测方法

[0169] (1)测试实施例2、对比例4和空白对照组中混凝土的水中7d限制膨胀率、空气中21d限制膨胀率，结果见表1。

[0170] (2)将制备例1‑11和对制备例1‑4制备的改性相变微胶囊作为样品，检测导热系数，结果见表2。

[0171] (3)采用差示扫描量热仪对制备例1‑11和对制备例1‑4制备的改性相变微胶囊进行测试，测试条件：在氮气氛围下，铝坩埚中测定，升温速率是5℃/min，升温范围为‑20℃～80℃，降温速率是5℃/min，降温范围为80℃～‑20℃，循环次数500次，记录相变焓降低百分比，结果见表2。

[0172] (4)按照GB‑T 50081‑2019混凝土物理力学性能试验方法制作标准试块，测试实施例1‑7、实施例12‑15、对比例1‑4、空白对照组中混凝土的抗压强度；混凝土浇注24h后测量得到单位面积上的总开裂面积。结果见表3。

[0173] 表1混凝土收缩性能检测结果

[0174]

[0175] 表2导热系数和相变焓降低百分比检测结果

[0176]制备例编号 导热系数W/(m·K) 相变焓降低百分比/％
制备例1 0.332 1.85
制备例2 0.335 1.80
制备例3 0.329 1.83
制备例4 0.426 1.72
制备例5 0.603 1.66
制备例6 0.237 1.98
制备例7 0.956 1.51
制备例8 0.428 1.78
制备例9 0.427 1.76
制备例10 0.425 1.88
制备例11 0.428 1.86
对比制备例1 0.308 6.89
对比制备例2 0.287 2.31
对比制备例3 0.411 5.85
对比制备例4 0.178 5.13

[0177] 表3单位面积上的总开裂面积和抗压强度检测结果

[0178]

[0179]

[0180] 结合实施例2、对比例4和空白对照组并结合表1可以看出，对比例4的限制膨胀率高于空白对照组，说明采用脲醛树脂包裹石蜡制成的改性相变微胶囊能够提高限制膨胀率，提高混凝土补偿收缩的性能，实施例2的限制膨胀率高于对比例4，说明采用本申请的方法制备的改性相变微胶囊，能够进一步提高混凝土补偿收缩的性能。

[0181] 结合制备例1‑11和对比制备例1‑4并结合表2可以看出，对比制备例4仅采用脲醛树脂包裹石蜡，导热系数较低，且在500次循环后，相变焓降低百分比较高，说明对比制备例4得到的改性相变微胶囊导热系数低、循环稳定性较差。对比制备例1采用改性石墨烯包裹石蜡，导热系数和相变焓降低百分比均高于对比制备例4，说明改性石墨烯作为囊壁能够提高改性相变微胶囊的导热系数，但是会使改性相变微胶囊的循环稳定性变差；对比制备例2在石墨烯表面包裹了脲醛树脂，导热系数低于对比制备例1、高于对比制备例4，且相变焓降低百分比远低于对比制备例1，说明脲醛树脂能够提高改性相变微胶囊的循环稳定性；对比制备例3在芯材中加入沸石，与对比制备例1相比，导热系数大幅提高，但是相变焓降低百分比进一步提高，说明沸石和改性石墨烯均可以提高改性相变微胶囊的导热系数，但是会使改性相变微胶囊的循环稳定性变差，可能的原因是石墨烯在包裹石蜡液滴时存在孔洞或缝隙；制备例2与对比制备例3相比，在石墨烯表面包裹了脲醛树脂，导热系数有一定的下降，但是相变焓降低百分比大幅降低，说明同时在微胶囊中引入沸石和脲醛树脂时，改性相变微胶囊的综合性能较佳。制备例4‑5在增加改性石墨烯的用量时，导热系数逐渐增大，制备例6采用较少的改性石墨烯时，导热系数大幅降低，制备例7采用较多的改性石墨烯时，虽然导热系数提高，但是成本相对较高，因此，改性石墨烯与石蜡的质量比为优选为(0.5‑0.8)：
10；制备例8‑11在制备改性相变微胶囊步骤中，改变搅拌速度，导热系数变化不大，在搅拌速度太慢或太快时，相变焓降低百分比升高，因此，搅拌速度优选为300‑800rpm。

[0182] 结合实施例1‑7、实施例12‑15、对比例1‑4、空白对照组并结合表3可以看出，以空白对照组作为参考，对比例4在加入脲醛树脂包裹的石蜡时，单位面积上的总开裂面积降低，但是抗压强度降低，说明改性相变微胶囊能够减少混凝土产生的裂缝，但是会降低混凝土的抗压强度；对比例1‑3加入对比制备例1‑3的改性相变微胶囊，单位面积上的总开裂面积降低，抗压强度降低，实施例2在加入制备例2制得的改性相变微胶囊时，单位面积上的总开裂面积降低，抗压强度没有降低，说明沸石加入芯材后，能够提高改性相变微胶囊的结构强度，进而降低对混凝土抗压强度的影响；实施例14增加改性相变微胶囊的用量，单位面积上的总开裂面积进一步降低，抗压强度略有降低，但仍大于40MPa，实施例15继续增加改性相变微胶囊的用量，单位面积上的总开裂面积进一步降低，抗压强度略有降低，但仍大于40MPa，综合考虑，改性相变微胶囊的用量优选为2‑6份。

[0183] 本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。