本发明涉及水泥混凝土制品
技术领域：
，具体涉及一种水泥混凝土构件抗裂饰面层及其制备方法。
背景技术：
：水泥混凝土材料与木材、钢材、塑料等建筑材料相比，具有原材料价格低廉、来源广泛、易于施工等优点，但水泥混凝土也存在脆性大，容易开裂等不足，一旦产生裂缝，结构性能将大打折扣，解决混凝土的裂缝问题也是目前工程领域的难题之一。在预制箱梁、大型墩柱等混凝土构件中，经常需要混凝土表面具有良好抗裂性，且孔洞、气泡、蜂窝麻面等缺陷少，颜色均匀等高质量外观要求。如果构件全部采用高抗裂性清水混凝土，则生产施工工艺复杂，造价不菲，且当前精品砂石骨料十分紧缺，不可避免地增加技术管控难度和产生成本浪费。采用抗裂型水泥混凝土构件饰面层可以有效地满足构件高抗裂性及高质量外观要求并降低建造成本。此外饰面层可以设计出带图案的效果，比如嵌入发光石、彩色石等装饰性材料，满足水泥混凝土结构装饰多样性设计要求。因此，本发明提出一种水泥混凝土构件抗裂饰面层及其制备方法，可使预制箱梁、大型墩柱等混凝土构件和水泥混凝土工艺品在不降低其力学性能、耐久性能等情况下，兼具高抗裂性、高质量外观要求和满足构件装饰多样性设计，并降低建造成本。技术实现要素：为了使预制箱梁、大型墩柱等混凝土构件在不降低其力学性能、耐久性能等情况下，兼具高抗裂性、高质量外观要求和满足构件装饰多样性设计，并降低建造成本，本发明的目的在于提出一种水泥混凝土构件抗裂饰面层及其制备方法。本发明提出的一种水泥混凝土构件抗裂饰面层，由水泥、偏高岭土、硅灰、膨胀剂、聚乙烯醇（pva）纤维、细骨料、粗骨料、外加剂、增强剂和水组成，各组分重量份为：水泥为220~450重量份，偏高岭土为10~40重量份，硅灰为5~25重量份，膨胀剂为10~50重量份，聚乙烯醇（pva）纤维为3~10重量份，细骨料为700~1000重量份，粗骨料为800~1100重量份，外加剂为5~15重量份，增强剂为5~20重量份，水为140~175重量份。本发明中，所述水泥为p.o42.5水泥。本发明中，所述偏高岭土是由高岭土在650～850℃温度煅烧2h～4h而成，其中活性al2o3和活性sio2含量不低于90%，密度250~270kg/m3，比表面积≥1500m2/kg。本发明中，所述硅灰采用加密技术将原态微硅粉聚集成小的颗粒团，其中sio2含量不低于85%，比表面积≥15000m2/kg。本发明中，所述膨胀剂为hea型，减水率≥12%，空气中21d限制膨胀率≥-0.020%。本发明中，所述聚乙烯醇（pva）纤维为高强高模纤维，纤维长度12mm，弹性模量≥35gpa，伸长率6%-10%，抗拉强度≥1500mpa。本发明中，所述细骨料为符合gbt14684《建设用砂》的ⅰ类石英机制砂。本发明中，所述粗骨料为符合gbt14685《建设用卵石、碎石》的ⅰ类或ⅱ类碎石，粒径为5~20mm。本发明中，所述外加剂为掺入消泡成分的高性能聚羧酸外加剂组成，外加剂减水率为≥25%。消泡剂化学成分为甘油聚氧丙烯醚，外加剂减水率为≥25%。消泡剂化学成分为甘油聚氧丙烯醚，酸值≤0.5mgkoh/g，羟值52～60mgkoh/g，掺量为外加剂0.20%-0.50%。本发明中，所述增强剂为低官能度（1～2.5）多异氰酸酯和羟基化合物合成的半预聚物，通过有机溶剂稀释而成。多异氰酸酯和羟基化合物摩尔比为2:1~12:1，半预聚物和有机溶剂质量比为1:5~1:15；多异氰酸酯可采用甲苯二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯或多亚甲基二异氰酸酯等中任一种，羟基化合物可采用乙二醇、丙二醇或丁二醇等中任一种，有机溶剂可采用丙酮、乙醚或醋酸丁酯等中任一种。本发明中，所述水为符合jgj63《混凝土用水标准》的普通混凝土拌合用水。本发明提出的一种水泥混凝土构件抗裂饰面层的制备方法，具体步骤如下：（1）预处理高岭土，得到偏高岭土，由高岭土在650℃～850℃温度煅烧2h～4h制得偏高岭土，其中活性al2o3和活性sio2含量不低于90%，比表面积≥1500m2/kg；（2）预处理硅灰，采用加密技术将原态微硅粉聚集成小的颗粒团，得到的硅灰sio2含量≥85%，比表面积≥15000m2/kg；（3）按按重量份称取p.o42.5水泥、步骤(1)得到的偏高岭土、步骤(2)得到的硅灰和膨胀剂，混合均匀，得到所需产品的无机胶凝材料；按重量份称取pva纤维、粗骨料、细骨料、外加剂、增强剂和水备用；（4）将步骤（3）称取的无机胶凝材料、pva纤维、粗骨料和细骨料，倒入搅拌锅中，搅拌1min~2min，使其均匀混合；（5）将称量好的外加剂和水在搅拌过程中均匀加到步骤（4）所得产物中，继续搅拌1min~2min；（6）将称量好的增强剂在搅拌过程中均匀加到步骤（5）所得产物中，继续搅拌1min~2min，得到预拌混凝土；（7）步骤（6）所得的预拌混凝土，可直接浇筑成型水泥混凝土构件抗裂饰面层。若构件构造复杂，不便于整体浇筑成型，可将饰面层模具平放，成型的饰面层硬化后可作为构件的永久性模板使用，成为构件一部分。若构件表面需要装饰图案，可以将发光石、彩色石拼成图案用强力万能胶粘在模板上，脱模后图案嵌入饰面层，整体具备良好的装饰效果。本发明提出的水泥混凝土构件抗裂饰面层的成型方法，具体为：（1）若饰面层位于构件水平面，可先浇筑构件设计的混凝土，等该层混凝土接近初凝前直接浇筑饰面层，确保饰面层和构件设计的混凝土强度等级相同，饰面层和构件设计的混凝土能够有效结合为一个整体，共同发挥作用；（2）若饰面层位于构件立面，可先制作饰面层，等饰面层具备一定强度后再浇筑构件设计的混凝土，饰面层可作为构件永久性模板，在构件服役过程中兼具有保护作用；（3）若构件需要设计装饰图案，可在模板上均匀涂刷脱模剂，将装饰材料（例如发光石、彩色石等）采用强力万能胶粘于模板上，等强力万能胶具备一定粘结强度后往模板内浇筑饰面层混凝土，脱模即形成所需图案；（4）水泥混凝土构件抗裂饰面层养护可按现有普通混凝土养护技术进行，养护完成后在表面涂刷清水混凝土保护剂。本发明的有益效果在于：（1）可使预制箱梁、大型墩柱等混凝土构件和水泥混凝土工艺品在不降低其力学性能、耐久性能等情况下，兼具高抗裂性、高质量外观要求和满足构件装饰多样性设计，降低建造成本；（2）无机胶凝材料的水化和增强剂的固化同时进行，相互填充形成更加密实整体结构。增强剂、pva纤维、膨胀剂可以明显提高构件抗裂性，硅灰、偏高岭土、消泡剂可以提高混凝土拌合物的工作性及表面装饰效果；（3）本发明提出的饰面层成型方式可以满足多种异形构件的制备，可制作水泥混凝土工艺品，具备较强的实用性。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实例。实施例1~6实施例1~6中，水泥采用海螺牌p.o42.5水泥，表观密度3070kg/m3，28d抗压强度为48.4mpa；硅灰采用四川朗天加密硅灰，表观密度2180kg/m3，sio2含量94%，比表面积15800m2/kg，28d活性115%；膨胀剂为三源hea型，减水率13%，空气中21d限制膨胀率-0.02%；聚乙烯醇（pva）纤维采用广恒化工高强高模纤维，纤维长度12mm，弹性模量36gpa，伸长率8%，抗拉强度1600mpa；细骨料为湘潭石英机制砂，细度模数2.8；粗骨料为娄底石灰岩碎石，粒径为5~20mm，压碎值标8.5%；水为自来水；外加剂采用中建西部建设新材料科技有限公司高性能聚羧酸外加剂，各组分配方见表1。表1外加剂各组分配比（重量比）实施例减水剂/%消泡剂/%固含量/%减水率/%199.800.2020.026.3299.750.2519.725.8399.700.3019.325.5499.650.3520.826.0599.600.4021.027.6699.500.5021.328.0增强剂各组分配比见表2。表2增强剂各组分配比（摩尔比或重量比）偏高岭土制备方法的具体工艺参数见表3，具体操作步骤为为：由高岭土在650℃～850℃温度煅烧2h～4h冷却后粉磨而成，其中活性al2o3和活性sio2含量不低于90%，密度250~270kg/m3，比表面积≥1500m2/kg表3偏高岭土的制备工艺实施例煅烧温度/℃煅烧时间/h粉磨后的比表面积m2/kg165031750270031680370031650475021700580021800685021730水泥混凝土构件抗裂饰面层配合比见表4。表4水泥混凝土构件抗裂饰面层配合比实施例1~6制备得到的水泥混凝土构件抗裂饰面层，按照gb/t50080、gb/t50081进行混凝土拌合物性能试验及混凝土力学性能检测，检测结果如表5所示。表5水泥混凝土构件抗裂饰面层拌合物性能及混凝土力学性能表5的结果表明，实施例1~6制备得到的水泥混凝土构件抗裂饰面层拌合物性能良好，混凝土力学性能满足设计强度等级要求，增强剂对混凝土强度具有改善作用。水泥混凝土构件抗裂饰面层成型工艺可采取以下方法：（1）若饰面层位于构件水平面，可先浇筑构件设计的混凝土，等该层混凝土接近初凝前直接浇筑饰面层，确保饰面层和构件设计的混凝土强度等级相同，饰面层和构件设计的混凝土能够有效结合为一个整体，共同发挥作用。（2）若饰面层位于构件立面，可先制作饰面层，等饰面层具备一定强度后再浇筑构件设计的混凝土，饰面层可作为构件永久性模板，在构件服役过程中兼具有保护作用。（3）若构件需要设计装饰图案，可在模板上均匀涂刷脱模剂，将装饰材料（例如发光石、彩色石等）采用强力万能胶粘于模板上，等强力万能胶具备一定粘结强度后往模板内浇筑饰面层混凝土，脱模即形成所需图案。（4）水泥混凝土构件抗裂饰面层养护可按现有普通混凝土养护技术进行，养护完成后在表面涂刷渗透型清水混凝土保护剂。当前第1页12