本发明涉及防冻防裂混凝土制备，具体为一种防冻防裂混凝土复合材料及其制备方法。
背景技术：
1、混凝土是一种由水泥、砂、骨料(如碎石、砾石)、水和外加剂等原材料按一定比例混合而成的人工制品。混凝土在施工过程中，通过水化反应在体系内形成硅-钙凝胶，这也是混凝土强度的关键。在水化过程中，反应不断放热，因此进一步促进了水化反应的发生，进而使混凝土不断凝结，因此，温度控制在混凝土工程中是十分重要的一环。随着建筑行业的不断发展，为了适应不同工程的使用，混凝土的种类也越来越多，包括高强度混凝土、轻质混凝土、高性能混凝土、预应力混凝土、防冻防裂混凝土等，其中防冻防裂混凝土是一种特殊配方的混凝土，具有抗冻融和抗裂性能，适用于寒冷地区或需要在冬季施工的工程项目。
2、现有技术中在制备防冻防裂混凝土主要是在混凝土中添加防冻剂和抗裂剂，来提高混凝土的抗冻能力和防裂能力，但在冻融循环中，由于混凝土中的水分在冻结和融化时产生的体积变化，当水在冻结成冰时，其体积会膨胀约9％，从而导致混凝土内部产生巨大的应力，使得此种混凝土复合材料极容易表现出较大的损伤，从而导致混凝土的强度和耐久性降低，虽然添加防冻剂和抗裂剂等可以改善混凝土的性能，但是这些添加剂并不能完全消除混凝土在冻融循环中的损伤。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种防冻防裂混凝土复合材料及其制备方法，解决了现有技术中添加了防冻剂和防裂剂的混凝土复合材料其无法完全消除混凝土在冻融循环中损伤的问题。
2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种防冻防裂混凝土复合材料，按重量百分比计，包括以下组份：15％-25％的水泥、20％-30％的砂、20％-30％的碎石、5％-10％的混凝土外加剂、1％-5％的防冻剂、1％-3％的硅烷改性剂、0.5％-2％的纤维增强剂、0.5％-2％的抗裂剂、1％-5％的硅藻泥、1％-3％的硅藻酸盐微球、1％-3％的微胶囊相变材料、1％-5％的硅酸钙晶体、0.1％-1％的石墨烯氧化物。
3、优选的，所述纤维增强剂任选聚丙烯纤维、玻璃纤维和碳纤维中的任一个。
4、优选的，所述硅藻盐微球的直径范围为50-500μm，所述石墨烯氧化物的厚度范围为1-100μm。
5、优选的，所述混凝土外加剂包括减水剂、增塑剂和缓凝剂。
6、优选的，一种防冻防裂混凝土复合材料制备方法，包括以下步骤：
7、s1.将水泥、砂、碎石、混凝土外加剂、防冻剂、硅烷改性剂、纤维增强剂、抗裂剂、硅藻泥、硅藻酸盐微球、微胶囊相变材料、硅酸钙晶体、石墨烯氧化物进行预处理；
8、s2.将预处理后的各组分与水泥、砂、碎石、混凝土外加剂、防冻剂、硅藻泥按照一定速度进行混合搅拌一段时间，形成混凝土浆料；
9、s3.将混合搅拌后的混凝土浆料浇筑成型，控制浇筑温度，保证相对湿度在一定范围内，并在一定时间内凝固硬化形成防冻防裂混凝土复合材料；
10、s4.在s2中，混合搅拌过程中，先将水泥、砂、碎石进行混合，混合时间为10-20分钟，然后逐步添加预处理后的各组分和混凝土外加剂、防冻剂、硅藻泥，保证各组分充分混合均匀；
11、s5.在s3中，浇筑成型过程中，采用分层浇筑和振捣的方法，振捣时间为5-10分钟，保证混凝土浆料充分充实模具，提高混凝土的密实性；
12、s6.在混凝土复合材料凝固硬化过程中，采用湿养的方式，湿养时间为7-14天，保证混凝土的早期强度和耐久性；
13、s7.对制备的混凝土复合材料进行性能测试，以评估其性能是否满足工程要求。
14、优选的，所述s1步骤中预处理具体包括以下步骤：
15、s1.1、将硅烷改性剂与纤维增强剂进行混合，先将硅烷改性剂溶解在有机溶剂中一段时间，然后将纤维增强剂浸泡在溶剂一段时间后，按照一定速度混合一段时间，取出干燥即得改性纤维；
16、s1.2、将硅藻酸盐微球与微胶囊相变材料进行混合，先将硅藻酸盐微球在水中分散一段时间，然后将微球胶囊相变材料加入，按照一定速度混合一段时间后冷却一段时间，形成复合微胶囊，以提高混凝土的抗冻性能；
17、s1.3、将硅酸钙晶体与石墨烯氧化物进行混合，先将硅酸钙晶体在水中分散一段时间，然后将石墨烯氧化物加入，按照一定速度混合一段时间，经过超声处理一段时间后干燥处理一段时间，形成复合晶体，以提高混凝土的强度和耐久性。
18、优选的，所述s1.1步骤中溶解时间的范围为10-20min，浸泡时间范围为1-2h，混合速度的范围为200-500r/min，混合时间的范围为30-60min，所述s1.2步骤中分散时间范围为10-20min，混合时间的范围为30-60min，混合速度的范围为200-500r/min，冷却时间的范围为1-2h，所述s1.3步骤中混合时间的范围为30-60min，混合速度的范围为200-500r/min，分散时间的范围为10-20min，超声处理时间的范围为30-60min，干燥时间的范围为2-4h。
19、优选的，所述s2步骤中搅拌时间为30-60min，搅拌速度为200-500转/分钟。
20、优选的，所述s3步骤中控制浇筑温度的范围为5℃-35℃，相对湿度为40％-80％，一定时间为24-72h。
21、优选的，所述s7步骤中性能测试包括抗压强度、抗折强度、抗冻性能、抗渗透性能。
22、本发明提供了一种防冻防裂混凝土复合材料及其制备方法。具备以下有益效果：
23、1、本发明通过添加硅藻泥、硅藻酸盐微球、微胶囊相变材料等组分，有效提高了混凝土的耐冻性能，能够减少混凝土在冻融循环中的损伤，从而提高其耐冻性能。
24、2、本发明通过添加硅烷改性剂，纤维增强剂、抗裂剂等组分，有效增强混凝土的抗裂性，从而提高其耐裂性能。
25、3、本发明通过添加硅酸钙晶体、石墨烯氧化物等组分，有效提高了混凝土的强度和耐久性，能够改善混凝土的微观结构，从而提高其强度和耐久性。
26、4、本发明通过在制备该材料时，预先对材料进行预处理，从而使得各种添加剂能够充分混合，提高混凝土的性能，并且配合后续的混合搅拌步骤，使得各种组分能够充分混合，提高混凝土的均匀性，提高混凝土复合材料制备的质量以及效果。
1.一种防冻防裂混凝土复合材料，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组份：15％-25％的水泥、20％-30％的砂、20％-30％的碎石、5％-10％的混凝土外加剂、1％-5％的防冻剂、1％-3％的硅烷改性剂、0.5％-2％的纤维增强剂、0.5％-2％的抗裂剂、1％-5％的硅藻泥、1％-3％的硅藻酸盐微球、1％-3％的微胶囊相变材料、1％-5％的硅酸钙晶体、0.1％-1％的石墨烯氧化物。
2.根据权利要求1所述的一种防冻防裂混凝土复合材料，其特征在于，所述纤维增强剂任选聚丙烯纤维、玻璃纤维和碳纤维中的任一个。
3.根据权利要求1所述的一种防冻防裂混凝土复合材料，其特征在于，所述硅藻盐微球的直径范围为50-500μm，所述石墨烯氧化物的厚度范围为1-100μm。
4.根据权利要求1所述的一种防冻防裂混凝土复合材料，其特征在于，所述混凝土外加剂包括减水剂、增塑剂和缓凝剂。
5.一种防冻防裂混凝土复合材料制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-4所述的一种防冻防裂混凝土复合材料，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种防冻防裂混凝土复合材料制备方法，其特征在于，所述s1步骤中预处理具体包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种防冻防裂混凝土复合材料制备方法，其特征在于，所述s1.1步骤中溶解时间的范围为10-20min，浸泡时间范围为1-2h，混合速度的范围为200-500r/min，混合时间的范围为30-60min，所述s1.2步骤中分散时间范围为10-20min，混合时间的范围为30-60min，混合速度的范围为200-500r/min，冷却时间的范围为1-2h，所述s1.3步骤中混合时间的范围为30-60min，混合速度的范围为200-500r/min，分散时间的范围为10-20min，超声处理时间的范围为30-60min，干燥时间的范围为2-4h。
8.根据权利要求5所述的一种防冻防裂混凝土复合材料制备方法，其特征在于，所述s2步骤中搅拌时间为30-60min，搅拌速度为200-500转/分钟。
9.根据权利要求5所述的一种防冻防裂混凝土复合材料制备方法，其特征在于，所述s3步骤中控制浇筑温度的范围为5℃-35℃，相对湿度为40％-80％，一定时间为24-72h。
10.根据权利要求5所述的一种防冻防裂混凝土复合材料制备方法，其特征在于，所述s7步骤中性能测试包括抗压强度、抗折强度、抗冻性能、抗渗透性能。
