一种水电工程用抗冲耐磨混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水电工程用抗冲磨能力高的混凝土，包含以下重量份原料：黄砂30‑50份、磨细矿渣粉3‑5份、粉煤灰15‑25份、硅微粉5‑10份、水泥30‑50份、钾长石粉10‑15份、中砂10‑15份、高岭土2‑4份、硬石膏3‑5份、纤维3‑5份、高强仿钢丝纤维3‑5份、氮化铝2‑4份、莫来石1‑3份、甲基丙烯酸羟乙酯0.4‑0.6份、乙酸锌0.1‑0.3份、胶粉2‑4份、苯乙烯3‑5份、间苯二酚2‑4份、十二烷基硫酸钠0.1‑0.3份、塑化剂5‑10份、三乙醇胺4‑6份、纳米材料6‑8份、减水剂2‑4份，本发明专利技术所述混凝土，具有优良的抗冲击、耐磨性能，有效降低了混凝土的干缩变形，从而提高了该水电工程用混凝土的抗裂能力。

【技术实现步骤摘要】
一种水电工程用抗冲耐磨混凝土及其制备方法
本专利技术涉及水电运维及水电施工
，具体为一种水电工程用抗冲耐磨混凝土及其制备方法。
技术介绍
混凝土通常以水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它具有易成型、能耗低、耐久性好、价格便宜以及与钢材结合可制成各种承重机构的优点，是当代应用最广泛的建筑材料，对人类社会的发展起着十分重要的作用。普通混凝土一般指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。混凝土主要划分为两个阶段与状态：凝结硬化前的塑性状态，即新拌混凝土或混凝土拌合物；硬化之后的坚硬状态，即硬化混凝土或混凝土。经常或周期性地受环境水作用的水工构筑物所用的混凝土。根据构筑物的大小，可分为大体积混凝土(如大坝混凝土)和一般混凝土。大体积混凝土又分为内部混凝土和外部混凝土。水工混凝土常用于水上、水下和水位变动区等部位。因其用途不同，技术要求也不同：常与环境水相接触时，一般要求具有较好的抗渗性；在寒冷地区、特别是在水位变动区应用时，要求具有较高的抗冻性；与侵蚀性的水相接触时，要求具有良好的耐蚀性；在大体积构筑物中应用时，为防止温度裂缝的出现，要求具有抵热性和低收缩性：在受高速水流冲刷的部位使用时，要求具有抗冲刷、耐磨及抗气蚀性等。水工混凝土是水利工程中，尤其是大型水利工程中最主要的建筑材料。中国近30年来建成的大、中型混凝土闸、坝达数百座，其中有的混凝土用量多达1000万米以上，如长江的葛洲坝工程和台湾省的德基大坝(坝高达上80米)除此以外，河港、农田水利及地下防水工程中也都大量应用。然而高速水流、含沙水流、推移质水流对水利工程建筑物的冲刷磨损和气蚀破坏一直是水工泄流建筑物如溢流坝、泄洪洞槽、泄水闸、底板等常见的破坏方式，也一直是水利水电建设中长期关注、有待妥善解决的问题。据调查，我国运行中的大坝泄水建筑物有70％存在不同程度的冲磨破坏问题，有的甚至非常严重，不仅自身遭到破坏，而且危及其他建筑物的安全，以及危害下游人民群众、工矿企业的安全。因此，开发一种抗渗防水、耐磨蚀性能好的水电工程抗冲、耐磨的混凝土具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗渗防水、耐磨蚀性能好的水电工程用抗冲磨能力高的混凝土及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，通过如下技术方案予以实现：一种水电工程用抗冲磨能力高的混凝土，包含以下重量份原料：黄砂30-50份、磨细矿渣粉3-5份、粉煤灰15-25份、硅微粉5-10份、水泥30-50份、钾长石粉10-15份、中砂10-15份、高岭土2-4份、硬石膏3-5份、纤维3-5份、高强仿钢丝纤维3-5份、氮化铝2-4份、莫来石1-3份、甲基丙烯酸羟乙酯0.4-0.6份、乙酸锌0.1-0.3份、胶粉2-4份、苯乙烯3-5份、间苯二酚2-4份、十二烷基硫酸钠0.1-0.3份、塑化剂5-10份、三乙醇胺4-6份、纳米材料6-8份、减水剂2-4份。优选的，所述水电工程用抗冲磨能力高的混凝土，包含以下重量份原料：黄砂35-45份、磨细矿渣粉3.5-4.5份、粉煤灰18-22份、硅微粉6-9份、水泥35-45份、钾长石粉11-14份、中砂11-14份、高岭土2.5-3.5份、硬石膏3.5-4.5份、纤维3.5-4.5份、高强仿钢丝纤维3.5-4.5份、氮化铝2.5-3.5份、莫来石1.5-2.5份、甲基丙烯酸羟乙酯0.45-0.55份、乙酸锌0.15-0.25份、胶粉2.5-3.5份、苯乙烯3.5-4.5份、间苯二酚2.5-3.5份、十二烷基硫酸钠0.15-0.25份、塑化剂6-9份、三乙醇胺4.5-5.5份、纳米材料6.5-7.5份、减水剂2.5-3.5份。优选的，所述水电工程用抗冲磨能力高的混凝土，包含以下重量份原料：黄砂40份、磨细矿渣粉4份、粉煤灰20份、硅微粉8份、水泥40份、钾长石粉12份、中砂12份、高岭土3份、硬石膏4份、纤维4份、高强仿钢丝纤维4份、氮化铝3份、莫来石2份、甲基丙烯酸羟乙酯0.5份、乙酸锌0.2份、胶粉3份、苯乙烯4份、间苯二酚3份、十二烷基硫酸钠0.2份、塑化剂8份、三乙醇胺5份、纳米材料7份、减水剂3份。优选的，所述磨细矿渣粉由冶炼工业废渣粉磨而成，包括粒化高炉矿渣、钢渣、电炉粒化磷渣中的一种或几种。优选的，所述塑化剂为聚羧酸盐、氨基磺酸盐、β萘系磺酸盐中的一种或其组合物。优选的，所述的纳米材料为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化铁中的一种或者任意两种以上的组合物。优选的，所述的纤维为聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、矿物纤维中一种或者两种以上的组合物。优选的，所述的减水剂为粉体的聚羧酸盐减水剂、萘系减水剂中一种或者两种的组合物。如上所述水电工程用抗冲耐磨混凝土的制备方法，具体步骤如下：(1)按照重量份称取各原料；(2)将称取的黄砂、磨细矿渣粉、粉煤灰、纳米材料、钾长石粉、中砂、纤维、高强仿钢丝纤维、氮化铝、莫来石加入到高速混料机中混合均匀，得混合物A；(3)将称取的甲基丙烯酸羟乙酯、乙酸锌、胶粉、苯乙烯、间苯二酚在0.4-0.6MPa的压力下与水混合搅拌均匀，然后在0.5-0.8MPa的压力下加入混合物A，搅拌均匀后，常压下加入称取的水泥、高岭土、硬石膏、硅微粉搅拌均匀，得混合物B；(4)将称取的十二烷基硫酸钠、塑化剂、三乙醇胺、减水剂在0.5-0.8MPa的压力下与水混合搅拌均匀，得混合物C；(5)将所得的混合物C加入所得的混合物B，搅拌均匀，出料，即得。优选的，所述纤维长度为5-10mm，所述高强仿钢丝纤维长度10-15mm。有益效果：本专利技术所述水电工程用抗冲耐磨混凝土，有效地提高了水电工程用抗冲耐磨混凝土的抗冲磨能力，有效降低了混凝土的干缩变形，从而提高了该水电工程用混凝土的抗裂能力。本专利技术所述混凝土原料中加入聚乙烯醇纤维、乙烯纤维、高强仿钢丝纤维，多种纤维配合使用，使用适宜的纤维长度，令制备出的混凝土具有较好的强度和耐久性，制得的混凝土无论是在严寒还是高热环境中均有优异的力学性能。本专利技术原料中加入苯乙烯、间苯二酚、纳米材料，填充混凝土缝隙，在试件受压时起到缓冲效果，延缓应力集中，提高试件强度，增大试件密实度，提高试件的强度。粉煤灰、硅微粉、三乙醇胺、十二烷基硫酸钠共同使用，可以增加混凝土的流动性，提高了减水效率。胶粉和磨细矿渣的使用，显著降低了原料的成本，增大了混凝土的经济价值和社会价值。具体实施例实施例1一种水电工程用抗冲磨能力高的混凝土，包含以下重量份原料：黄砂30份、磨细矿渣粉3份、粉煤灰15份、硅微粉5份、水泥30份、钾长石粉10份、中砂10份、高岭土2份、硬石膏3份、聚乙烯醇纤维3份、高强仿钢丝纤维3份、氮化铝2份、莫来石1份、甲基丙烯酸羟乙酯0.4份、乙酸锌0.1份、胶粉2份、苯乙烯3份、间苯二酚2份、十二烷基硫酸钠0.1份、塑化剂5份、三乙醇胺4份、纳米二氧化硅6份、聚羧酸盐减水剂2份。所述磨细矿渣粉由冶炼工业废渣粉磨而成，具体为粒化高炉矿渣、钢渣的混合物。所述塑化剂为聚羧酸盐。实施例2一种水电工程用抗冲磨能力高的混凝土，包含以下重量份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水电工程用抗冲耐磨混凝土，其特征在于，包含以下重量份原料：黄砂30‑50份、磨细矿渣粉3‑5份、粉煤灰15‑25份、硅微粉5‑10份、水泥30‑50份、钾长石粉10‑15份、中砂10‑15份、高岭土2‑4份、硬石膏3‑5份、纤维3‑5份、高强仿钢丝纤维3‑5份、氮化铝2‑4份、莫来石1‑3份、甲基丙烯酸羟乙酯0.4‑0.6份、乙酸锌0.1‑0.3份、胶粉2‑4份、苯乙烯3‑5份、间苯二酚2‑4份、十二烷基硫酸钠0.1‑0.3份、塑化剂5‑10份、三乙醇胺4‑6份、纳米材料6‑8份、减水剂2‑4份。

【技术特征摘要】
1.一种水电工程用抗冲耐磨混凝土，其特征在于，包含以下重量份原料：黄砂30-50份、磨细矿渣粉3-5份、粉煤灰15-25份、硅微粉5-10份、水泥30-50份、钾长石粉10-15份、中砂10-15份、高岭土2-4份、硬石膏3-5份、纤维3-5份、高强仿钢丝纤维3-5份、氮化铝2-4份、莫来石1-3份、甲基丙烯酸羟乙酯0.4-0.6份、乙酸锌0.1-0.3份、胶粉2-4份、苯乙烯3-5份、间苯二酚2-4份、十二烷基硫酸钠0.1-0.3份、塑化剂5-10份、三乙醇胺4-6份、纳米材料6-8份、减水剂2-4份。2.根据权利要求1所述的水电工程用抗冲耐磨混凝土，其特征在于，包含以下重量份原料：黄砂35-45份、磨细矿渣粉3.5-4.5份、粉煤灰18-22份、硅微粉6-9份、水泥35-45份、钾长石粉11-14份、中砂11-14份、高岭土2.5-3.5份、硬石膏3.5-4.5份、纤维3.5-4.5份、高强仿钢丝纤维3.5-4.5份、氮化铝2.5-3.5份、莫来石1.5-2.5份、甲基丙烯酸羟乙酯0.45-0.55份、乙酸锌0.15-0.25份、胶粉2.5-3.5份、苯乙烯3.5-4.5份、间苯二酚2.5-3.5份、十二烷基硫酸钠0.15-0.25份、塑化剂6-9份、三乙醇胺4.5-5.5份、纳米材料6.5-7.5份、减水剂2.5-3.5份。3.根据权利要求1所述的水电工程用抗冲耐磨混凝土，其特征在于，包含以下重量份原料：黄砂40份、磨细矿渣粉4份、粉煤灰20份、硅微粉8份、水泥40份、钾长石粉12份、中砂12份、高岭土3份、硬石膏4份、纤维4份、高强仿钢丝纤维4份、氮化铝3份、莫来石2份、甲基丙烯酸羟乙酯0.5份、乙酸锌0.2份、胶粉3份、苯乙烯4份、间苯二酚3份、十二烷基硫酸钠0.2份、塑化剂8份、三乙醇胺5份、纳米材料7份、减水剂3份...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，代萍，何毅，张芸芸，徐晓苡，刘春艳，刘庆东，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司技能培训中心，四川电力职业技术学院，
类型：发明
国别省市：四川,51