本发明专利技术公开了一种耐磨、抗爆、防辐射混凝土及其制备方法，其中每立方米的混凝土由如下原料组成：水泥600-1600kg，细骨料400-1400kg，高强掺合料30-560kg，功能性骨料250-1800kg，高抗拉强度纤维3-500kg，有机纤维0.4-45kg，减水剂(固含量)0.6-43.2kg，消泡剂0.06-43kg，膨胀剂6-129kg，水100-430kg。本发明专利技术的混凝土同时具有高耐磨、抗瞬间高温爆裂、高抗爆、高韧性及防辐射性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土
，尤其涉及一种耐磨、抗爆、防辐射混凝土及其制备方法。
技术介绍
钻地弹在战争中起着决定性的作用，其依靠超高的射速和快速的旋转钻入混凝土层发生爆炸而使混凝土建筑遭到破坏，同时释放出大量放射性沉降物。这就使防御这种钻地弹等侵彻武器进攻的军事国防设施需同时具有耐磨、抗高温爆裂、抗爆、高韧性、防辐射功能，而具有这些性能的防御设施至今仍没有研究。其次，这种多功能混凝土在日常生活中也有相当的市场，道路、各种机器厂房、停车场、仓库等对地面均提出了高耐磨的要求；易爆固体、液体、气体的隐患不容小觑对设施提出抗爆、抗冲击等功能；教育、科研、医疗等设施防辐射性能的高度要求。致密结构的高强、高性能混凝土，在火灾或高温下由于温度梯度、内外约束、水泥浆体同骨料热膨胀的不匹配以及温度敏感性等原因会引起材料热开裂，发生爆裂性破坏现象等等难以克服。现有技术虽然采用各种方法增强耐磨性或抗爆性，但现有技术均只能改善混凝土的单一性能，与实际钻地弹侵彻相符合的高速旋转下耐磨、瞬间高温下抗爆裂、高抗爆、防辐射有所不同，同时集几种性能为一体的超高强混凝土研究尚未开展。面对现在国际高端武器的威胁和日常工业与民用设施的需求，集耐磨、抗高温爆裂、抗爆、高韧性、防辐射于一体的超高强混凝土的研究是一种迫切需要的新型多功能混凝土技术。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种耐磨、抗爆、防辐射混凝土及其制备方法，主要目的是提供一种同时具有高耐磨、抗瞬间高温爆裂、高抗爆、高韧性、防辐射的混凝土。
为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：
一方面，本专利技术实施例提供了一种耐磨、抗爆、防辐射混凝土，每立方米的混凝土由如下原料组成：
水泥600-1600kg，细骨料400-1400kg，高强掺合料30-560kg，功能性骨料250-1800kg，高抗拉强度纤维3-500kg，有机纤维0.4-45kg，减水剂(固含量)0.6-43.2kg，消泡剂0.06-43kg，膨胀剂6-129kg，水100-430kg。作为优选，所述水泥中C3S质量百分比为40-75％，C2S质量百分比为9.5-40.0％；所述水泥45μm筛残余小于8.0％，所述水泥比表面积为250-480m2/kg。所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硫酸盐水泥、高炉水泥和粉煤灰水泥中的一种或至少两种混合。所述水泥优选硅酸盐水泥，其次为普通硅酸盐水泥。
作为优选，所述细骨料的粒径在1mm以下，0.3mm以下的质量百分比为40-85％。所述细骨料为石英砂、河砂、海砂、石灰石骨料、高炉矿渣细骨料、铜矿渣细骨料和电气炉酸化矿渣细骨料中的一种至少两种的混合。所述细骨料优选为石英砂、河砂。
作为优选，所述高强掺合料由如下组分组成：活性SiO2质量百分比为48-77％，CaO质量百分比为0.1-40％，SO3质量百分比为0.4-28％，Al2O3质量百分比为0.2-7％。所述高强掺合料的平均粒径为0.05-2.0μm，高强掺合料为水泥质量的5-35％。
作为优选，所述功能性骨料的粒径大于0.015mm，细度模数为1.6-3.2。所述功能性骨料为低活化灰岩、硬硼钙石、石灰石、磁铁矿、重晶石、赤铁矿石、蛇纹石等中的一种或至少两种的混合。
作为优选，所述高抗拉强度纤维的抗拉强度为100-10000MPa，密度为1-10g/cm3，直径为0.05-1.2mm，长度3-60mm，长径比为40-250；所述高抗拉强度纤维的体积掺量为混凝土体积的0.3-5.0％。所述高抗拉强度纤维可以为金属纤维、碳素纤维和人造纤维中的至少一种。
作为优选，所述有机纤维的纤度为1.0-20dtex，长度3-30mm，长径比为200-900，密度0.8-1.5g/cm3；所述有机纤维的体积掺量为混凝土体积的0.05-3％。
作为优选，所述减水剂为木质素减水剂、萘系高效减水剂、氨基磺酸盐高效减水剂或聚羧酸高性能减水剂中的一种或至少两种的混合。减水剂(固含量)质量为水泥和高强掺合料质量和的0.1-2.0％。所述减水剂优选聚羧酸高性能减水剂。
作为优选，所述消泡剂为非离子表面活性剂、有机硅消泡剂和聚合物消泡剂中的一种或至少两种的混合；所述消泡剂用量为水泥和高强掺合料质量和的0.01-2％。
作为优选，所述膨胀剂为金属粉末类、硫铝酸钙CSA类及氧化钙类石膏中的一种或至少两种的混合。所述膨胀剂优选硫铝酸钙CSA类膨胀剂。
一方面，本专利技术实施例提供了一种耐磨、抗爆、防辐射混凝土的制备方法，包括如下步骤：
材料准确称量；
除液体和纤维外的其他原材料混合搅拌均匀；
加入液体继续搅拌至均匀；
再加入纤维，继续搅拌至均匀；
振动成型或浇注成型，搅拌好的料浆做成混凝土预制品，或者直接进行现场浇筑施工；预制品经常温养护后脱模，然后进行水中养护或者自然养护；现场浇筑施工采用在不淋水的情况下覆盖养护24小时后淋水或覆盖湿麻袋养护。
与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
本专利技术实施例的耐磨、抗爆、防辐射混凝土。该材料是工业与民用设施、军事国防设施防御用的多功能混凝土。实验证明，该材料不仅保证混凝土的超高抗压、高耐磨、抗瞬间高温爆裂、高抗爆性、高韧性、防辐射，而且还具有高耐久性、长使用寿命、高品质化、自收缩小等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细描述，但不作为对本专利技术的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施列1
耐磨、抗爆、防辐射混凝土，具体组分及配比如下：硅酸盐水泥(冀东盾石52.5R水泥，比表面积448m2/kg，表观密度3.15g/cm3)888kg/m3，高强掺合料(活性SiO2质量比为68％、CaO质量比为20％、SO3质量比为7％、Al2O3质量比为2％)224kg/m3，细骨料硅砂(表观密度2.87g/cm3)679kg/m3，功能性骨料硬硼钙石(细度模数2.2，含泥量为0.6％)395kg/m3，固含量为22％的聚羧酸高性能减水剂39.48kg/m3，非离子表面活性剂型消泡剂2.5kg/m3，氧化钙类膨胀剂为46kg/m3，钢纤维(平直形镀铜钢纤维，抗拉强度达2850MPa，长径比81，密度7.85g/cm3)体积掺量2.0％，有机纤维(聚丙烯纤维，密度0.91g/cm3，长径比450，束状单丝，断裂伸长率37.8％)体积掺量0.3％，水188kg/m3。
将除液体原料和纤维原料(包括有机纤维和高抗拉强度纤维)外的其他原材料加入搅拌机搅拌均匀；然后加入液体原料继续搅拌10分钟至均匀；再向搅拌机内加纤维原料，继续搅拌3分钟左右至均匀；振动成型成型，自加水搅拌起，24小时脱模，20℃水养。
对比例1
对比例1的组分及含量见下表1。表1为实施例1与对比例1的组分对照表。
表1
对本专利技术实施例1的耐磨、抗爆、防辐射混凝土及对比例1的相关性能进行测试。按照GB/T17671-1999(ISO679：1989)《水泥胶砂强度检验方法》中的检测方法对强度性能进行检测，冲击性能和弯曲韧性指数按照《纤维本文档来自技高网...
【技术保护点】
耐磨、抗爆、防辐射混凝土，其特征在于，每立方米的混凝土由如下原料组成：水泥600‑1600kg，细骨料400‑1400kg，高强掺合料30‑560kg，功能性骨料250‑1800kg，高抗拉强度纤维3‑500kg，有机纤维0.4‑45kg，减水剂(固含量)0.6‑43.2kg，消泡剂0.06‑43kg，膨胀剂6‑129kg，水100‑430kg。
【技术特征摘要】
1.耐磨、抗爆、防辐射混凝土，其特征在于，每立方米的混凝土
由如下原料组成：
水泥600-1600kg，细骨料400-1400kg，高强掺合料30-560kg，功
能性骨料250-1800kg，高抗拉强度纤维3-500kg，有机纤维0.4-45kg，
减水剂(固含量)0.6-43.2kg，消泡剂0.06-43kg，膨胀剂6-129kg，水
100-430kg。
2.根据权利要求1所述的耐磨、抗爆、防辐射混凝土，其特征在
于，所述水泥中C3S质量百分比为40-75％，C2S质量百分比为9.5-40.0％；
所述水泥45μm筛残余小于8.0％，所述水泥比表面积为250-480m2/kg；
所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硫酸盐水泥、高炉水泥和
粉煤灰水泥中的一种或至少两种混合；优选硅酸盐水泥，其次为普通
硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的耐磨、抗爆、防辐射混凝土，其特征在
于，所述细骨料的粒径在1mm以下，其中0.3mm以下的质量百分比为
40-85％；所述细骨料为石英砂、河砂、海砂、石灰石骨料、高炉矿渣
细骨料、铜矿渣细骨料和电气炉酸化矿渣细骨料中的一种至少两种的
混合。
4.根据权利要求1所述的耐磨、抗爆、防辐射混凝土，其特征在
于，所述高强掺合料由如下组分组成：活性SiO2质量百分比为48-77％，
CaO质量百分比为0.1-40％，SO3质量百分比为0.4-28％，Al2O3质量百分
比为0.2-7％；所述高强掺合料的平均粒径为0.05-2.0μm，高强掺合
料为水泥质量的5-35％。
5.根据权利要求1所述的耐磨、抗爆、防辐射混凝土，其特征在
于，所述功能性骨料的粒径大于0.015mm，细度模数为1.6-3.2；所述
功能性骨料为低活化灰岩、硬硼钙石、石灰石、磁铁矿、重晶石、赤
铁矿石、蛇纹石等中的一种或至少两种的混合。
6.根据权利要求1所述的耐磨、抗...
【专利技术属性】
技术研发人员：林志翔，孙蓓，桂志伟，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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