一种混凝土抗裂防渗材料及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种混凝土抗裂防渗材料，涉及高速铁路建筑材料技术领域。本发明专利技术提供的混凝土抗裂防渗材料包括如下重量份数的组分：膨胀剂30～70份，增强剂10～55份，耐碱玻璃纤维5～30份，纳米矿物颗粒5～50份；所述耐碱玻璃纤维中含有质量分数为17％以上的氧化锆。根据实施例的记载，由本发明专利技术提供混凝土抗裂防渗材料制备得到的防水封闭层拌合物的浆体性能和硬化体性能均好于未加入所述混凝土抗裂防渗材料的防水封闭层拌合物。

A kind of concrete anti-cracking and anti-seepage material and its application

The invention provides a concrete anti-cracking and anti-seepage material, which relates to the technical field of high-speed railway building materials. The concrete anti-cracking and anti-seepage material provided by the invention comprises the following components: 30-70 parts of expansive agent, 10-55 parts of reinforcing agent, 5-30 parts of alkali-resistant glass fiber and 5-50 parts of nano-mineral particles; the alkali-resistant glass fiber contains zirconia with a mass fraction of more than 17%. According to the record of the embodiment, the slurry performance and hardening performance of the waterproof sealing layer mixture prepared by the concrete anti-crack and anti-seepage material provided by the invention are better than those of the waterproof sealing layer mixture without the concrete anti-crack and anti-seepage material.

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土抗裂防渗材料及其应用
本专利技术涉及建筑材料
，尤其涉及一种混凝土抗裂防渗材料及其应用。
技术介绍
目前，混凝土防水封闭层现存在大量纵向、横向结构缝，嵌缝材料在服役期内存在结构缝离缝等情况。水泥基混凝土防水封闭层的开裂和离缝会降低其防水能力，导致冻胀、泛浆冒泥等一系列问题，进而劣化轨道结构服役状态。沥青混凝土可以保护基床表层及其下部结构不受径流侵蚀，能够避免产生翻浆冒泥、路基段脱落的问题。但在施工过程中，沥青混凝土需要专用机械设备进行碾压，以达到优异的致密性。因此，现有技术中并没有一种可以既保证施工简单，又具有很好的抗裂防水、防渗效果的材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能够应用于高速铁路无砟轨道路基防水封闭层、无砟轨道道床板、底座板和桥梁防水封闭层的混凝土抗裂防渗材料，该材料施工简单，抗裂防水、防渗效果好。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种混凝土抗裂防渗材料，包括如下重量份数的组分：所述耐碱玻璃纤维中含有质量分数为17％以上的氧化锆。优选的，所述膨胀剂为U型膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙膨胀剂和氧化镁膨胀剂中的一种或几种。优选的，所述增强剂为超细粉煤灰、硅灰、超细矿粉和高岭土中的两种以上；所述超细粉煤灰的粒径为0.1～5μm；所述硅灰、超细矿粉和高岭土的比表面积各自独立的>10000m2/kg。优选的，所述纳米矿物颗粒为球形纳米二氧化硅和/或球形纳米碳酸钙。优选的，所述纳米矿物颗粒的粒径为50～200nm。本专利技术还提供了所述的混凝土抗裂防渗材料在高速铁路无砟轨道路基防水封闭层、无砟轨道道床板、底座板和桥梁防水封闭层中的应用。优选的，所述的应用，包括以下步骤：将水泥、粉煤灰、碎石和砂混合，得到普通混凝土干粉料；将所述普通混凝土干粉料与所述混凝土抗裂防渗材料、水和液体减水剂混合，得到防水封闭层拌合物；或者将水泥、粉煤灰、碎石、砂、所述混凝土抗裂防渗材料、粉体减水剂混合得到混凝土干粉料；将所述混凝土干粉料与水混合，得到防水封闭层拌合物。优选的，所述防水封闭层拌合物中胶凝材料的用量≤380kg/m3。优选的，所述防水封闭层拌合物用水量≤150kg/m3。本专利技术提供了一种混凝土抗裂防渗材料，包括如下重量份数的组分：膨胀剂30～70份，增强剂10～55份，耐碱玻璃纤维5～30份，纳米颗粒5～50份；所述耐碱玻璃纤维中含有质量分数为17％以上的氧化锆。本专利技术所述的膨胀剂在使用过程中可以使混凝土产生体积膨胀，对混凝土的体积收缩起到很好的补偿作用，可以提高混凝土的密实性；耐碱玻璃纤维具有很好的耐侵蚀性，同时弹性模量、抗冲击、抗拉、抗弯曲强度高、不燃、抗冻、耐温度、湿度变化能力强，抗裂、抗渗性能好，对促进混凝土的抗渗性能的提高；所述纳米矿物颗粒渗透混凝土内部，与毛细孔中的游离石灰和氧化物发生化学反应，生成不溶于水的枝蔓状结晶体，密封混凝土中的毛细管网、毛细孔及微裂缝，更进一步提高防水阻水效果。根据实施例的记载，由本专利技术提供混凝土抗裂防渗材料制备得到的防水封闭层拌合物的浆体性能和硬化体性能均好于未加入所述混凝土抗裂防渗材料的防水封闭层拌合物。具体实施方式本专利技术提供了一种混凝土抗裂防渗材料，包括如下重量份数的组分：所述耐碱玻璃纤维中含有质量分数为17％以上的氧化锆。在本专利技术中，若无特殊说明，所述原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。按重量份数计，本专利技术所述的混凝土抗裂防渗材料包括30～70份的膨胀剂，优选为40～60份，更优选为45～55份。在本专利技术中，所述膨胀剂优选为U型膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙膨胀剂和氧化镁膨胀剂中的一种或几种；当所述膨胀剂为上述具体选择中的两种以上时，本专利技术对所述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本专利技术中，所述膨胀剂可以使混凝土产生体积膨胀，对混凝土的体积收缩起到很好的补偿作用，提高混凝土的致密性。以所述膨胀剂的质量为基准，本专利技术所述的混凝土抗裂防渗材料还包括10～55份的增强剂，优选为20～45份，更优选为30～35份。在本专利技术中，所述增强剂优选为超细粉煤灰、硅灰、超细矿粉和高岭土中的两种以上。本专利技术对所述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本专利技术中，所述超细粉煤灰的粒径优选为0.1～5μm，更优选为2～4μm，最优选为2.5～3.5μm。在本专利技术中，所述硅灰、超细矿粉和高岭土的比表面积各自独立的优选为>10000m2/kg，更优选为>12000m2/kg，最优选为>15000m2/kg。在本专利技术中，采用上述粒径的超细粉煤灰和上述比表面积的硅灰、超细矿粉和高岭土能够提高混凝土抗裂防渗材料的活性，提高早期增强作用。以所述膨胀剂的质量为基准，本专利技术所述的混凝土抗裂防渗材料还包括5～30份耐碱玻璃纤维，优选为10～25份，更优选为15～20份。在本专利技术中，所述耐碱玻璃纤维中含有质量分数为17％以上的氧化锆，优选为20％以上，更优选为25％以上。在本专利技术中，所述耐碱玻璃纤维具有很高的耐侵蚀性能，同时弹性模量、抗冲击力、抗拉等力学性能、抗裂和抗渗性能较好，耐碱玻璃纤维中含有氧化锆，在碱液作用下，纤维表面的氧化锆会转化成氢氧化锆的胶状物并经脱水聚合在玻璃表面上形成一致密的膜层，从而阻止氢氧化钙等水化物对玻璃纤维的侵蚀。同时，该纤维在混凝土中易于分散，在混凝土中形成三维网络结构，极大的减少混凝土塑性裂纹和收缩裂纹，使得混凝土具有优异的抗裂、抗渗性能。以所述膨胀剂的质量为基准，本专利技术所述的混凝土抗裂防渗材料还包括5～50份纳米矿物颗粒，优选为15～40份，更优选为20～30份。在本专利技术中，所述纳米矿物颗粒在使用过程中渗透混凝土内部，与毛细孔中的游离石灰和氧化物发生化学反应，生成不溶于水的枝蔓状结晶体，密封混凝土中的毛细管网、毛细孔及微裂缝，更进一步提高防水阻水效果。在本专利技术中，所述纳米矿物颗粒优选为球形纳米二氧化硅和/或球形纳米碳酸钙；当所述纳米颗粒为球形纳米二氧化硅和球形纳米碳酸钙的混合物时，本专利技术对所述球形纳米二氧化硅和球形纳米碳酸钙的配比没有任何特殊的限定，可按任意配比进行混合。在本专利技术中，所述球形纳米二氧化硅和球形纳米碳酸钙的球形形貌在混合物中起到了一定的“滚珠”作用，提高了混合物的拌合性。在本专利技术中，所述混凝土抗裂防渗材料优选通过将所有原料组分进行混合制备得到；本专利技术对所述混合没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的简单物理混合即可。本专利技术还提供了所述的混凝土抗裂防渗材料在高速铁路无砟轨道路基防水封闭层、无砟轨道道床板、底座板和桥梁防水封闭层中的应用。在本专利技术中，所述应用优选包括以下步骤：将水泥、粉煤灰、碎石和砂混合，得到普通混凝土干粉料；将所述普通混凝土干粉料与所述混凝土抗裂防渗材料、水和液体减水剂混合，得到防水封闭层拌合物；或者将水泥、粉煤灰、碎石、砂、所述混凝土抗裂防渗材料、粉体减水剂混合得到混凝土干粉料；将所述混凝土干粉料与水混合，得到防水封闭层拌合物。在本专利技术中，所述水泥优选为42.5等级以上的硅酸盐水泥；所述粉煤灰优选为F类Ⅰ级粉煤灰；所述碎石的粒径优选为5～10mm，更优选为6～8mm；所述砂优选为Ⅱ区中砂，砂率优选为39～44％，更优选为41～42本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土抗裂防渗材料，包括如下重量份数的组分：

【技术特征摘要】
1.一种混凝土抗裂防渗材料，包括如下重量份数的组分：所述耐碱玻璃纤维中含有质量分数为17％以上的氧化锆。2.如权利要求1所述的混凝土抗裂防渗材料，其特征在于，所述膨胀剂为U型膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙膨胀剂和氧化镁膨胀剂中的一种或几种。3.如权利要求1所述的混凝土抗裂防渗材料，其特征在于，所述增强剂为超细粉煤灰、硅灰、超细矿粉和高岭土中的两种以上；所述超细粉煤灰的粒径为0.1～5μm；所述硅灰、超细矿粉和高岭土的比表面积各自独立的>10000m2/kg。4.如权利要求1所述的混凝土抗裂防渗材料，其特征在于，所述纳米矿物颗粒为球形纳米二氧化硅和/或球形纳米碳酸钙。5.如权利要求1或4所述的混凝土抗裂防渗材料，其特征在于，所述纳米矿物颗粒的粒径为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王森荣，孙立，许亮，孙艳，裴志勇，黄众，张世杰，杨艳丽，娄会彬，赵虎，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北坤能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42