一种抗冻抗渗抗裂型混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗冻抗渗抗裂型混凝土及其制备方法。抗冻抗渗抗裂型混凝土包括以下重量份的组分：300‑315份水泥、340‑360份中砂、430‑450份粗砂、800‑850份碎石、135‑160份粉煤灰、50‑60份矿粉、160‑175份水、5‑10份减水剂、1‑5份引气剂、5‑10份水玻璃、5‑10份改性聚丙烯纤维、50‑55份改性橡胶颗粒、55‑70份混合石粉；混合石粉由白云岩、炉渣、陶粒和绢云母粉经干化处理和粉磨处理制得，白云岩、炉渣、陶粒和绢云母粉的质量比为1:0.5‑0.8:1.1‑1.5:0.6‑0.9。本发明专利技术的抗冻抗渗抗裂型混凝土具有抗冻性强、抗渗性能和抗裂性能好，强度高的优点。

A Frost-resistant, Seepage-resistant and Crack-resistant Concrete and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种抗冻抗渗抗裂型混凝土及其制备方法
本专利技术涉及混凝土
，更具体地说，它涉及一种抗冻抗渗抗裂型混凝土及其制备方法。
技术介绍
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。混凝土作为世界上用量大、使用范围广的建筑材料，其良好的力学性能、经济性以及对环境的适应性在各国和地区得到了广泛的发展，随着社会的发展，人们对建筑物的性能提出了更高的要求。混凝土结构作为土木工程领域最常用的结构形式，其施工与服役环境极其复杂，恶劣环境中混凝土的耐久性问题尤其突出，已成为国内外研究热点。现有技术中，申请号CN200910020713.3的中国专利技术专利申请文件中公开了一种空心纤维混凝土夹心秸秆压缩砖砌块，纤维混凝土砌块为空心，秸秆压缩砖填充于纤维混凝土空心砌块之中，空心纤维混凝土砌块的材料组成及重量配比是：水泥:粉煤灰:砂:碎石:水:聚丙烯纤维＝1:0.6:2.4:2.8:0.57:0.0032。现有的这种空心纤维混凝土夹心秸秆压缩砖砌块虽然具有良好的保温、隔热和隔音等性能，但是其抗裂性、抗冻性和抗渗性能不高。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种抗冻抗渗抗裂型混凝土，其具有抗冻性强、抗渗性能和抗裂性能好，且强度高的优点。本专利技术的第二个目的在于提供一种抗冻抗渗抗裂型混凝土的制备方法，其具有工艺简单的优点。为实现上述第一个目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种抗冻抗渗抗裂型混凝土，包括以下重量份的组分：300-315份水泥、340-360份中砂、430-450份粗砂、800-850份碎石、135-160份粉煤灰、50-60份矿粉、160-175份水、5-10份减水剂、1-5份引气剂、5-10份水玻璃、5-10份改性聚丙烯纤维、50-55份改性橡胶颗粒、55-70份混合石粉；所述混合石粉由白云岩、炉渣、陶粒和绢云母粉经干化处理和粉磨处理制得，白云岩、炉渣、陶粒和绢云母粉的质量比为1:0.5-0.8:1.1-1.5:0.6-0.9。通过采用上述技术方案，由于采用混合石粉制备混凝土，不仅绿色环保，并且节约资源，废物利用，混合石粉中白云岩主要成分为碳酸钙、氧化镁、二氧化硅，具有良好的抗压强度、抗挠曲强度，能够提高混凝土的机械性能，减少混凝土的干燥收缩和内应力，减少裂缝的扩张，提高混凝土的抗裂性能和抗渗性能；炉渣其组成以氧化物为主，主要含有二氧化硅、氧化铝、氧化钙和氧化镁等，炉渣质轻，分散性好，可充分填充在水泥浆体中，减少混凝土的孔隙率，提高混凝土的密实性、抗渗性和强度；陶粒具有密度低、保温隔热、抗渗性能优异、抗碱集料反应优异、吸水率低、抗冻性能和耐久性好等众多优点，孔隙率高，软化系数高，可显著提高混凝土的抗冻性能；绢云母粉的径厚较大，在混凝土中，以片状层叠排列，不但能够增大介质渗透距离，还能提高混凝土的抗渗透性能，填充到混凝土中还能提高混凝土的强度、耐磨性能；水玻璃的化学式为Na2O·nSiO2，水玻璃能够与水泥水化产生的氢氧化钙发生反应，方程式为：Na2SiO3+Ca(OH)2＝CaSiO3↓+2NaOH，硅酸钙是具有一定强度的胶凝体，水玻璃能够消耗浆体中的氢氧化钙，使浆体中的氢氧化钙含量未达到饱和，从而加快硅酸二钙和硅酸三钙的水化作用，促使胶凝体加速产生，胶凝体具有较高的粘结力，可强化对骨料的包裹力，使混凝土的强度增大，提高混凝土的密实性、抗冻性和抗渗性，提高早期强度；橡胶颗粒的表面比较平整光滑，且粘有少量橡胶碎屑，与水泥水化物的结合能力较差，橡胶颗粒的表面粗糙程度大，与水泥浆体的粘结力增大，混凝土强度较低，经过改性的橡胶颗粒不仅去除了表面硬脂酸锌等与水泥水化产物结合能力的物质，而且表面粗糙度增大，分布大量的颗粒状凸起，有利于水泥水化产物的结合，从而提高混凝土的强度和密实度，从而提高混凝土的抗渗性能和抗冻性能；改性聚丙烯纤维的抗冲击强度较大，能够抑制混凝土干缩出现裂缝，使混凝土的抗松散性较好，剩余强度较高，磨损较小，抗渗压力较大，抗拉和抗折强度增大。进一步地，所述混合石粉的平均粒径为25-40μm。通过采用上述技术方案，将混合石粉与改性橡胶颗粒、中砂、粗砂和碎石等混合，可形成较好的级配效果，从而提高混凝土的密实度和强度，增加混凝土的抗渗性能和抗冻性能。进一步地，所述改性橡胶颗粒以下方法制成：(1)将1-3份粒径为250-600μm的橡胶颗粒置于3-10份质量浓度为8-10％的次氯酸钠溶液中，浸泡30-60min，用水清洗至中性，并在红外灯下烘干；(2)将5-10份纳米二氧化硅分散在20-30份水中，加入0.6-0.8份0.1-0.3份乙烯基三甲氧基硅烷、十二烷基苯磺酸钠和步骤(1)制得的橡胶颗粒，搅拌均匀后，在室温下干燥至含水率低于5％，即得到改性橡胶颗粒。通过采用上述技术方案，用次氯酸钠的强氧化性，氧化和腐蚀橡胶颗粒的表面，将橡胶颗粒表面的双键、亚甲基等活性基团氧化成羟基、羰基、醛基及羧基，提高橡胶颗粒的亲水性，使橡胶颗粒表面的机械性能增强，提高橡胶颗粒与混凝土浆体之间的界面作用，使橡胶颗粒与混凝土浆体的链接较为紧密，提高粘结力，进而提高混凝土的强度和韧性，使混凝土的抗裂性能和抗渗性能增加。进一步地，所述改性聚丙烯纤维由以下方法制成：取1-3份聚丙烯纤维、0.6-0.9份十二烷基硫酸钠和0.3-0.5份烷基酚聚氧乙烯醚放入10-20份水中，混合均匀，制得改性聚丙烯纤维。通过采用上述技术方案，十二烷基硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚作为聚丙烯纤维和混凝土浆体的偶联剂，对聚丙烯纤维和混凝土浆体起到偶合作用，提高聚丙烯纤维和混凝土之间的粘结力，有利于聚丙烯纤维增强水泥材料的力学性能，因为十二烷基硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚在搅拌过程中会产生引气作用，使混凝土内部产生不连通的气泡，截断毛细管通道，改变孔隙结构，从而提高混凝土的抗渗性。进一步地，所述减水剂为脂肪族(羟基)磺酸盐高效减水剂、萘系高效减水剂和聚羧酸高效减水剂中的一种。通过采用上述技术方案，脂肪族(羟基)磺酸盐高效减水剂对水泥的适应性良好，且分散能力强，减水率可达15-30％，并且能够明显提高混凝土的早期强度，有效降低水泥的水化热，防止混凝土产生收缩，防止混凝土因收缩而出现开裂；萘系高效减水剂能够对水泥粒子产生强烈的分散作用，并且能够防止分散的水泥粒子凝聚，使得水泥浆体的屈服应力和塑性粘度降低，使得混凝土浆体具有一定保持塑性的能力；聚羧酸减水剂与水泥的相容性好，使混凝土的坍落度保持性能好，能够大幅度提高混凝土的早期、后期强度。进一步地，所述引气剂为松香酸钠、烷基苯磺酸钠、丙烯酸环氧酯、三萜皂苷中的一种或几种的混合物。通过采用上述技术方案，引气剂能够使混凝土内部产生不连通的气泡，这些气泡如同滚珠一样，减少骨料颗粒之间的摩擦阻力，使拌合物的流动性增加，减少泌水量，截断毛细管通道，改变孔隙结构，从而提高混凝土的抗渗性能。进一步地，所述中砂的细度模数为2.3-3.1，含泥量为2-2.6％，泥块含量为0.45-0.65％。通过采用上述技术方案，中砂、粗砂和碎石的粗细适宜，使混凝土有较好的工作性，施工和易性好，易搅拌，粗砂之间没有形成骨架，中砂填充于粗砂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗冻抗渗抗裂型混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：300‑315份水泥、340‑360份中砂、430‑450份粗砂、800‑850份碎石、135‑160份粉煤灰、50‑60份矿粉、160‑175份水、5‑10份减水剂、1‑5份引气剂、5‑10份水玻璃、5‑10份改性聚丙烯纤维、50‑55份改性橡胶颗粒、55‑70份混合石粉；所述混合石粉由白云岩、炉渣、陶粒和绢云母粉经干化处理和粉磨处理制得，白云岩、炉渣、陶粒和绢云母粉的质量比为1:0.5‑0.8:1.1‑1.5:0.6‑0.9。

【技术特征摘要】
1.一种抗冻抗渗抗裂型混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：300-315份水泥、340-360份中砂、430-450份粗砂、800-850份碎石、135-160份粉煤灰、50-60份矿粉、160-175份水、5-10份减水剂、1-5份引气剂、5-10份水玻璃、5-10份改性聚丙烯纤维、50-55份改性橡胶颗粒、55-70份混合石粉；所述混合石粉由白云岩、炉渣、陶粒和绢云母粉经干化处理和粉磨处理制得，白云岩、炉渣、陶粒和绢云母粉的质量比为1:0.5-0.8:1.1-1.5:0.6-0.9。2.根据权利要求1所述的抗冻抗渗抗裂型混凝土，其特征在于，所述混合石粉的平均粒径为25-40μm。3.根据权利要求1所述的抗冻抗渗抗裂型混凝土，其特征在于，所述改性橡胶颗粒以下方法制成：（1）将1-3份粒径为250-600μm的橡胶颗粒置于3-10份质量浓度为8-10%的次氯酸钠溶液中，浸泡30-60min，用水清洗至中性，并在红外灯下烘干；（2）将5-10份纳米二氧化硅分散在20-30份水中，加入0.6-0.8份乙烯基三甲氧基硅烷、0.1-0.3份十二烷基苯磺酸钠和步骤（1）制得的橡胶颗粒，搅拌均匀后，在室温下干燥至含水率低于5%，即得到改性橡胶颗粒。4.根据权利要求1所述的抗冻抗渗抗裂型混凝土，其特征在于，所述改性聚丙烯纤维由以下方法制成：取1-3份聚丙烯纤维、0.6-0.9份十二烷基硫酸钠和0.3-0.5份烷基酚聚氧乙烯醚放入10-20份水中，混合均匀，取出...

【专利技术属性】
技术研发人员：豆伟，魏西林，冯建龙，安杰，
申请(专利权)人：西安新意达建筑制品有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61