一种低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑材料的技术领域，具体涉及一种低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土及其制备方法，其中，一种低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土，每m

【技术实现步骤摘要】
一种低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料的
，尤其是涉及一种低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土及其制备方法。
技术介绍
混凝土抗渗性是指混凝土抵抗有压液体(水、油、溶液等)渗透作用的能力。抗渗性是决定混凝土耐久性最主要的因素。20世纪30年代，人们开始关注混凝土的抗渗性能，是始于大型水工工程的建设，诸如混凝土水坝、水渠、涵管及位于地下水位线以下的地下结构如隧道等；一旦混凝土的抗渗性能不足或受到破坏，会降低这些结构的使用效能，造成污染、渗漏等事故。尤其是水坝之类的大型水工结构，在设计中需要确知混凝土抵抗高水压下水穿透的能力。在商品混凝土搅拌站里，生产使用最多的混凝土为中低强度等级的混凝土，如C30混凝土。最近几年来，混凝土搅拌站原材料来源多变，更多关注的是混凝土的工作性和强度参数，对抗渗性能缺乏有效监控，致使抗渗性不足的问题时有发生,因此提高混凝土的抗渗性能在工程建设中显得尤为重要。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的一个目的在于提供一种低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土，其具有抗渗性能好的效果。本专利技术的另一个目的是提供上述低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土的制备方法，其操作简单，且制备出的混凝土抗渗性能好。为实现上述第一个目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土,每m3混凝土包括如下重量份数的组分：水泥140-170份、粉煤灰40-60份、矿粉70-90份、硅灰15-25份、石粉20-30份、改性偏高岭土18-22份、机制砂490-520份、江砂335-350份、碎石990-1020份、聚羧酸减水剂5.1-6.1份、水165-175份、抗裂纤维15-25份；其中，所述改性偏高岭土是用石膏、环氧基硅烷、改性聚苯乙烯进行激发改性制得。通过采用上述技术方案，机制砂、江砂及碎石作为骨料加入水泥中；水泥水化过程中会生成水合物和氢氧化钙，粉煤灰可以改善混凝土拌合料的流动性、粘聚性和保水性，使混凝土拌合料易于泵送、浇筑成型；同时可减少水泥用量，且粉煤灰水化放热量很少，从而减少了水化放热量；矿粉又称碱性矿粉，将其加入混凝土中后，可抑制碱骨料反应，降低水化热，减少混凝土结构早期裂缝，提高混凝土密实度；在水泥水化早期，硅灰的颗粒对水泥水化产物起到“成核”作用，从而促进水泥的水化，硅灰可以填充在水泥颗粒的空隙中，使整个浆体的堆积密实度提高，同时硅灰的火山灰反应生成大量的凝胶改善混凝土的孔结构，又消耗了富集在过渡区的大晶粒Ca(OH)2明显改善过渡区的微结构；一定量石粉的存在，能够填充骨料间的空隙，并且阻断混凝土内部可能形成的渗透通路，使得混凝土变得更加密实，在提高混凝土力学性能的同时，也能提高混凝土的抗渗性，对混凝土的耐久性也有积极的作用；偏高岭土在水化水泥体系中主要和Ca(OH)2发生反应，生成C-S-H凝胶外，还有一系列铝相水化物，如C4AH13、C2ASH8和C3AH6，改善了混凝土界面过渡区，其孔结构也得到了明显改善，使细孔比例提高，孔隙率下降，从而提升混凝土的抗渗性能；添加改性剂能提高偏高岭土对混凝土抗渗性能的改善作用，这主要是由于在偶联剂可以通过与水泥水合物的Ca(OH)2形成配位键来实现改性偏高岭土与水泥水合物的界面结合的改善作用；抗裂纤维分散在混凝土中，可填充各组分之间的缝隙，增强各组分之间的连接强度，抑制微观上各组分之间的分离，从而减少了宏观裂纹的产生，减少了混凝土开裂的问题。本专利技术的进一步设置为：所述低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土，每m3混凝土包括如下量份数的组分：水泥160份、粉煤灰55份、矿粉90份、硅灰18份、石粉25份、改性偏高岭土22份、机制砂520份、江砂350份、碎石1020份、聚羧酸减水剂5.4份、水170份、抗裂纤维20份；其中，所述改性偏高岭土是用石膏、环氧基硅烷、改性聚苯乙烯进行激发改性制得。本专利技术的进一步设置为：所述改性偏高岭土的制备方法，包括如下步骤：1)、预先将偏高岭土烘干备用；2)、将占偏高岭土质量0.5％-1.5％的环氧基硅烷再加入占偏高岭土质量1％-3％的改性聚苯乙烯中，继续搅拌混合均匀；3)、将步骤2)中的溶液冷却至室温并加入偏高岭土中，然后继续搅拌混合均匀；4)、向步骤3)中的混合料中再加入占偏高岭土质量分数3％-7％的石膏，再共磨后制得。通过采用上述技术方案，通过使用环氧基硅烷偶联剂和聚苯乙烯在偏高岭土表面引入亲水基团，以及加入石膏对偏高岭土的碱性激发作用，来提高水化活性和分散效果；改性偏高岭土水化过程中，硅烷偶联剂的亲水性提高了偏高岭土的活性反应率，二次水化产物的生成增加，这些对优化混凝土孔隙结构，提高强度，改善抗渗性能有显著作用。本专利技术的进一步设置为：所述改性聚苯乙烯为苎麻纤维/聚苯乙烯共聚物。通过采用上述技术方案，聚苯乙烯能有效的溶解、分散环氧基硅烷偶联剂，从而有利于发挥其改性作用；苎麻纤维十分坚韧、强度高且延伸度小；因此苎麻纤维/聚苯乙烯共聚物一方面有利于偏高岭土的改性，另一方面可提升偏高岭土的强度，从而提高混凝土的强度。本专利技术的进一步设置为：所述苎麻纤维/聚苯乙烯共聚物的制备方法，包括如下步骤：1)、将聚苯乙烯、乙烯基硅烷及引发剂搅拌混合均匀后，加入至转矩流变仪内，共混使二者混合均匀；2)、再向转矩流变仪内加入聚苯乙烯加入量30％的苎麻纤维，继续共混；3)、将步骤2)中的混合料挤出成型，得苎麻纤维/聚苯乙烯共聚。通过采用上述技术方案，聚苯乙烯是疏水的弱极性材料，而苎麻纤维表面含有很多OH-，其亲水性较强，如果将二者之间混合，界面的相容性较差；因此利用乙烯基硅烷偶联剂，并同时配合引发剂一起使用，使乙烯基硅烷能够接枝到聚苯乙烯上，利用乙烯基硅烷上的烷氧基与黄麻纤维之间很好的相互作用，使聚苯乙烯和苎麻纤维之间的界面相互作用得以改善，得到高强度且有利于偏高岭土改性的苎麻纤维/聚苯乙烯聚合物。本专利技术的进一步设置为：所述抗裂纤维至少包括钢纤维、玻璃纤维及改性尼龙纤维。通过采用上述技术方案，钢纤维、玻璃纤维及改性尼龙纤维均具有良好的抗拉伸性及抗弯强度，且抗裂纤维分布在混凝土中一方面限制了水泥硬化中裂缝生成又可抵抗因外荷载作用而导致裂缝扩展，提升混凝土的抗裂性能。本专利技术的进一步设置为：所述钢纤维、玻璃纤维及所述改性尼龙纤维的重量份数比为1：1：3。通过采用上述技术方案，钢纤维具有较好的强度，加入量过大，会导致混凝土拌合料稠度增大，引起施工困难；玻璃纤维具有良好的耐热性和抗腐蚀性，但是其性脆，易发生断裂；改性尼龙纤维的弹性回复率较好，可改善玻璃纤维易断裂的问题，同时降低钢纤维的含量，使混凝土拌合料的稠度处于合适的水平；因此将三者重量份数设置为合适的比例，可在保证混凝土抗裂性能的同时，提升混凝土的强度、耐热性及抗腐蚀性。本专利技术的进一步设置为：所述改性尼龙纤维的制备方法，包括如下步骤：1)、将重量份的尼龙纤维加热至熔融状态；2)、向熔融后的尼龙纤维中加入尼龙纤维重量2％的氧化锌，搅拌混合1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土，其特征在于：每m

【技术特征摘要】
1.一种低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土，其特征在于：每m3混凝土包括如下重量份数的组分：水泥140-170份、粉煤灰40-60份、矿粉70-90份、硅灰15-25份、石粉20-30份、改性偏高岭土18-22份、机制砂490-520份、江砂335-350份、碎石990-1020份、聚羧酸减水剂5.1-6.1份、水165-175份、抗裂纤维15-25份；其中，所述改性偏高岭土是用石膏、环氧基硅烷、改性聚苯乙烯进行激发改性制得。


2.根据权利要求1所述的低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土，其特征在于：所述低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土，每m3混凝土包括如下量份数的组分：水泥160份、粉煤灰55份、矿粉90份、硅灰18份、石粉25份、改性偏高岭土22份、机制砂520份、江砂350份、碎石1020份、聚羧酸减水剂5.4份、水170份、抗裂纤维20份；其中，所述改性偏高岭土是用石膏、环氧基硅烷、改性聚苯乙烯进行激发改性制得。


3.根据权利要求1所述的低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土，其特征在于：所述改性偏高岭土的制备方法，包括如下步骤：1）、预先将偏高岭土烘干备用；2）、将占偏高岭土质量0.5%-1.5%的环氧基硅烷再加入占偏高岭土质量1%-3%的改性聚苯乙烯中，继续搅拌混合均匀；3）、将步骤2）中的溶液冷却至室温并加入偏高岭土中，然后继续搅拌混合均匀；4）、向步骤3）中的混合料中再加入占偏高岭土质量分数3%-7%的石膏，再共磨后制得。


4.根据权利要求3所述的低胶凝材料用量的C30高抗渗混凝土，其特征在于：所述改性聚苯乙烯为苎麻纤维/聚苯乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍洁，彭辉辉，童贻伟，
申请(专利权)人：湖北合力久盛混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42