【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于混凝土，具体涉及一种防渗抗裂大体积混凝土及其制备方法。
技术介绍
1、目前，我国已成为世界上最大的地铁轨道交通建设市场，但城市轨道交通建设迅猛发展的同时，随之而来的工程安全问题也越发被重视。由于地下工程的复杂性，加之材料及大体积施工要求，导致地铁地下混凝土结构容易出现渗漏、开裂等病害。地下工程混凝土一旦出现渗漏，会破坏结构整体稳定性，降低地下工程内各种设施(如电气设施)的功能，缩短混凝土结构的服役年限。此外，地下工程渗漏水不仅浪费巨额的工程建设资金，返工、维修、维护还将有巨大的投入，且效果较差。因此，如何防治地下工程大体积混凝土的开裂渗漏具有十分重要的工程应用价值。
2、造成地下结构工程渗漏的主要原因是：(1)混凝土密实性不足；(2)混凝土易开裂。一方面，普通混凝土具有天然的亲水性，外层及内部亲水接触角小、疏水性差导致水分容易向内部渗入。混凝土的密实性差，内部有害孔较多，水分容易沿通道向内部迁移，加之带有腐蚀性的水源或化学有害物侵入对结构进行破坏。多因素影响下导致混凝土抗渗性能差，易出现水分渗漏。另一方面，由于混凝土材料配方设计、大体积混凝土水化热大等因素影响，地下混凝土结构开裂风险大幅度增加，易出现收缩开裂、甚至贯穿性裂缝。在以上两方面因素的耦合作用下，最终导致地下混凝土极易出现开裂渗漏，严重影响混凝土耐久性能和结构使用安全性。
3、针对地下结构工程的渗漏问题，现有技术主要从以下几个方面进行防渗抗裂：(1)掺入疏水剂提升混凝土的抗渗性能，内掺疏水剂虽能使混凝土内外均疏水，但对混凝土的强度存
4、基于上述分析，对于地下结构工程渗漏的预防，需要从混凝土材料设计上做到系统性的多尺度考量，才能使混凝土的防渗抗裂效果达到最佳状态，以提升工程结构使用安全性和延长使用寿命。
技术实现思路
1、针对以上现有技术的不足，本专利技术的目的之一是提供一种防渗抗裂大体积混凝土，在各组分的协同作用下，从疏、阻、吸、防四个方面综合提升混凝土的防渗抗裂性能，使得混凝土具有优异的防渗抗裂性能和结构耐久性能，解决传统地下工程结构混凝土容易开裂渗漏的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术的具体技术方案如下：
3、一种防渗抗裂大体积混凝土，包括以下重量份数的各组分：胶凝材料410～440份、改性高炉矿渣粉40～60份、醋酸钠5～8份、砂720～760份、膨胀珍珠岩吸水骨料130～160份、碎石900～950份、减水剂5～8份、水140～155份、自修复聚乙烯醇纤维1～2份、西黄蓍胶0.8～1.4份；
4、所述改性高炉矿渣粉由高炉矿渣与硬脂酸混合球磨后得到。
5、本专利技术的混凝土在各组分的协同作用下，从疏、阻、吸、防四个方面综合提升混凝土的防渗抗裂性。利用醋酸钠和改性高炉矿渣粉协同提升混凝土的疏水性和密实性，使混凝土外部和内部均具疏水性，内部结构又密实，实现“疏”和“阻”，作为第一道抗渗防线；通过膨胀珍珠岩吸水骨料在后期对渗入混凝土内部的水分进行吸收，避免水分向内墙迁移渗漏，实现“吸”，作为第二道抗渗防线；利用自修复聚乙烯醇纤维提高混凝土的抗裂性能，当裂缝发生时可对渗水进行吸收和封堵，避免裂缝扩展和水分的进一步渗入，实现“防”，作为第三道抗渗防线。
6、其中，醋酸钠与改性高炉矿渣粉协同提升混凝土疏水性和密实性的机理如下：醋酸钠在混凝土中会水解，其中-ch3可取代混凝土中的-oh基团，与水泥中的硅原子结合，形成疏水有机硅键，进而提高混凝土的疏水性。通过球磨方式，可促进高炉矿渣活化，并以高炉矿渣粉为物理载体使得硬脂酸在高炉矿渣粉表面进行机械裹覆。硬脂酸吸附在高炉矿渣粉表面形成高炉矿渣粉疏水颗粒，降低混凝土表面能，提高混凝土整体疏水性。另一方面，醋酸钠水解出的na+与自由水反应，形成氢氧化钠(naoh)复合物；高炉矿渣粉表面形貌较不规则，在球磨过程中硬脂酸难以将其完全覆盖，存在未被覆盖的点或表面。而高炉矿渣粉未被覆盖的表面在醋酸钠水解形成的naoh的激发作用下，会在混凝土中形成更多的c-s-h凝胶和钙矾石(aft)晶体，填充孔隙，提高混凝土密实度。
7、西黄蓍胶具有遇水形成胶状的特性，在搅拌过程中可促进胶凝材料的分散，从而提高流动性。在浇筑施工后，西黄蓍胶的凝胶特性可在混凝土中形成柔韧的网络结构，有助于分散和吸收因温度变化、收缩引起的应力，从而减少裂缝的形成。
8、优选的，所述硬脂酸的质量为高炉矿渣质量的0.3％～0.5％，硬脂酸的质量在本专利技术限定范围内，可使混凝土同时具有良好的疏水性和密实性。
9、本专利技术中，所述膨胀珍珠岩吸水骨料的粒径为5～10mm，吸水率为14％～18％。
10、本专利技术中，所述膨胀珍珠岩吸水骨料的制备方法包括以下步骤：
11、s1.将玉米朊溶于乙醇溶液中，加入增塑剂，搅拌均匀后得到疏水包衣溶液；
12、s2.将膨胀珍珠岩和甘露醇在60～70℃下混合均匀，使甘露醇包裹在膨胀珍珠岩表面，得到包覆颗粒，然后将包覆颗粒浸泡于步骤s1的疏水包衣溶液中，取出静置干燥后得到所述膨胀珍珠岩吸水骨料。
13、本专利技术膨胀珍珠岩吸水骨料的作用机理如下：本专利技术利用玉米朊在膨胀珍珠岩表面可形成坚硬、光滑、疏水的包衣膜，对热稳定，几乎不溶于水，可溶于ph值11.5以上的碱性水溶液中，所以包衣后的膨胀珍珠岩在混凝土拌和凝结前期基本不吸水；随着持续水化导致混凝土内部碱度升高，待水化达到高峰期时，混凝土内部碱度上升到12以上，玉米朊开始溶解，此时混凝土中的大部分拌合水因参与水化已被消耗掉，使得膨胀珍珠岩仍能维持相对干燥的状态，以保持其在混凝土服役过程中较好的吸水能力。在混凝土服役过程中，当有少许水分突破醋酸钠与改性高炉矿渣粉产生的疏水层，通过毛细孔或有害孔进入到混凝土内部时，膨胀珍珠岩开始吸水，防止水分向内墙渗漏，在相对干燥时释放水分，避免内部长期存水。过程中醋酸钠可作为缓冲剂，帮助稳定混凝土ph值。此外，本专利技术利用甘露醇包裹在膨胀珍珠岩表面，可使玉米朊包衣膜溶解后的膨胀珍珠岩保持干燥状态；同时甘露醇的溶解热为负值，有吸热效果，当玉米朊疏水包衣溶解后，混凝土内部水化热也达到较高水平，此时甘露醇与水接触，可降低水泥基水化放热，有效减小大体积混凝土内部温升和收缩开裂；进一步的，甘露醇具有络合作用，当玉米朊水解后，膨胀珍珠岩与水泥基界面产生一定间隙，甘露醇与混凝土中游离的fe2+、al3+、ca2+金属离子可形成复盐，填充界面空隙，优化膨胀珍珠岩与水泥基材料的界面过渡区，提升混凝土强度和密实性。
14、优选的，步骤s1中，所述玉米朊、乙醇溶液、增塑剂的质量比为(0.5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：胶凝材料410～440份、改性高炉矿渣粉40～60份、醋酸钠5～8份、砂720～760份、膨胀珍珠岩吸水骨料130～160份、碎石900～950份、减水剂5～8份、水140～155份、自修复聚乙烯醇纤维1～2份、西黄蓍胶0.8～1.4份；
2.根据权利要求1所述的一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，所述硬脂酸的质量为高炉矿渣质量的0.3％～0.5％。
3.根据权利要求1所述的一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，所述膨胀珍珠岩吸水骨料的制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，步骤S1中，所述玉米朊、乙醇溶液、增塑剂的质量比为(0.5～1.0)：9.5：(0.1～0.2)，所述乙醇溶液的质量浓度为60％～92％。
5.根据权利要求3所述的一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，步骤S2中，所述膨胀珍珠岩与甘露醇的质量比为1：(0.1～0.2)。
6.根据权利要求3所述的一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，步骤
7.根据权利要求1所述的一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，所述自修复聚乙烯醇纤维的制备方法步骤如下：将聚乙烯醇纤维浸泡于阿拉伯胶水溶液中，取出后加入到白及胶与氟硅酸镁的混合粉末中，搅拌均匀，取出后再利用聚苯乙烯和聚乳酸共混物进行表面封装，即得。
8.根据权利要求7所述的一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，所述白及胶与氟硅酸镁的质量比为100：(6～8)。
9.根据权利要求1所述的一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，所述胶凝材料包括质量比为(340～360)：(55～70)：(10～15)的水泥、粉煤灰和硅灰。
10.权利要求1～9任一项所述的一种防渗抗裂大体积混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：胶凝材料410～440份、改性高炉矿渣粉40～60份、醋酸钠5～8份、砂720～760份、膨胀珍珠岩吸水骨料130～160份、碎石900～950份、减水剂5～8份、水140～155份、自修复聚乙烯醇纤维1～2份、西黄蓍胶0.8～1.4份；
2.根据权利要求1所述的一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，所述硬脂酸的质量为高炉矿渣质量的0.3％～0.5％。
3.根据权利要求1所述的一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，所述膨胀珍珠岩吸水骨料的制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，步骤s1中，所述玉米朊、乙醇溶液、增塑剂的质量比为(0.5～1.0)：9.5：(0.1～0.2)，所述乙醇溶液的质量浓度为60％～92％。
5.根据权利要求3所述的一种防渗抗裂大体积混凝土，其特征在于，步骤s2中，所述膨胀珍珠岩与甘露醇的质量比为1：(0.1...
【专利技术属性】
技术研发人员：费壮，万瑞，李兴，顾瑞，刘凯，丁超，杜亚亚，袁明华，刘成，佘远星，李小强，朱亚杰，何正斌，刘吉玉，程瑞，陈健，
申请(专利权)人：江苏中建商品混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：
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