【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料，具体为一种高韧性耐磨混凝土及其制备方法。
技术介绍
1、水泥混凝土是一种经济实用的基础性建筑材料，以其具有良好的材料性能和低廉的价格,在建筑、水利、电力、交通等各种领域的工程建设中有着不可替代的作用。
2、在多数使用场合下，混凝土表面不可避免的受到滑动、擦动或冲击，可能导致表面裂缝的扩展，最终引起表层的局部断裂，影响其使用性能，这对混凝土的韧性和耐磨性提出了更高的要求。现有技术中通过掺杂耐磨纤维材料，譬如聚丙烯纤维来提高其韧性和耐磨性，但聚丙烯纤维与水泥基料的结合性较差，同时，聚丙烯纤维也无法对已产生的内部缺陷进行修复，使得其性能提升效果不够明显。
3、因此，如何制备出一种高韧性耐磨混凝土及其制备方法是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高韧性耐磨混凝土及其制备方法，以解决
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种高韧性耐磨混凝土，包括以下重量份原料：
4、水378-546份、水泥300-400份、粗集料750-850份、细集料810-860份、高炉矿渣粉260-300份、粉煤灰55-75份、外加剂20-30份、微硅灰245-285份和增韧耐磨组分220-240份；
5、该高韧性耐磨混凝土的制备方法，包括以下步骤：
6、步骤s1、将水泥、细集料、高炉矿渣粉、微硅灰和粉煤灰加入搅拌机中搅拌10-20mi
7、步骤s2、将粗集料、增韧耐磨组分和水加入预混胶凝胶材料中，混合搅拌15-25min，再加入外加剂，继续搅拌10-15min，得到高韧性耐磨混凝土。
8、进一步的，水泥为华润水泥控股有限公司生产海螺牌p.o 42.5普通硅酸盐水泥，密度为3150kg/m3。
9、进一步的，细集料为ⅱ级中砂，细度模数2.9，含泥量1.6％。
10、进一步的，粗集料为玄武岩碎石，该玄武岩碎石的表观密度为2.84g/cm3，堆积密度为1.53×103kg/m3，压碎值为3.3%，颗粒级配为5-10mm，10-20mm连续级配。
11、进一步的，高炉矿渣粉为rkef法镍铁冶炼工艺中炼铁高炉(粗炼环节)产出的废渣经过水淬、粒化和粉磨得到的渣粉。
12、进一步的，高炉矿渣粉的比表面积为350-500m2/kg。
13、进一步的，粉煤灰为ⅱ级粉煤灰，其性能指标均满足规范要求，28d活性指数81%。
14、进一步的，微硅灰中，sio2含量95％以上，比表面积10000m2/kg以上。
15、进一步的，外加剂为聚羧酸高性能粉状减水剂，减水率38％。
16、进一步的，增韧耐磨组分的制备方法，包括以下步骤：
17、步骤a1、将海泡石分散在混合溶液中，超声分散0.6-1h，得到分散液，将聚乙烯醇和混合溶液混合在90℃条件下搅拌2h，得到聚乙烯醇混合液，将分散液和聚乙烯醇混合液混合，得到改性纺丝液，其中，纺丝液中海泡石的质量分数为0.9-1.1%；纺丝液中聚乙烯醇的质量分数为14-16%，混合溶液为二甲基亚砜和去离子水按照体积比2：1混合而成；
18、步骤a2、将改性纺丝液加入纺丝机中进行纺丝，纺丝工艺参数为：针头直径为0.8mm，在静电压为18kv，针头和接收板间距为20cm，推进速度为0.5ml/h的实验条件下进行静电纺丝，用甲醇凝固浴凝固，自然晾干，得到增强纤维；
19、步骤a3、将增强纤维、去离子水、无水乙醇和kh-550超声混合30min后，室温搅拌反应6-8h，离心，沉淀洗涤干燥，得到氨基化聚乙烯醇纤维，将氨基化聚乙烯醇纤维和dmf超声分散，滴加n,n'-二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、改性修复剂和dmf混合液a，滴加结束后，升温至65-75℃搅拌2-3h，反应结束后，离心，沉淀用质量分数40%乙醇溶液洗涤3-5次，45℃下干燥12-16h，得到增韧耐磨组分，其中，增强纤维、去离子水、无水乙醇和kh-550的用量比为5g：30ml：（65-95ml）：（0.6-0.8ml），氨基化聚乙烯醇纤维、dmf和混合液a的用量比为（2-4g）：（60-80ml）：45ml，混合液a中n,n'-二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、改性修复剂和dmf用量比为（0.3-0.5g）：（0.15-0.25g）：（1.4-1.8g）：45ml,先利用kh-550处理增强纤维，得到氨基化聚乙烯醇纤维，再将氨基化聚乙烯醇纤维,再以n,n'-二环己基碳二亚胺为脱水剂，4-二甲氨基吡啶为酰化剂，使氨基化聚乙烯醇纤维上的氨基与改性修复剂上的羧基发生酰胺化反应，得到增韧耐磨组分。
20、进一步的，聚乙烯醇的分子量不低于150000。
21、进一步的，改性修复剂的制备方法，包括以下步骤：
22、将无水乙醇和去离子水混合均匀，升温至35-45℃，边搅拌边滴加质量分数为25%的氨水调节ph值为8.5-9.5，加入功能组分和op-10再滴加正硅酸乙酯，控制滴加速率为3-5滴/秒，滴毕，继续搅拌2-3h，反应结束后，再用1m盐酸溶液，调节ph至中性，离心洗涤，再置于60℃下干燥6-8h，得到功能中间体，将功能中间体超声分散于无水dmf中，再滴加环氧基硅烷偶联剂、改性剂、对甲苯磺酸和无水乙醇的混合液b，控制在30min内滴完，滴毕，升温至55-65℃,继续搅拌反应3-4h，反应结束后，冷却至室温，旋蒸去除溶剂，再用去离子水和无水乙醇依次洗涤3-5次，在65℃干燥12-16h，得到改性修复剂，其中，无水乙醇、去离子水、功能组分、op-10、正硅酸乙酯的用量比为20ml：（50-60ml）：（3-5g）：（0.2-0.4ml）：（0.6-1ml），功能中间体、无水dmf和混合液b的用量比为（3-5g）：（50-60ml）：10ml，混合液b中，环氧基硅烷偶联剂、改性剂、对甲苯磺酸和无水乙醇的用量比为（0.3-0.5ml）：（0.8-1.2g）：0.1g：10ml，在上述反应过程中，先通过溶胶凝胶法制备得到核层为功能组分，壳层为纳米二氧化硅的功能中间体，再用环氧基硅烷偶联剂处理后，再在对甲苯磺酸催化作用下，使改性剂上的羧基与环氧基化中间体发生开环反应，得到改性修复剂，在上述反应过程中，控制改性剂的物质的量略高于环氧基硅烷偶联剂的物质的量，使得反应结束后，仍存留有剩余的羧基能参与后续的反应过程中。
23、进一步的，环氧基硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷中的一种。
24、进一步的，功能组分的制备方法，包括以下步骤：
25、步骤b1、将dl-硫辛酸和异丙醇超声分散，滴加四丁基溴化铵、烯丙基缩水甘油醚和异丙醇的混合液c，滴加结束后，升温至回流，搅拌反应2-3h，反应结束后，离心，沉淀用无水乙醇和去离子水依次洗涤3-5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：包括以下重量份原料：水378-546份、水泥300-400份、粗集料750-850份、细集料810-860份、高炉矿渣粉260-300份、粉煤灰55-75份、外加剂20-30份、微硅灰245-285份和增韧耐磨组分220-240份；
2.根据权利要求1所述的一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：所述改性修复剂的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：所述功能组分的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：所述改性剂的制备方法，包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：所述步骤A1中，纺丝液中海泡石的质量分数为0.9-1.1%；纺丝液中聚乙烯醇的质量分数为14-16%，混合溶液为二甲基亚砜和去离子水按照体积比2：1混合而成，步骤A3中，增强纤维、去离子水、无水乙醇和KH-550的用量比为5g：30mL：（65-95mL）：（0.6-0.8mL），氨基化聚乙烯醇纤维、DMF和混合液a的用
6.根据权利要求2所述的一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：所述无水乙醇、去离子水、功能组分、OP-10、正硅酸乙酯的用量比为20mL：（50-60mL）：（3-5g）：（0.2-0.4mL）：（0.6-1mL），功能中间体、无水DMF和混合液b的用量比为（3-5g）：（50-60mL）：10mL，混合液b中，环氧基硅烷偶联剂、改性剂、对甲苯磺酸和无水乙醇的用量比为（0.3-0.5mL）：（0.8-1.2g）：0.1g：10mL。
7.根据权利要求3所述的一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：步骤B1中，DL-硫辛酸、异丙醇和混合液c的用量比为（4-6g）：（65-75mL）：12mL，混合液c中，四丁基溴化铵、烯丙基缩水甘油醚和异丙醇的用量比为（0.02-0.04g）：（2.5-4.5mL）：12mL，步骤B2中，丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、二硫基化合物、引发剂和有机溶剂的用量比为（2.5-4.5mL）：（2-3mL）：（1.5-2.5g）：（0.04-0.08g）：（45-55mL）。
8.根据权利要求4所述的一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：所述丁二酸酐、混合液d和THF的用量比为（3-6g）：35mL：（60-80mL），混合液d中，甘氨酸和去离子水的用量比为（2.3-4.5g）：35mL。
9.根据权利要求1所述的一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：水泥为华润水泥控股有限公司生产海螺牌P.O 42.5普通硅酸盐水泥，密度为3150kg/m3，细集料为Ⅱ级中砂，细度模数2.9，含泥量1.6％，粗集料为碎石粒径为5-10mm，含泥量0.4％，高炉矿渣粉的比表面积为350-500m2/kg，粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，其性能指标均满足规范要求，28d活性指数81%，微硅灰中，SiO2含量95％以上，比表面积10000m2/kg以上，外加剂为聚羧酸高性能粉状减水剂，减水率38％。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的高韧性耐磨混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：包括以下重量份原料：水378-546份、水泥300-400份、粗集料750-850份、细集料810-860份、高炉矿渣粉260-300份、粉煤灰55-75份、外加剂20-30份、微硅灰245-285份和增韧耐磨组分220-240份；
2.根据权利要求1所述的一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：所述改性修复剂的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：所述功能组分的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：所述改性剂的制备方法，包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：所述步骤a1中，纺丝液中海泡石的质量分数为0.9-1.1%；纺丝液中聚乙烯醇的质量分数为14-16%，混合溶液为二甲基亚砜和去离子水按照体积比2：1混合而成，步骤a3中，增强纤维、去离子水、无水乙醇和kh-550的用量比为5g：30ml：（65-95ml）：（0.6-0.8ml），氨基化聚乙烯醇纤维、dmf和混合液a的用量比为（2-4g）：（60-80ml）：45ml，混合液a中n,n'-二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、改性修复剂和dmf用量比为（0.3-0.5g）：（0.15-0.25g）：（1.4-1.8g）：45ml。
6.根据权利要求2所述的一种高韧性耐磨混凝土，其特征在于：所述无水乙醇、去离子水、功能组分、op-10、正硅酸乙酯的用量比为20ml：（50-60ml）：（3-5g）：（0.2-0.4ml）：（0.6-1ml），功能中间体、无水dmf和混合液b的用量比为（3...
【专利技术属性】
技术研发人员：范爱国，解嵩，靳思琼，郑程铎，王志，刘淼，曹国龙，陈墨喜，刘佳斌，
申请(专利权)人：德州润德混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：
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