CN107010885A - 一种抗渗混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗渗混凝土及其制备方法，包括底层的水泥砂浆层和上层的防水层；先铺一层防水基层，在水泥砂浆层浇筑后的1‑2小时，再铺一层防水层。本发明的有益效果：(1)本发明包括水泥砂浆层和防水层，通过控制水灰比，控制搅拌温度，加入助剂和其他条件，使得混凝土具有很好的防水效果，粘聚性、易和性好，强度大，适合在低温环境使用；(2)防水加固层进一步防裂抗渗，使得抗渗效果更佳，寿命延长；(3)本发明的混凝土制备材料易得，成本低。

Description

一种抗渗混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗渗混凝土及其制备方法，属于建筑材料制备技术领域。
背景技术
随着城市的快速发展，建筑工程、桥梁工程、水利工程等随之增多，工程施工中大多包含着有抗渗要求的混凝土工程，对抗渗效果有一定要求。而地下或者水体中水分多，湿度大，故防水非常重要。且一旦出现渗漏，要花费很大成本进行修补，还达不到很好的效果，因此，在最初选用混凝土时就该选择防渗效果好的混凝土，混凝土的抗渗性直接影响混凝土的抗冻性及抗腐蚀性。建筑抗渗混凝土是在普通混凝土的基础上发展起来的。两者的区别在于普通混凝土是根据所需的强度进行配比的，其中石子为骨架，砂子填充石子的空隙，水泥浆填充骨料空隙并使骨料粘结在一起。而防水混凝土是根据工程所需抗渗要求配置的，其中石子的骨架作用减弱，水泥砂浆除满足填充粘结作用外，还需要其在粗骨料周围形成一定数量、质量良好的砂浆包裹层，从而提高混凝土的抗渗性。
对混凝土的抗渗性能起重要作用的因素有：水灰比及拌合物的和易性；水泥用量、砂率及相应的灰砂比。此外，水泥品种、砂石颗粒级别、石子品种和最大粒径；养护条件及养护方式等，对混凝土的抗渗性能都产生不同程度的影响。通过调整混凝土的配合比、掺外加剂或使用新品种水泥等方法提高自身的密实性、憎水性和抗渗性、不透水性混凝土。(1)适宜的水泥用 量和砂率，能使混凝土中水泥砂浆的数量和质量达到最好的水平，从而获得良好的抗渗性。反之，如水泥用量过小，拌合物粘滞性差，容易出现分层离析及其他施工质量问题；如果水泥用量过大，则水化热高、增加混凝土收缩而且不经济。(2)砂率和灰砂比对抗渗性有明显影响。如灰砂比偏大即砂率偏低时，由于砂子数量不足而水泥和水的含量高，混凝土往往出现不均匀及收缩大的现象，混凝土抗渗性较差；如灰砂比偏小即砂率偏高时，由于砂子过多，拌合物干涩而缺乏粘结能力，混凝土密实性差，抗渗能力下降。因此，只有当水泥与砂的用量即灰砂比在合理范围时最为适宜。(3)拌合物的水灰比对硬化混凝土孔隙率大小、数量起决定性作用，直接影响混凝土的结构密实性。水灰比越大，混凝土中多余水分蒸发后，形成孔径为50-150μm的毛管等开放的孔隙也就越多，这些孔隙是造成混凝土渗漏水的主要原因。
从理论上讲，在满足水泥完全水化及润湿砂石所需水量的前提下，水灰比越小，混凝土密实性越好，抗渗性和强度也就越高。但水灰比过小，混凝土极难振捣和均匀，其密实性和抗渗性反而得不到保证。随着外加剂的开发应用，例如，减水剂已成为混凝土不可缺少的组分之一，掺入减水剂后可以适量减少混凝土水灰比，而防水功能并不降低。所以，混凝土的抗渗性能受多方面因素影响，而每一因素需要在合理的范围内才能得到抗渗性能好的混凝土，过多或过小都可能产生不利的影响，例如，火山灰水泥虽然抗渗性好，不过其抗冻性和耐热性差，且干缩尺寸变化大，所以不适合使用于屋面刚性防水。防水工程材料选用不应只考虑防水防渗，特别是屋面，材料性能应多方面或全面考虑，如体积固化变形大小，温度对体积变化影响，耐热，耐冻，耐老化，耐侵蚀等等。因此，需要在理论的基础上结合大量实验摸索验证。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种抗渗混凝土及其制备方法。
为实现上述目的，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种抗渗混凝土，包括水泥砂浆层和防水层，防水层铺在水泥砂浆层的上层；
所述水泥砂浆层的组成按质量份为：234-275份水泥、803-830份石子、1022-1100份中砂、40-46份粉煤灰、130-140份水、0.46-1.1份标准砂浆王母料；
所述防水层的组成按质量份为：0.6-1份木钙减水剂、1.6-3.3份氯化钙、1.2-3.1份亚硝酸钠、0.1-0.2份三乙醇胺、24-27份氧化钙-硫铝酸钙、1.2-2.5份糖蜜、0.5-1.1份硅粉、331-341份水泥、1240-1265份碎石、650-686份河砂、40-47份粉煤灰、142-162份水。
优选的，所述砂浆王母料为0.76-0.9份。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进，在所述防水层上还铺有一层防水加固层，所述防水加固层的组成按质量份为：33-220份粉煤灰、30-210份氟石膏、30-220份磷矿渣、212-270份水泥、680-720份中砂、1030-1150份石子、125-153份水、5.3-7份聚羧酸系减水剂、27-32份膨胀剂。
优选的，所述膨胀剂为UEA膨胀剂或HEA膨胀剂。
优选的，所述膨胀剂为29-31份。
本发明的另一个目的是提供一种抗渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)先铺一层防水基层，即水泥砂浆层；
按质量份把0.46-1.1份标准砂浆王母料加入适量水搅拌混合，将234-275份水泥、803-830份石子、1022-1100份中砂、40-46份粉煤灰的温度控制在3-23℃，再连同砂浆王混合液一起加入搅拌罐，搅拌25-45min，进行第一层浇筑；
砂浆王母料的质量组分为：脂肪醇聚乙烯磺酸钠5-20％；松香酸钠(发泡 剂)5-10％；三异丙醇胺2-10％；聚丙烯酸盐5～15％；硫酸钠2-10％；
(2)按质量份把0.46-1.1份标准砂浆王母料加入1-3份水搅拌混合，将234-275份水泥、803-830份石子、1022-1100份中砂、40-46份粉煤灰的温度控制在3-23℃，加入搅拌罐，按质量份把0.46-1.1份标准砂浆王母料加入适量水搅拌混合加入搅拌罐，搅拌25-45min，进行第一层浇筑；
按质量份把40-60份水、0.6-1份木钙减水剂、1.6-3.3份氯化钙、0.1-0.2份三乙醇胺、24-27份氧化钙-硫铝酸钙、1.2-2.5份糖蜜、0.5-1.1份硅粉混合，在60-100℃搅拌10-30min，然后冷却至3-23℃后加入搅拌罐；
将331-341份水泥、1240-1265份碎石、650-686份河砂、40-47份粉煤灰、1.2-3.1份亚硝酸钠、82-122份水，温度控制在3-23℃，一并加入搅拌罐，再搅拌20-40min；
(3)进行浇筑，混凝土终凝完成后保持混凝土湿度95％以上，在3-23℃养护5-12天。
水泥砂浆层能减少约束应力，起第一层防水作用。在防水层中，适量的粉煤灰和缓凝剂以及降低物料进入搅拌罐的温度能提高混凝土的抗渗性。选择糖蜜做缓凝剂，木钙减水剂除做减水剂外，对混凝土也有缓凝作用，与早强剂结合使用氯化钙，能在低于5℃的低温环境下使用；为了抑制氯化钙对钢筋的锈蚀作用，与阻锈剂亚硝酸钠复合作用。另外，加入适量氧化钙-硫铝酸钙，起补偿收缩和张拉钢筋产生预应力以及充分填充水泥间隙的作用；硅粉的加入能降低泵送阻力提高抗渗性能；少量的三乙醇胺使得混凝土早期强度提高，并对混凝土稍有缓凝作用；在进行混凝土养护时，采用混凝土节水保湿养护膜进行覆盖养护，能有效的防止裂缝产生，提高混凝土的养护质量。
作为上述方案的进一步改进，在所述防水层铺完1-2小时，再铺一层防水加固层，步骤为：按质量份把33-220份粉煤灰、30-210份氟石膏、30-220 份磷矿渣、212-270份水泥、680-720份中砂、1030-1150份石子、125-153份水、5.3-7份聚羧酸系减水剂、27-32份膨胀剂，在3-23℃混合搅拌25-45min，进行第三层浇筑；然后在3-23℃养护5-12天。
优选的，在所述步骤(1)和步骤(2)中，物料在进入搅拌罐前温度控制在5-10℃。
优选的，所述物料在混合搅拌前温度控制在5-10℃。
进一步，所述粉煤灰、氟石膏、磷矿渣在混合前经过球磨处理，磨细后，可改善和易性及节约水泥，而强度不降低。
防水加固层具有防裂抗渗的作用，其原料易得，成本低，通过粉煤灰、氟石膏、磷矿渣结合作用，满足混凝土早期水化矿物的需要，同时降低水化温度，有效延长混凝土后期膨胀时间，保障混凝土后期收缩补偿，且增强混凝土的强度；同时作为防护层，能延长混凝土的使用年限。
本发明的有益效果：(1)本发明包括水泥砂浆层和防水层，通过控制水灰比，控制搅拌温度，加入助剂和其他条件，使得混凝土具有很好的防水效果，粘聚性、易和性好，强度大，适合在低温环境使用；(2)防水加固层进一步防裂抗渗，使得抗渗效果更佳，寿命延长；(3)本发明的混凝土制备材料易得，成本低。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种抗渗混凝土，包括水泥砂浆层和防水层，防水层铺在水泥砂浆层的上层；
所述水泥砂浆层的组成按质量份为：230份水泥、803份石子、1022份中砂、46份粉煤灰、130份水、0.46份标准砂浆王母料；
所述防水层的组成按质量份为：0.6份木钙减水剂、1.7份氯化钙、1.2份亚硝酸钠、0.1份三乙醇胺、24份氧化钙-硫铝酸钙、1.2份糖蜜、0.7份硅粉、335份水泥、1245份碎石、656份河砂、40份粉煤灰、150份水。
实施例2
一种抗渗混凝土，包括水泥砂浆层、防水层和防水加固层，防水层铺在水泥砂浆层和防水加固层之间；
所述水泥砂浆层的组成按质量份为：275份水泥、830份石子、1090份中砂、42份粉煤灰、140份水、0.8份标准砂浆王母料；
所述防水层的组成按质量份为：1份木钙减水剂、3.3份氯化钙、1.2-3.1份亚硝酸钠、0.2份三乙醇胺、27份氧化钙-硫铝酸钙、2.5份糖蜜、1.1份硅粉、340份水泥、1265份碎石、681份河砂、47份粉煤灰、162份水。
所述防水加固层的组成按质量份为：220份粉煤灰、210份氟石膏、220份磷矿渣、270份水泥、720份中砂、1150份石子、153份水、7份聚羧酸系减水剂、32份HEA膨胀剂。
实施例3
一种抗渗混凝土，包括水泥砂浆层、防水层和防水加固层，防水层铺在水泥砂浆层和防水加固层之间；
所述水泥砂浆层的组成按质量份为：255份水泥、812份石子、1056份中砂、44份粉煤灰、135份水、1.1份标准砂浆王母料；
所述防水层的组成按质量份为：0.7份木钙减水剂、2.3份氯化钙、19份亚硝酸钠、0.2份三乙醇胺、25份氧化钙-硫铝酸钙、1.8份糖蜜、0.8份硅粉、336份水泥、1255份碎石、676份河砂、46份粉煤灰、152份水。
所述防水加固层的组成按质量份为：53份粉煤灰、40份氟石膏、50份 磷矿渣、212份水泥、686份中砂、1037份石子、128份水、5.3份聚羧酸系减水剂、27份UEA膨胀剂。
实施例4
一种抗渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)先铺一层防水基层，即水泥砂浆层；
按质量份把0.49份标准砂浆王母料加入适量水搅拌混合，将245份水泥、803份石子、1022份中砂、40份粉煤灰的温度控制在3℃，再连同砂浆王混合液一起加入搅拌罐，搅拌25min，进行第一层浇筑；
(2)在水泥砂浆层浇筑后的2小时，在水泥砂浆层上铺一层防水层；
按质量份把40份水、0.7份木钙减水剂、1.9份氯化钙、0.1份三乙醇胺、24份氧化钙-硫铝酸钙、15份糖蜜、0.5份硅粉混合，在100℃搅拌10min，然后冷却至3℃后加入搅拌罐；
将331份水泥、1245份碎石、656份河砂、42份粉煤灰、1.5份亚硝酸钠、84份水，温度控制在3℃，一并加入搅拌罐，再搅拌20min；
(3)进行浇筑，混凝土终凝完成后保持混凝土湿度95％以上，在3℃养护5-12天。
实施例5
一种抗渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)先铺一层防水基层，即水泥砂浆层；
按质量份把1份标准砂浆王母料加入适量水搅拌混合，将275份水泥、830份石子、1100份中砂、46份粉煤灰的温度控制在23℃，再连同砂浆王混合液一起加入搅拌罐，搅拌45min，进行第一层浇筑；
(2)在水泥砂浆层浇筑后的1小时，在水泥砂浆层上铺一层防水层；
按质量份把60份水、1份木钙减水剂、2.2份氯化钙、0.2份三乙醇胺、27份氧化钙-硫铝酸钙、2.5份糖蜜、1.1份硅粉混合，在60℃搅拌30min， 然后冷却至23℃后加入搅拌罐；
将340份水泥、1262份碎石、686份河砂、47份粉煤灰、3.1份亚硝酸钠、122份水，温度控制在23℃，一并加入搅拌罐，再搅拌40min；
(3)在所述防水层铺完1-2小时，再铺一层防水加固层，步骤为：先按质量份把220份粉煤灰、60份氟石膏、120份磷矿渣进行球磨处理，再将处理后的物料和240份水泥、690份中砂、1089份石子、129份水、57份聚羧酸系减水剂、30份膨胀剂，在23℃混合搅拌45min，进行第三层浇筑；
(4)进行浇筑，混凝土终凝完成后保持混凝土湿度95％以上，在23℃养护5-12天。
进一步，所述粉煤灰、氟石膏、磷矿渣在混合前经过球磨处理，磨细后，可改善和易性及节约水泥，而强度不降低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗渗混凝土，其特征在于，包括水泥砂浆层和防水层，防水层铺在水泥砂浆层的上层；
所述水泥砂浆层的组成按质量份为：234-275份水泥、803-830份石子、1022-1100份中砂、40-46份粉煤灰、130-140份水、0.46-1.1份标准砂浆王母料；
所述防水层的组成按质量份为：0.6-1份木钙减水剂、1.6-3.3份氯化钙、1.2-3.1份亚硝酸钠、0.1-0.2份三乙醇胺、24-27份氧化钙-硫铝酸钙、1.2-2.5份糖蜜、0.5-1.1份硅粉、331-341份水泥、1240-1265份碎石、650-686份河砂、40-47份粉煤灰、142-162份水。
2.根据权利要求1所述的抗渗混凝土，其特征在于，所述砂浆王母料为0.76-0.9份。
3.根据权利要求1所述的抗渗混凝土，其特征在于，在所述防水层上还铺有一层防水加固层，所述防水加固层的组成按质量份为：33-220份粉煤灰、30-210份氟石膏、30-220份磷矿渣、212-270份水泥、680-720份中砂、1030-1150份石子、125-153份水、5.3-7份聚羧酸系减水剂、27-32份膨胀剂。
4.根据权利要求3所述的抗渗混凝土，其特征在于，所述膨胀剂为UEA膨胀剂或HEA膨胀剂。
5.根据权利要求3所述的抗渗混凝土，其特征在于，所述膨胀剂为29-31份。
6.根据权利要求1-5任一所述的抗渗混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先铺一层防水基层，即水泥砂浆层；
按质量份把0.46-1.1份标准砂浆王母料加入1-3份水搅拌混合，将234-275份水泥、803-830份石子、1022-1100份中砂、40-46份粉煤灰的温度控制在3-23℃，加入搅拌罐，按质量份把0.46-1.1份标准砂浆王母料加入适量水搅拌混合加入搅拌罐，搅拌25-45min，进行第一层浇筑；
(2)在水泥砂浆层浇筑后的1-2小时内，在水泥砂浆层上铺一层防水层；
按质量份把40-60份水、0.6-1份木钙减水剂、1.6-3.3份氯化钙、0.1-0.2份三乙醇胺、24-27份氧化钙-硫铝酸钙、1.2-2.5份糖蜜、0.5-1.1份硅粉混合，在60-100℃搅拌10-30min，然后冷却至3-23℃后加入搅拌罐；
将331-341份水泥、1240-1265份碎石、650-686份河砂、40-47份粉煤灰、1.2-3.1份亚硝酸钠、82-122份水，温度控制在3-23℃，一并加入搅拌罐，再搅拌20-40min；
(3)进行浇筑，混凝土终凝完成后保持混凝土湿度95％以上，在3-23℃养护5-12天。
7.根据权利要求6所述的抗渗混凝土的制备方法，其特征在于，在所述防水层铺完1-2小时，再铺一层防水加固层，步骤为：按质量份把33-220份粉煤灰、30-210份氟石膏、30-220份磷矿渣、212-270份水泥、680-720份中砂、1030-1150份石子、125-153份水、5.3-7份聚羧酸系减水剂、27-32份膨胀剂，在3-23℃混合搅拌25-45min，进行第三层浇筑；然后在3-23℃养护5-12天。
8.根据权利要求6所述的抗渗混凝土的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)和步骤(2)中，物料在进入搅拌罐前温度控制在5-10℃。
9.根据权利要求7所述的抗渗混凝土的制备方法，其特征在于，所述物料在混合搅拌前温度控制在5-10℃。
10.根据权利要求7所述的抗渗混凝土的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰、氟石膏、磷矿渣在混合前经过球磨处理。
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