CN108439891A - 一种改性高效能混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改性高效能混凝土及其制备方法，涉及混凝土材料技术领域，本发明改性高效能混凝土由以下原料制成：水泥、改性碎石、粉煤灰、改性沸石、超细石英尾砂粉、石棉绒、环氧树脂、柠檬酸、增韧剂、减水剂、二甲基甲酰胺、羟丙基‑β‑环糊精、水。本发明改性高效能混凝土具有较好的耐久性、强度、抗裂性、耐腐蚀耐酸碱性能，内部结构密实度好，防渗性能好，是高效能混凝土，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土材料技术领域，具体涉及一种改性高效能混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，它作为一种传统的建筑工程材料被广泛的应用在建筑领域，对于混凝土来说，耐腐蚀耐酸碱、抗压强度和劈裂抗拉强度是判断优劣的一个重要指标。此外，混凝土的耐腐蚀耐酸碱性能也是评价混凝土的一个重要因素。
长期铺设于地下的混凝土排水管道，在一般情况下使用良好，管材本身造价很低，但由于管道重量大，难以运输和安装，对基础要求较高(常采用混凝土基础)，因此总体造价并不低，且内部或外部存在侵蚀介质时，会产生腐蚀破坏，导致结构强度下降，无法达到使用期限的要求，造成能源、资源的浪费。近年来，由于排水管路接口不严密，雨污水漏失后影响基础所造成的地面塌陷事故逐渐增多，已造成巨大的经济损失，因此管材的耐久性、耐腐蚀耐酸碱性能日益受到工程界和科学界的普遍重视。
因此，研制一种改性高效能混凝土对于混凝土排水管行业发展尤为重要。
发明内容
针对现有技术中技术问题，本发明提供一种改性高效能混凝土及其制备方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种改性高效能混凝土，由以下重量份的原料制成：水泥40-70份、改性碎石30-60份、粉煤灰30-60份、改性沸石30-60份、超细石英尾砂粉15-35份、石棉绒10-25份、环氧树脂5-10份、柠檬酸3-10份、增韧剂2-5份、减水剂1-4份、二甲基甲酰胺2-5份、羟丙基-β-环糊精1-3份、水120-230份。
进一步的，所述一种改性高效能混凝土由以下重量份的原料制成：水泥50-65份、改性碎石37-55份、粉煤灰40-52份、改性沸石37-55份、超细石英尾砂粉20-30份、石棉绒15-21份、环氧树脂6-9份、柠檬酸5-8份、增韧剂3-4份、减水剂2-3份、二甲基甲酰胺3-4份、羟丙基-β-环糊精1.5-2.5份、水150-200份。
进一步的，所述一种改性高效能混凝土由以下重量份的原料制成：水泥55份、改性碎石45份、粉煤灰45份、改性沸石45份、超细石英尾砂粉25份、石棉绒18份、环氧树脂8份、柠檬酸6份、增韧剂3.5份、减水剂2.5份、二甲基甲酰胺3.5份、羟丙基-β-环糊精2份、水170份。
进一步的，所述改性沸石的改性方法为：称取天然沸石30-45份，放置于烧杯中，将配置好的强酸溶液加入其中，在室温下，置于数显振荡器上，调节震荡值为160-180，震荡1-2h后，然后将产物进行抽虑，用去离子水洗涤至中性，再70-85℃干燥，磨粉，制得改性沸石。
进一步的，所述改性碎石的改性方法为：将120-200mL质量分数为95％的乙醇置于圆底烧瓶中，加入5-10g碎石，密封后于70-80℃下搅拌1-2h，结束后在90-100℃下烘干至恒重，粉碎，得到碎石粉，将碎石粉与120-200mL N-N二甲基甲酰胺、2.5-4g巯基乙酸、0.1-0.2g十二烷基苯磺酸钠混合，在氮气氛围下于60℃密闭恒温振荡1-2h，待反应结束后，水洗2-3次，再与质量分数为30％的环己六醇磷酸酯水溶液混合，密封后在75-80℃下反应2-3h，反应结束后，水洗2-3次，在90-100℃下烘干至恒重，得到改性碎石。
进一步的，所述粉煤灰的粒径为1500-2000目。
进一步的，所述超细石英尾砂粉的粒径为1000-1500目。
进一步的，所述增韧剂为密度为0.88-0.94g/cm3、在190℃/2.16Kg下熔融指数为10-20g/10min的甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯共聚物的至少一种。
进一步的，所述石棉绒为耐酸石棉绒。
一种改性高效能混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1、按照重量份称取各个原料；S2、将水泥、改性碎石、粉煤灰、改性沸石、超细石英尾砂粉、石棉绒、环氧树脂、柠檬酸、二甲基甲酰胺、羟丙基-β-环糊精加入搅拌速度120-200r/min的搅拌机中搅拌，搅拌10-15min后，加入水、增韧剂、减水剂，搅拌均匀，即可。
本发明提供一种改性高效能混凝土及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
本发明改性高效能混凝土具有较好的耐久性、强度、抗裂性、耐腐蚀耐酸碱性能，内部结构密实度好，防渗性能好，是高效能混凝土，使用寿命长；原料中加入改性碎石、改性沸石，改性后的碎石和沸石能够很好的与其他原料融合，分散均匀，配合超细石英尾砂粉、石棉绒、环氧树脂、柠檬酸、二甲基甲酰胺、羟丙基-β-环糊精的加入使得混凝土具有良好的耐腐蚀性；聚氨酯乳液、环氧固化剂、分散剂能够提升混凝土的防渗性能，同时能够改善原料间的界面结合状况，提高混凝土的密实度和强度；减水剂、增韧剂在相同坍落度条件下，能有效地减少拌合混凝土用水量，降低水灰比，提高混凝土早期强度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例一种改性高效能混凝土由以下重量份的原料制成：水泥40份、改性碎石30份、粉煤灰30份、改性沸石30份、超细石英尾砂粉15份、石棉绒10份、环氧树脂5份、柠檬酸3份、增韧剂2份、减水剂1份、二甲基甲酰胺2份、羟丙基-β-环糊精1份、水120份；
其中，改性沸石的改性方法为：称取天然沸石30份，放置于烧杯中，将配置好的强酸溶液加入其中，在室温下，置于数显振荡器上，调节震荡值为160，震荡1h后，然后将产物进行抽虑，用去离子水洗涤至中性，再70℃干燥，磨粉，制得改性沸石；
改性碎石的改性方法为：将120mL质量分数为95％的乙醇置于圆底烧瓶中，加入5g碎石，密封后于70℃下搅拌1h，结束后在90℃下烘干至恒重，粉碎，得到碎石粉，将碎石粉与120mL N-N二甲基甲酰胺、2.5g巯基乙酸、0.1g十二烷基苯磺酸钠混合，在氮气氛围下于60℃密闭恒温振荡1h，待反应结束后，水洗2次，再与质量分数为30％的环己六醇磷酸酯水溶液混合，密封后在75℃下反应2h，反应结束后，水洗2次，在90℃下烘干至恒重，得到改性碎石；
粉煤灰的粒径为1500目；超细石英尾砂粉的粒径为1000目；增韧剂为密度为0.88g/cm3、在190℃/2.16Kg下熔融指数为10g/10min的甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物；石棉绒为耐酸石棉绒；
本实施例一种改性高效能混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1、按照重量份称取各个原料；S2、将水泥、改性碎石、粉煤灰、改性沸石、超细石英尾砂粉、石棉绒、环氧树脂、柠檬酸、二甲基甲酰胺、羟丙基-β-环糊精加入搅拌速度120r/min的搅拌机中搅拌，搅拌10min后，加入水、增韧剂、减水剂，搅拌均匀，即可。
实施例2：
本实施例一种改性高效能混凝土由以下重量份的原料制成：水泥70份、改性碎石60份、粉煤灰60份、改性沸石60份、超细石英尾砂粉35份、石棉绒25份、环氧树脂10份、柠檬酸10份、增韧剂5份、减水剂4份、二甲基甲酰胺5份、羟丙基-β-环糊精3份、水230份；
其中，改性沸石的改性方法为：称取天然沸石45份，放置于烧杯中，将配置好的强酸溶液加入其中，在室温下，置于数显振荡器上，调节震荡值为180，震荡2h后，然后将产物进行抽虑，用去离子水洗涤至中性，再85℃干燥，磨粉，制得改性沸石；
改性碎石的改性方法为：将200mL质量分数为95％的乙醇置于圆底烧瓶中，加入10g碎石，密封后于80℃下搅拌2h，结束后在100℃下烘干至恒重，粉碎，得到碎石粉，将碎石粉与200mL N-N二甲基甲酰胺、4g巯基乙酸、0.2g十二烷基苯磺酸钠混合，在氮气氛围下于60℃密闭恒温振荡2h，待反应结束后，水洗3次，再与质量分数为30％的环己六醇磷酸酯水溶液混合，密封后在80℃下反应3h，反应结束后，水洗3次，在100℃下烘干至恒重，得到改性碎石；
粉煤灰的粒径为2000目；超细石英尾砂粉的粒径为1500目；增韧剂为密度为0.94g/cm3、在190℃/2.16Kg下熔融指数为20g/10min的乙烯与甲基丙烯酸甲酯；石棉绒为耐酸石棉绒；
本实施例一种改性高效能混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1、按照重量份称取各个原料；S2、将水泥、改性碎石、粉煤灰、改性沸石、超细石英尾砂粉、石棉绒、环氧树脂、柠檬酸、二甲基甲酰胺、羟丙基-β-环糊精加入搅拌速度160r/min的搅拌机中搅拌，搅拌13min后，加入水、增韧剂、减水剂，搅拌均匀，即可。
实施例3：
本实施例一种改性高效能混凝土由以下重量份的原料制成：水泥55份、改性碎石45份、粉煤灰45份、改性沸石45份、超细石英尾砂粉25份、石棉绒18份、环氧树脂8份、柠檬酸6份、增韧剂3.5份、减水剂2.5份、二甲基甲酰胺3.5份、羟丙基-β-环糊精2份、水170份；
其中，改性沸石的改性方法为：称取天然沸石38份，放置于烧杯中，将配置好的强酸溶液加入其中，在室温下，置于数显振荡器上，调节震荡值为170，震荡1.5h后，然后将产物进行抽虑，用去离子水洗涤至中性，再78℃干燥，磨粉，制得改性沸石；
改性碎石的改性方法为：将160mL质量分数为95％的乙醇置于圆底烧瓶中，加入8g碎石，密封后于75℃下搅拌1.5h，结束后在95℃下烘干至恒重，粉碎，得到碎石粉，将碎石粉与160mL N-N二甲基甲酰胺、3.3g巯基乙酸、0.15g十二烷基苯磺酸钠混合，在氮气氛围下于60℃密闭恒温振荡1.5h，待反应结束后，水洗3次，再与质量分数为30％的环己六醇磷酸酯水溶液混合，密封后在78℃下反应2.5h，反应结束后，水洗3次，在95℃下烘干至恒重，得到改性碎石；
粉煤灰的粒径为1800目；超细石英尾砂粉的粒径为1300目；增韧剂为密度为0.91g/cm3、在190℃/2.16Kg下熔融指数为15g/10min的丙烯酸丁酯共聚物；石棉绒为耐酸石棉绒；
本实施例一种改性高效能混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1、按照重量份称取各个原料；S2、将水泥、改性碎石、粉煤灰、改性沸石、超细石英尾砂粉、石棉绒、环氧树脂、柠檬酸、二甲基甲酰胺、羟丙基-β-环糊精加入搅拌速度160r/min的搅拌机中搅拌，搅拌13min后，加入水、增韧剂、减水剂，搅拌均匀，即可。
实施例4：
本实施例一种改性高效能混凝土由以下重量份的原料制成：水泥50份、改性碎石37份、粉煤灰40份、改性沸石37份、超细石英尾砂粉20份、石棉绒15份、环氧树脂6份、柠檬酸5份、增韧剂3份、减水剂2份、二甲基甲酰胺3份、羟丙基-β-环糊精1.5份、水150份；
其中，改性沸石的改性方法为：称取天然沸石35份，放置于烧杯中，将配置好的强酸溶液加入其中，在室温下，置于数显振荡器上，调节震荡值为160-180，震荡1.2h后，然后将产物进行抽虑，用去离子水洗涤至中性，再75℃干燥，磨粉，制得改性沸石；
改性碎石的改性方法为：将140mL质量分数为95％的乙醇置于圆底烧瓶中，加入6g碎石，密封后于72℃下搅拌1.2h，结束后在92℃下烘干至恒重，粉碎，得到碎石粉，将碎石粉与140mL N-N二甲基甲酰胺、3g巯基乙酸、0.13g十二烷基苯磺酸钠混合，在氮气氛围下于60℃密闭恒温振荡1.3h，待反应结束后，水洗2次，再与质量分数为30％的环己六醇磷酸酯水溶液混合，密封后在76℃下反应2.3h，反应结束后，水洗3次，在92℃下烘干至恒重，得到改性碎石；
粉煤灰的粒径为1600目；超细石英尾砂粉的粒径为1100目；增韧剂为密度为0.89g/cm3、在190℃/2.16Kg下熔融指数为13g/10min的甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物；石棉绒为耐酸石棉绒；
本实施例一种改性高效能混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1、按照重量份称取各个原料；S2、将水泥、改性碎石、粉煤灰、改性沸石、超细石英尾砂粉、石棉绒、环氧树脂、柠檬酸、二甲基甲酰胺、羟丙基-β-环糊精加入搅拌速度130r/min的搅拌机中搅拌，搅拌11min后，加入水、增韧剂、减水剂，搅拌均匀，即可。
实施例5：
本实施例一种改性高效能混凝土由以下重量份的原料制成：水泥65份、改性碎石55份、粉煤灰52份、改性沸石55份、超细石英尾砂粉30份、石棉绒21份、环氧树脂9份、柠檬酸8份、增韧剂4份、减水剂3份、二甲基甲酰胺4份、羟丙基-β-环糊精2.5份、水200份；
其中，改性沸石的改性方法为：称取天然沸石40份，放置于烧杯中，将配置好的强酸溶液加入其中，在室温下，置于数显振荡器上，调节震荡值为160-180，震荡1.8h后，然后将产物进行抽虑，用去离子水洗涤至中性，再80℃干燥，磨粉，制得改性沸石；
改性碎石的改性方法为：将180mL质量分数为95％的乙醇置于圆底烧瓶中，加入9g碎石，密封后于78℃下搅拌1.7h，结束后在98℃下烘干至恒重，粉碎，得到碎石粉，将碎石粉与180mL N-N二甲基甲酰胺、3.5g巯基乙酸、0.17g十二烷基苯磺酸钠混合，在氮气氛围下于60℃密闭恒温振荡1.7h，待反应结束后，水洗3次，再与质量分数为30％的环己六醇磷酸酯水溶液混合，密封后在79℃下反应3h，反应结束后，水洗2次，在98℃下烘干至恒重，得到改性碎石；
粉煤灰的粒径为1900目；超细石英尾砂粉的粒径为1400目；增韧剂为密度为0.93g/cm3、在190℃/2.16Kg下熔融指数为18g/10min的丙烯酸丁酯共聚物；石棉绒为耐酸石棉绒；
本实施例一种改性高效能混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1、按照重量份称取各个原料；S2、将水泥、改性碎石、粉煤灰、改性沸石、超细石英尾砂粉、石棉绒、环氧树脂、柠檬酸、二甲基甲酰胺、羟丙基-β-环糊精加入搅拌速度180r/min的搅拌机中搅拌，搅拌14min后，加入水、增韧剂、减水剂，搅拌均匀，即可。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种改性高效能混凝土，其特征在于，所述一种改性高效能混凝土由以下重量份的原料制成：水泥40-70份、改性碎石30-60份、粉煤灰30-60份、改性沸石30-60份、超细石英尾砂粉15-35份、石棉绒10-25份、环氧树脂5-10份、柠檬酸3-10份、增韧剂2-5份、减水剂1-4份、二甲基甲酰胺2-5份、羟丙基-β-环糊精1-3份、水120-230份。
2.根据权利要求1所述的一种改性高效能混凝土，其特征在于，所述一种改性高效能混凝土由以下重量份的原料制成：水泥50-65份、改性碎石37-55份、粉煤灰40-52份、改性沸石37-55份、超细石英尾砂粉20-30份、石棉绒15-21份、环氧树脂6-9份、柠檬酸5-8份、增韧剂3-4份、减水剂2-3份、二甲基甲酰胺3-4份、羟丙基-β-环糊精1.5-2.5份、水150-200份。
3.根据权利要求1所述的一种改性高效能混凝土，其特征在于，所述一种改性高效能混凝土由以下重量份的原料制成：水泥55份、改性碎石45份、粉煤灰45份、改性沸石45份、超细石英尾砂粉25份、石棉绒18份、环氧树脂8份、柠檬酸6份、增韧剂3.5份、减水剂2.5份、二甲基甲酰胺3.5份、羟丙基-β-环糊精2份、水170份。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种改性高效能混凝土，其特征在于，所述改性沸石的改性方法为：称取天然沸石30-45份，放置于烧杯中，将配置好的强酸溶液加入其中，在室温下，置于数显振荡器上，调节震荡值为160-180，震荡1-2h后，然后将产物进行抽虑，用去离子水洗涤至中性，再70-85℃干燥，磨粉，制得改性沸石。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种改性高效能混凝土，其特征在于，所述改性碎石的改性方法为：将120-200mL质量分数为95％的乙醇置于圆底烧瓶中，加入5-10g碎石，密封后于70-80℃下搅拌1-2h，结束后在90-100℃下烘干至恒重，粉碎，得到碎石粉，将碎石粉与120-200mL N-N二甲基甲酰胺、2.5-4g巯基乙酸、0.1-0.2g十二烷基苯磺酸钠混合，在氮气氛围下于60℃密闭恒温振荡1-2h，待反应结束后，水洗2-3次，再与质量分数为30％的环己六醇磷酸酯水溶液混合，密封后在75-80℃下反应2-3h，反应结束后，水洗2-3次，在90-100℃下烘干至恒重，得到改性碎石。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种改性高效能混凝土，其特征在于，所述粉煤灰的粒径为1500-2000目。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种改性高效能混凝土，其特征在于，所述超细石英尾砂粉的粒径为1000-1500目。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种改性高效能混凝土，其特征在于，所述增韧剂为密度为0.88-0.94g/cm3、在190℃/2.16Kg下熔融指数为10-20g/10min的甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯共聚物的至少一种。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种改性高效能混凝土，其特征在于，所述石棉绒为耐酸石棉绒。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的改性高效能混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按照重量份称取各个原料；S2、将水泥、改性碎石、粉煤灰、改性沸石、超细石英尾砂粉、石棉绒、环氧树脂、柠檬酸、二甲基甲酰胺、羟丙基-β-环糊精加入搅拌速度120-200r/min的搅拌机中搅拌，搅拌10-15min后，加入水、增韧剂、减水剂，搅拌均匀，即可。
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