CN109231917B - 一种抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土及其制备方法，包括：水泥、粉煤灰、硅粉、煤矸石粉、氮化硼、磷渣粉、砂子、碎石、高强度聚乙烯醇纤维、减水剂、分散激发剂、改性氧化石墨烯分散液和水所制备的混凝土在1小时龄期导热系数为2.9～3.7W/(m·K)，28天龄期混凝土的导热系数为3.5～4.7W/(m·K)、抗压强度为67.6～98.3MPa、抗折强度为13.3～16.8MPa、劈拉强度为9.3～9.8MPa、抗弯拉强度为8.3～10.7MPa、抗弯拉弹性模量为44.5～51.4GPa，同时其抗水渗透性、抗氯离子渗透性、抗冻融、抗碳化性能均达到最好级别。混凝土具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性以及高韧性、高抗裂、高抗渗的能力。

Description

一种抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土及其制备方法。
背景技术
强度等级为C60～C90的抗裂缝抗渗透高耐久性高性能混凝土主要用于各种高层建筑、高等级道路工程如大跨度桥梁、桥墩、隧道及水电大坝、机场跑道、军事及核电设施等工程领域，是目前各种工程急需的高性能混凝土。高性能混凝土是指具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性的混凝土，高工作性是指具有很好的流动性和施工性能，高体积稳定性是指其体积收缩和膨胀很小，不裂缝和渗漏，高耐久性是是具有很长的服役寿命。因此，高工作性、高体积稳定性和高耐久性共同决定了混凝土达到高性能，而高性能的核心和目的是高耐久性。
我国学者按照抗压强度将高性能混凝土分为普通高性能混凝土(C30～C50)、高性能混凝土(C60～C90)、超高性能混凝土(C100～C150)、特高性能混凝土(>150MPa)。我们知道，混凝土的主要用途是用于建造各种建筑、路桥、隧道、机场、水电大坝、港口码头、核电设施等，因此，混凝土的材料及性能对于这些建筑、工程及设施的质量具有重要的影响。目前，全世界每年水泥产量为60多亿吨，我国的水泥产量占据了世界产量的60％左右，产生这些水泥及将其用于制备混凝土需要耗费大量的天然资源及能源，同时也会对环境会产生巨大的破坏和影响。一般混凝土建筑及工程的使用寿命在50～70年，但是由于裂缝及渗漏等问题导致许多混凝土建筑及工程在使用后3～5年就开始了维修，在25年左右需要进行大维修，在使用50～70年还得折除重建，如果延长混凝土建筑及工程的使用寿命到150年以上，就会产生巨大的社会和经济效益。因此，高性能混凝土的核心是提高混凝土的耐久性，增加混凝土建筑及工程的服役年限。
随着我国经济建设和社会的飞速发展，高速铁路、高速公路、大大跨度桥梁、海上平台、高层建筑、码头港口、机场、水电大坝等基础设施也在迅速的发展和建设之中，对于C60～C90高性能混凝土的应用具有非常迫切的需求。对于用于各种工程的混凝土而言，目前存在的主要问题依然是抗压强度等指标容易达到，抗裂缝、抗渗透等耐久性指标难以实现。再者，为了节约耕地以及受到高山、海洋、河流及峡谷等地形地貌的限制，越来越多的基础建筑及工程等采用了高层建筑、长距离隧道、桥梁等设计理念及工程实践。在这些建设工程中，所用混凝土会受到海洋、河流等复杂周围环境的温湿度、大气成分、地质及水文条件的影响，容易产生裂缝、渗漏等危害。因此，对于各种工程用混凝土材料的设计理念是在强度等级达到要求的基础上，实现高抗渗、高抗裂和高耐久性。而这些性能又决定于混凝土的微观结构和宏观结构，决定于混凝土的组分的性能、比例及其化学反应产物及其聚集态结构。高性能混凝土在性能设计上主要包括强度如抗压强度、抗折强度、劈拉强度、弯拉强度以及耐久性评价如抗渗透、抗冻融、抗碳化等性能指标，在实际工程中往往是是以强度作为主要设计及评价指标，对于高性能混凝土所要求的抗渗及抗裂和耐久性的要求难以实现，导致了目前混凝土建筑及工程的耐久性较差，在使用过程中产生裂缝、渗漏等问题比较突出，加固维修这些混凝土结构每年耗资巨大，同时由于混凝土的脆性及裂缝造成建筑、路桥崩塌事故时有发生，混凝土的脆性和裂缝问题已经严重的影响到了混凝土结构的使用的安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土及其制备方法，所制成的混凝土为C60～C90强度等级的高性能混凝土，能够满足复杂环境条件下高层建筑、路桥、隧道、水电大坝等对于高性能混凝土的性能要求。
为达到上述目的，本发明抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土，按质量份数包括：水泥336～372份、硅粉32～35份、氮化硼粉19～21份、砂子610～686份、聚乙烯醇纤维1.2～1.4份、碎石1085～1120份、粉煤灰37～41份、煤矸石粉28～31份、磷渣粉14～16份、减水剂9.3～10.3份、分散激发剂4.7～5.2份、改性氧化石墨烯分散液65.5～103.2份、水67.1～108.7份。
所述水泥为P·O42.5标号硅酸盐水泥；
所述硅粉的粒径尺寸为0.5～0.8μm，比表面积不小于4000m2/kg，烧失量小于3.0％，SiO2含量大于90％；
所述氮化硼为超细六方氮化硼粉，粒径范围3～5μm，比表面积不小于4000m2/kg，纯度不小于99％，维系硬度108GPa，导热系数20～30W/(m·K)；
所述聚乙烯醇纤维采用直径15μm、长度4～6mm、密度为1.3g/cm3、抗拉强度为1200MPa、杨氏模量为35GPa及断裂伸长率3～5％。
所述砂子为河砂或石英砂，由细度模数为1.6～2.2、2.3～3.0两种细度砂子按3:4的质量比混合而成，堆积密度为1450～1510kg/m3；
所述碎石为花岗岩或玄武岩的碎石，其粒径为5～15mm、15～30mm、30～40mm三级配按照质量份4:3:3组成，压碎指标为12％，堆积密度为1520～1730kg/m3。
所述粉煤灰为火电厂燃煤产生的粉煤灰研磨后所得，粒径为5～8μm，比表面积不小于4000m2/kg，烧失量不大于3.2％，密度不小于2.54g/cm3，需水量不大于91％，含水量不大于0.2％，三氧化硫含量1.3～2.1％，游离钙含量0.45～0.85％，活性指数为85～90％，SiO2含量为55～60％，Fe2O3含量为6.1～6.5％，Al2O3含量为22～24％，CaO含量为3.9～4.5％。
所述煤矸石粉为燃烧活化过的自然煤矸石粉研磨后所得，粒径为3～5μm，比表面积不小于4000m2/kg，烧失量不大于6.85％，SiO2含量65～69％，Fe2O3含量2.2～2.7％，Al2O3含量15～20％，CaO含量1.5～2.1％。
所述磷渣粉为电炉法生产黄磷后所得炉渣磨细所得，粒径为3～5μm，比表面积不小于4000m2/kg，密度2.9g/cm3～3.2g/cm3，成分SiO2含量35～39％，Fe2O3含量0.5～1.0％，Al2O3含量3.5～4.5％，CaO含量不小于50～55％，P2O5的含量不小于2.5～3.0％。
所述减水剂是聚羧酸系减水剂，减水率为33～35％，有效成份含量为20％，1小时内坍落度损失小于5％，2小时坍落度损失小于10％。
所述分散激发剂的平均相对分子质量为8950～11256，相对分子质量分散系数为1.14～1.27，有效成份含量为20％，按以下方法制备：
步骤一，制备单体混合液：按质量份数将丙烯酸8份、丙烯腈2份、丙烯酸聚乙二醇-600酯10份与水10份混合均匀；
步骤二，制备引发剂溶液：按质量份数将1份过硫酸盐与9份水混合均匀；
步骤三，制备分散激发剂：在反应器内加入60份水并加热到85℃，在搅拌下同时慢慢同步滴加步骤一和步骤二制备的单体混合液和引发剂溶液，加入时间30分钟，加完后保温反应2小后，然后降温到30℃，用二乙醇胺调整制备的产物pH值为6.5。
所述改性氧化石墨烯分散液为丙烯酸羟乙酯和乙烯基吡啶与氧化石墨烯水分散液进行接枝共聚改性所得，其中氧化石墨烯含量为0.5％，氧化石墨烯片层的厚度为1～3nm，片层的平面尺寸为80～250nm，氧化石墨烯成膜后导热系数为85.6～94.8W/(m·K)，改性氧化石墨烯分散液制备方法包括以下步骤：
步骤一，通过Hummers法制备的氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯质量分数为1.3％，氧化石墨烯结构中氧元素含量为31～33％，分散液pH值为6.8，氧化石墨烯片层厚度为2～11nm，片层面尺寸350～800nm，氧化石墨烯膜导热系数为81.3～92.5W/(m·K)；
步骤二，单体混合溶液的制备：按质量份数取丙烯酸羟乙酯10份、乙烯基吡啶10份、巯基丙酸1份、去离子水30份混合均匀得单体混合溶液；
步骤三，引发剂溶液制备：按质量份数取过硫酸铵1份与水38份混合溶解形成引发剂溶液；
步骤四，改性氧化石墨烯分散液的制备：在反应器内加入去离水60份和步骤一的氧化石墨烯分散液100份，搅伴并加热到40～50℃，同时滴加步骤二制备的单体混合溶液及步骤三制备的引发剂溶液，滴加时间为30～40分钟，加完后保温反应3小时，然后降温到30℃，得到了改性氧化石墨烯分散液。
本发明的抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土的制备方法，包含以下步骤：
步骤一，按质量份数将碎石1085～1120份、砂子610～686份、硅粉32～35份、氮化硼粉19～21份、聚乙烯醇纤维1.2～1.4份放入拌合器内搅伴使其充分混合均匀；
步骤二，按质量份数将水泥336～372份、粉煤灰37～41份、煤矸石粉28～31份和磷渣粉14～16份依次加入到步骤一的混合物中搅拌使其混合均匀；
步骤三，按质量份数将分散激发剂4.7～5.2份、减水剂9.3～10.3份、改性氧化石墨烯分散液65.2～103.2份和水67.1～108.7份混合并搅拌均匀得混合物；
步骤四，在搅拌下，将步骤三制备的混合物分次慢慢地加入到步骤二制备的混合物中搅拌得到抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土。
本发明通过合理科学的组分及比例设计，在强度等级达到要求后，主要调控混凝土的工作性和耐久性，通过多种功能材料的多种功能性效应的协同作用最终形成微观及宏观均匀一致具有交织交联特征的结构，显著提高混凝土的抗裂缝、抗压强度、抗折强度、抗劈拉强度及抗渗透、抗冻融、抗碳化、抗腐蚀等性能，提高混凝土体积稳定性，最终达到混凝土建筑及工程的耐久性，获得良好的社会和经济效益，其成本仅为等水平的高性能混凝土的75％。
本发明通过掺入具有二次水化作用及填充效应的粉煤灰、煤矸石粉、磷渣粉，促进水泥水化及混凝土的形态效应、填充效应和微集料效应形成密实及体积稳定的混凝土；通过掺入具有填充效应的超细硅灰及兼具填充和导热功能的超细氮化硼粉，促使混凝土形成均匀密实的结构和具有良好的导热性；通过掺入分散激发剂提高超细粉状掺合料的分散填充效果及其提高水化反应效果；通过掺入具有填充、促进水化作用、结构调控作用、增强增韧作用、提高导热性能的氧化石墨烯，促使形成微观和宏观结构均匀一致、无裂缝、体积稳定的混凝土。本发明涉及混凝土及其制备方法，从促进水化反应、加强调控水化产物及聚集态结构、提高填充作用及效果、提高水化热的传导消散等方面对混凝土结构进行调控，最终得到C60～C90高性能混凝土，满足各种复杂环境条件下高层建筑、路桥、隧道、水电大坝等对于高性能混凝土的性能要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)填充效应及促进二次水化反应的效应：粉煤灰、粉煤矸石粉、磷渣粉具有良好的二次水化反应的效果及填充效果，高强度聚乙烯醇纤维具有很好的增强增韧作用，超细硅粉及氮化硼粉具有好的填充作用，这些组份的协调作用使得制备的混凝土结构密实稳定，抗渗透性好。
(2)增强增韧及导热效应：具有高强度高导热功能的氮化硼粉在增强增韧的同时构成了较好的导热通路，传递消散水化反应产生的热量，使之制备的混凝土无裂缝和体积稳定，强度及抗渗透性好。
(3)有效地调控了混凝土的微观结构和宏观结构：氧化石墨烯纳米片层对水泥水化产物及其聚集态结构形成过程具有模板及组装作用，通过掺入并均匀分散在水泥基体中氧化石墨烯纳米片层，能够使混凝土形成了由规整形状水泥水化产物通过交织交联方式形成的密实均匀的微观结构及宏观结构，使混凝土的强度和抗渗透耐久性等显著提高。
(4)分散激发剂保证了粉煤灰、煤矸石粉、磷渣粉、硅粉、氮化硼等的均匀分散，促进了这些组份与水泥水化反应的作用。
本发明混凝土达到了C60～C90的强度要求，同时具有良好的工作性和体积稳定性，产生了高抗裂高抗渗及高耐久性的效果，新拌合混凝土的导热系数为2.9～3.7W/(mK)，28天龄期混凝土的导热系数为导热系数为3.5～4.7W/(mK)、抗压强度为67.6～98.3MPa、抗折强度为13.3～16.8MPa、劈拉强度为9.3～9.8MPa、抗弯拉强度为8.3～10.7MPa、抗弯拉弹性模量为44.5～51.4GPa，同时其抗水渗透性、抗氯离子渗透性、抗冻融性及抗碳化性能均达到了最好级别。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明，以使本发明的优势更易于被本领域技术人员理解，但并不用于限制本发明的保护范围。
实施例1：C60抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土的制备方法
步骤一，按质量份数将碎石1120份、砂子686份、硅粉32份、氮化硼粉19份、聚乙烯醇纤维1.2份放入拌合器内搅伴使其充分混合均匀；
步骤二，按质量份数将水泥336份、粉煤灰37份、煤矸石粉28份和磷渣粉14份依次加入到步骤一的混合物中搅拌使其混合均匀；
步骤三，按质量份数将分散激发剂4.7份、减水剂9.3份、改性氧化石墨烯分散液65.2份和水108.7份混合并搅拌均匀得混合物；
步骤四，在搅拌下，将步骤三制备的混合物分次慢慢地加入到步骤二制备的混合物中搅拌得到抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土。
本实施例所用的水泥为P·O42.5标号硅酸盐水泥；
所述硅粉的粒径尺寸为0.5～0.8μm，比表面积不小于4000m2/kg，烧失量小于3.0％，SiO2含量大于90％；
所述氮化硼为超细六方氮化硼粉，粒径范围3～5μm，比表面积不小于4000m2/kg，纯度不小于99％，维系硬度108GPa，导热系数20～30W/(m·K)；
所述聚乙烯醇纤维采用直径15μm、长度4～6mm、密度为1.3g/cm3、抗拉强度为1200MPa、杨氏模量为35GPa及断裂伸长率3～5％。
所述砂子为河砂或石英砂，由细度模数为1.6～2.2、2.3～3.0两种细度砂子按3:4的质量比混合而成，堆积密度为1450～1510kg/m3；
所述碎石为花岗岩或玄武岩的碎石，其粒径为5～15mm、15～30mm、30～40mm三级配按照质量份4:3:3组成，压碎指标为12％，堆积密度为1520～1730kg/m3。
所述粉煤灰为火电厂燃煤产生的粉煤灰研磨后所得，粒径为5～8μm，比表面积不小于4000m2/kg，烧失量不大于3.2％，密度不小于2.54g/cm3，需水量不大于91％，含水量不大于0.2％，三氧化硫含量1.3～2.1％，游离钙含量0.45～0.85％，活性指数为85～90％，SiO2含量为55～60％，Fe2O3含量为6.1～6.5％，Al2O3含量为22～24％，CaO含量为3.9～4.5％。
所述煤矸石粉为燃烧活化过的自然煤矸石粉研磨后所得，粒径为3～5μm，比表面积不小于4000m2/kg，烧失量不大于6.85％，SiO2含量65～69％，Fe2O3含量2.2～2.7％，Al2O3含量15～20％，CaO含量1.5～2.1％。
所述磷渣粉为电炉法生产黄磷后所得炉渣磨细所得，粒径为3～5μm，比表面积不小于4000m2/kg，密度2.9g/cm3～3.2g/cm3，成分SiO2含量35～39％，Fe2O3含量0.5～1.0％，Al2O3含量3.5～4.5％，CaO含量不小于50～55％，P2O5的含量不小于2.5～3.0％。
所述减水剂是聚羧酸系减水剂，减水率为33～35％，有效成份含量为20％，1小时内坍落度损失小于5％，2小时坍落度损失小于10％。
所述分散激发剂的平均相对分子质量为8950～11256，相对分子质量分散系数为1.14～1.27，有效成份含量为20％，按以下方法制备：
步骤一，制备单体混合液：按质量份数将丙烯酸8份、丙烯腈2份、丙烯酸聚乙二醇-600酯10份与水10份混合均匀；
步骤二，制备引发剂溶液：按质量份数将1份过硫酸盐与9份水混合均匀；
步骤三，制备分散激发剂：在反应器内加入60份水并加热到85℃，在搅拌下同时慢慢同步滴加步骤一和步骤二制备的单体混合液和引发剂溶液，加入时间30分钟，加完后保温反应2小后，然后降温到30℃，用二乙醇胺调整制备的产物pH值为6.5。
所述改性氧化石墨烯分散液为丙烯酸羟乙酯和乙烯基吡啶与氧化石墨烯水分散液进行接枝共聚改性所得，其中氧化石墨烯含量为0.5％，氧化石墨烯片层的厚度为1～3nm，片层的平面尺寸为80～250nm，氧化石墨烯成膜后导热系数为85.6～94.8W/(m·K)，改性氧化石墨烯分散液制备方法包括以下步骤：
步骤一，通过Hummers法制备的氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯质量分数为1.3％，氧化石墨烯结构中氧元素含量为31～33％，分散液pH值为6.8，氧化石墨烯片层厚度为2～11nm，片层面尺寸350～800nm，氧化石墨烯膜导热系数为81.3～92.5W/(m·K)；
步骤二，单体混合溶液的制备：按质量份数取丙烯酸羟乙酯10份、乙烯基吡啶10份、巯基丙酸1份、去离子水30份混合均匀得单体混合溶液；
步骤三，引发剂溶液制备：按质量份数取过硫酸铵1份与水38份混合溶解形成引发剂溶液；
步骤四，改性氧化石墨烯分散液的制备：在反应器内加入去离水60份和步骤一的氧化石墨烯分散液100份，搅伴并加热到40～50℃，同时滴加步骤二制备的单体混合溶液及步骤三制备的引发剂溶液，滴加时间为30～40分钟，加完后保温反应3小时，然后降温到30℃，得到了改性氧化石墨烯分散液。
实施例2：C70抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土的制备方法
步骤一，按质量份数将碎石1110份、砂子651份、硅粉33份、氮化硼粉19份、聚乙烯醇纤维1.3份放入拌合器内搅伴使其充分混合均匀；
步骤二，按质量份数将水泥343份、粉煤灰38份、煤矸石粉29份和磷渣粉14份依次加入到步骤一的混合物中搅拌使其混合均匀；
步骤三，按质量份数将分散激发剂4.8份、减水剂9.5份、改性氧化石墨烯分散液76.2份和水89.2份混合并搅拌均匀得混合物；
步骤四，在搅拌下，将步骤三制备的混合物分次慢慢地加入到步骤二制备的混合物中搅拌得到抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土。
其他同实施例1。
实施例3：C80抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土的制备方法
步骤一，按质量份数将碎石1105份、砂子648份、硅粉34份、氮化硼粉19.4份、聚乙烯醇纤维1.3份放入拌合器内搅伴使其充分混合均匀；
步骤二，按质量份数将水泥350份、粉煤灰39份、煤矸石粉29.2份和磷渣粉15份依次加入到步骤一的混合物中搅拌使其混合均匀；
步骤三，按质量份数将分散激发剂4.9份、减水剂9.7份、改性氧化石墨烯分散液87.5份和水77.3份混合并搅拌均匀得混合物；
步骤四，在搅拌下，将步骤三制备的混合物分次慢慢地加入到步骤二制备的混合物中搅拌得到抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土。
其他同实施例1。
实施例4：C90抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土的制备方法
步骤一，按质量份数将碎石1085份、砂子610份、硅粉35份、氮化硼粉21份、聚乙烯醇纤维1.4份放入拌合器内搅伴使其充分混合均匀；
步骤二，按质量份数将水泥372份、粉煤灰41份、煤矸石粉31份和磷渣粉16份依次加入到步骤一的混合物中搅拌使其混合均匀；
步骤三，按质量份数将分散激发剂5.2份、减水剂10.3份、改性氧化石墨烯分散液103.2份和水67.1份混合并搅拌均匀得混合物；
步骤四，在搅拌下，将步骤三制备的混合物分次慢慢地加入到步骤二制备的混合物中搅拌得到抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土。
其他同实施例1。
实施例混凝土检测结果见表1。
表1实施例样品的性能
Figure BDA0001829325230000101
Figure BDA0001829325230000111
从表中结果可以看出，本发明专利方法制备的混凝土样品，具有很好的坍落度保持性，说明了本专利方法制备的混凝土具有很好的工作性能；其劈拉强度、弯拉强度和弯拉模量具有显著地提高，说明了本发明专利方法制备的混凝土具有好的韧性；其渗水高度、氯离子渗透性、抗冻融、抗碳化、体积稳定性等几乎没有影响，说明了本发明专利制备的混凝土具有很好的耐久性。因此，本发明专利方法制备的混凝土具有好的工作性能、体积稳定性和耐久性。
检测方法：坍落度按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验标准》方法测试。导热系数按照GB10294-1988《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》进行测试。抗压强度和抗折强度按照GB50107-2010《混凝土强度检验评定标准》方法进行。劈裂强度按照JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》进行。抗弯拉强度和抗弯拉模量按照JTGF30-2003《公路混凝土路面施工技术规范》进行测定。抗水渗透性按照GB/T50082-2009方法进行，样品尺寸
Figure BDA0001829325230000112
渗透压力3.5MPa，加压时间48h。抗冻融性能按照JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》进行，采用快速冷冻试验机测定混凝土的抗冻性能，一次冻融循环历时2～5h，冻融温度-18℃，试样尺寸100mm×100mm×500mm。氯离子渗透性按照GB/T50082-2009方法测定氯离子扩散电量，评价氯离子渗透能力，试样尺寸100mm×100mm×100mm。碳化试样按照GB/T50082-2009方法《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行试验，试样尺寸100mm×100mm×100mm。

Claims (8)

1.一种抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土，其特征在于：按质量份数包括：水泥336~372份、硅粉32~35份、氮化硼粉19~21份、砂子610~686份、聚乙烯醇纤维1.2~1.4份、碎石1085~1120份、粉煤灰37~41份、煤矸石粉28~31份、磷渣粉14~16份、减水剂9.3~10.3份、分散激发剂4.7~5.2份、改性氧化石墨烯分散液65.5~103.2份、水67.1~108.7份；
所述分散激发剂的平均相对分子质量为8950~11256，相对分子质量分散系数为1.14~1.27，有效成份含量为20%，按以下方法制备：
步骤一，制备单体混合液：按质量份数将丙烯酸8份、丙烯腈2份、丙烯酸聚乙二醇-600酯10份与水10份混合均匀；
步骤二，制备引发剂溶液：按质量份数将1份过硫酸盐与9份水混合均匀；
步骤三，制备分散激发剂：在反应器内加入60份水并加热到85℃，在搅拌下同时慢慢同步滴加步骤一和步骤二制备的单体混合液和引发剂溶液，加入时间30分钟，加完后保温反应2小时后，然后降温到30℃，用二乙醇胺调整制备的产物pH值为6.5；
所述改性氧化石墨烯分散液为丙烯酸羟乙酯和乙烯基吡啶与氧化石墨烯水分散液进行接枝共聚改性所得，其中氧化石墨烯含量为0.5%，氧化石墨烯片层的厚度为1~3nm，片层的平面尺寸为80~250nm，氧化石墨烯成膜后导热系数为85.6~94.8W/(m·K)，改性氧化石墨烯分散液制备方法包括以下步骤：
步骤一，通过Hummers法制备的氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯质量分数为1.3%，氧化石墨烯结构中氧元素含量为31~33%，分散液pH值为6.8，氧化石墨烯片层厚度为2~11nm，片层面尺寸350~800nm，氧化石墨烯膜导热系数为81.3~92.5W/(m·K)；
步骤二，单体混合溶液的制备：按质量份数取丙烯酸羟乙酯10份、乙烯基吡啶10份、巯基丙酸1份、去离子水30份混合均匀得单体混合溶液；
步骤三，引发剂溶液制备：按质量份数取过硫酸铵1份与水38份混合溶解形成引发剂溶液；
步骤四，改性氧化石墨烯分散液的制备：在反应器内加入去离水60份和步骤一的氧化石墨烯分散液100份，搅拌并加热到40~50℃，同时滴加步骤二制备的单体混合溶液及步骤三制备的引发剂溶液，滴加时间为30~40分钟，加完后保温反应3小时，然后降温到30℃，得到了改性氧化石墨烯分散液。
2.根据权利要求1所述的抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土，其特征在于：
所述水泥为P•O42.5标号硅酸盐水泥；
所述硅粉的粒径尺寸为0.5~0.8μm，比表面积不小于4000m2/kg，烧失量小于3.0%，SiO2含量大于90%；
所述氮化硼为超细六方氮化硼粉，粒径范围3~5μm，比表面积不小于4000m2/kg，纯度不小于99%，维系硬度108GPa，导热系数20~30W/(m·K)；
所述聚乙烯醇纤维采用直径15μm、长度4~6mm、密度为1.3g/cm3、抗拉强度为1200MPa、杨氏模量为35GPa及断裂伸长率3~5%；
所述砂子为河砂或石英砂，由细度模数为1.6~2.2、2.3~3.0两种细度砂子按3:4的质量比混合而成，堆积密度为1450~1510kg/m3。
3.根据权利要求1所述的抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土，其特征在于：所述碎石为花岗岩或玄武岩的碎石，其粒径为5~15mm、15~30mm、30~40mm三级配按照质量份4:3:3组成，压碎指标为12%，堆积密度为1520~1730kg/m3。
4.根据权利要求1所述的抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为火电厂燃煤产生的粉煤灰研磨后所得，粒径为5~8μm，比表面积不小于4000m2/kg，烧失量不大于3.2%，密度不小于2.54g/cm3，需水量不大于91%，含水量不大于0.2%，三氧化硫含量1.3~2.1%，游离钙含量0.45~0.85%，活性指数为85~90%，SiO2含量为55~60%，Fe2O3含量为6.1~6.5%，Al2O3含量为22~24%，CaO含量为3.9~4.5%。
5.根据权利要求1所述的抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土，其特征在于：所述煤矸石粉为燃烧活化过的自然煤矸石粉研磨后所得，粒径为3~5μm，比表面积不小于4000m2/kg，烧失量不大于6.85%，SiO2含量65～69%，Fe2O3含量2.2~2.7%，Al2O3含量15~20%，CaO含量1.5~2.1%。
6.根据权利要求1所述的抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土，其特征在于：所述磷渣粉为电炉法生产黄磷后所得炉渣磨细所得，粒径为3~5μm，比表面积不小于4000m2/kg，密度2.9g/cm3~3.2g/cm3，成分SiO2含量35～39%，Fe2O3含量0.5~1.0%，Al2O3含量3.5~4.5%，CaO含量不小于50~55%，P2O5的含量不小于2.5~3.0%。
7.根据权利要求1所述的抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土，其特征在于：所述减水剂是聚羧酸系减水剂，减水率为33~35%，有效成份含量为20%，1小时内坍落度损失小于5%，2小时坍落度损失小于10%。
8.一种如权利要求1所述的抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一，按质量份数将碎石1085~1120份、砂子610~686份、硅粉32~35份、氮化硼粉19~21份、聚乙烯醇纤维1.2~1.4份放入拌合器内搅拌使其充分混合均匀；
步骤二，按质量份数将水泥336~372份、粉煤灰37~41份、煤矸石粉28~31份和磷渣粉14~16份依次加入到步骤一的混合物中搅拌使其混合均匀；
步骤三，按质量份数将分散激发剂4.7~5.2份、减水剂9.3~10.3份、改性氧化石墨烯分散液65.2~103.2份和水67.1~108.7份混合并搅拌均匀得混合物；
步骤四，在搅拌下，将步骤三制备的混合物分次慢慢地加入到步骤二制备的混合物中搅拌得到抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土。
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