CN109231918A - 一种高韧性高抗渗高耐久性混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高韧性高抗渗高耐久性混凝土及其制备方法，包括：水泥、粉煤灰、硅粉、钢渣粉、氮化硼、低度氧化石墨烯片层粉体、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。本发明制备的混凝土具有高强度、高韧性、高抗裂、高抗渗和高耐久性，其导热系数为3.63～3.75W/(m·K)，28天龄期混凝土的导热系数为4.62～4.67W/(m·K)、抗压强度为135.4～156.2MPa、抗折强度为21.5～23.9MPa、劈拉强度为12.6～14.4MPa、抗弯拉强度为15.4～19.6MPa、抗弯拉弹性模量为47.7～61.2GPa。所制备混凝土符合C130～C150高性能长耐久性混凝土的要求。

Description

一种高韧性高抗渗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，具体涉及一种高韧性高抗渗高耐久性混凝土及其制备方法。
背景技术
高韧性高抗渗高耐久性的高性能混凝土是指强度为C100～C150的高性能混凝土，这个等级阶段的混凝土主要用于各种高层建筑、高等级道路工程如桥梁、桥墩、隧道及水电大坝、机场跑道、港口码头、海上工程、军事设施及核电建设等，是目前各种工程建设迫切需要及研究发展的主要的混凝土。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，使用过程中不裂缝和渗漏，高耐久性是是具有很长的服役寿命，预计可安全使用150到200年。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。。
对于混凝土最普遍和广泛的应用是作为结构材料，抗压强度是一个比较重要的强度指标。我国学者按照抗压强度等级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)。尽管按照抗压等级对高性能混凝土进行分级，高性能混凝土的评价主要在于考察与抗折强度、劈拉强度、弯折强度、弯折模量有关系的韧性及与抗水渗透性、抗氯离子渗透性、抗冻融、抗碳化等耐久性等指标。目前存在的主要问题依然是抗压强度容易达到，抗折强度、劈拉强度、抗弯拉强度、裂缝、抗渗透等耐久性指标难以实现。
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、军事设施、核电建设等基础设施也在迅速的发展和建设之中，同时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，越来越多的道路工程等采用了长距离穿越沟壑、高山、河流、海洋等的大跨度桥梁、隧道等设计理念及工程实践，对于所需要混凝土的抗裂缝、抗渗透等有更高的要求。因此，目前我们国家的基础建设中对于高抗裂、高抗渗及长耐久性的C100到C150高性能混凝土有着迫切的需求。实现C100～C150混凝土的高性能，特别是在抗渗透、抗裂缝和耐久性方面有突出性能表现，主要决定于混凝土的组分及其形成的微观结构和宏观结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强度为C130-C150，能够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和耐久性的高韧性高抗渗高耐久性混凝土及其制备方法。
为达到上述目的，本发明的高韧性高抗渗高耐久性混凝土，按质量份数包括：水泥418～432、粉煤灰34～35份、硅粉40～41份、钢渣粉45～49份、氮化硼34～37份、低度氧化石墨烯片层粉体0.5～1.0份、磷渣粉17～18、砂子443～505份、碎石900～980份、高强度聚乙烯醇纤维1.4～1.6份、减水剂17.6～18.3份、分散激发剂11.7～12.2份、改性氧化石墨烯分散液117.2～122.2份、水36.7～47.2份。
所述的水泥为P·O52.5标号硅酸盐水泥；
所述硅粉的粒径尺寸为0.1～0.3μm的超细硅灰，比表面积比小于6000m2/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1～3μm，比表面积不小于5000m2/kg，纯度不小于99％，维系硬度108GPa，导热系数20～30W/(m·K)；
所述砂子为石英砂，由细度模数为1.6～2.2、2.3～3.0两种细度砂子按4:3的质量比混合而成，堆积密度为1480～1560kg/m3；
所述高强度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，断裂伸长率3～5％；
所述的钢渣粉为炼钢厂产生的矿渣经研磨所得，粒径为1～3μm，比表面积不小于5000m2/kg，密度3.1g/cm3～3.7g/cm3，活性级别为S95级。
所述粉煤灰为火电厂燃煤产生的粉煤灰经过研磨而成的超细粉煤灰，粒径为1～3μm，比表面积不小于5000m2/kg，烧失量不大于3.2％，需水量不大于91％，活性指数85～90％，SiO2含量55～60％，Fe2O3含量6.1～6.5％，Al2O3含量22～24％，CaO含量3.9～4.5％。
所述低度氧化石墨烯片层粉体的片层厚度为2.35～2.75nm，片层平面尺寸为1.3～2.5μm，含氧量为8.5～13.8％，比表面积为261～287m2/g，导热系数为1326～1852W/(m·K)，低度氧化石墨烯片层粉体制备方法为：先将石墨粉90～120份、研磨助剂6～9份和分散助剂8～12份放入球磨罐内混合研磨，研磨1小时后加入氧化剂14～16份和氧化助剂2～3份，然后在继续研磨20小时，所述石墨粉的粒径为13～15μm，碳含量不小于99.5％；所述氧化剂为氯酸钾、过硫酸钾和重铬酸钾按5:5:6的质量份组成；所述氧化助剂为二氧化铅或者三氟化钴；所述分散助剂为粉状聚羧酸减水剂，固体聚羧酸减水剂含量不小于99.5％，含水率不大于2％，细度为平均粒径为35μm，减水率不小于30％，所述研磨助剂由硅粉和钢渣粉按1:2的质量份组成的混合粉体；所述球磨机为高能行星式球磨机，球磨罐为不锈钢罐，磨球为GCr15超硬度合金磨球，球料比例为8:1，球磨转速300转/分钟。
所述磷渣粉为电炉法生产黄磷后所得到了炉渣磨细所得，粒径为1～3μm，比表面积不小于5000m2/kg，密度2.9g/cm3～3.2g/cm3，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％。
所述碎石为花岗岩或玄武岩的碎石，其粒径为3～10mm、10～20mm和20～30三级配按质量份4:4:2组成，压碎指标为9％，堆积密度为1560～1790kg/m3。
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℃，在搅拌下同时慢慢加入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接枝改性所得，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/(mK)，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/(mK)；
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。
本发明高韧性高抗渗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900～980份、砂子443～505份、硅粉40～41份、氮化硼粉34～37份、低度氧化石墨烯片层粉体0.5～1.0份、高强度聚乙烯醇纤维1.4～1.6份放入拌合器使其充分混合均匀；
步骤二，按质量份数将水泥418～432份、粉煤灰34～35份、钢渣粉45～49份和磷渣粉17～18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11.7～12.2份、减水剂17.6～18.3、改性氧化石墨烯分散液117.2～122.2份及水36.7～47.2份混合并搅拌均匀得到混合物；
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高韧性高抗渗高耐久性混凝土。
本发明通过合理科学的混凝土组分及比例设计，在强度等级达到C130～C150的要求后，通过多种功能组分材料的多种功能性效应的协同作用形成微观及宏观均匀一致交织交联的结构，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和耐久性，同时具有良好的经济性。
本发明通过掺入具有二次水化作用及填充效应的粉煤灰、钢渣粉、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而密实及体积稳定的混凝土；通过掺入具有填充效应超细硅粉及兼具填充和导热功能的氮化硼粉，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掺入超新粉状掺合料的分散及其提高水化反应；通过掺入具有填充、促进水化作用、增强增韧、提高导热性能的低氧化度氧化石墨烯，提高混凝土的结构密实性及稳定性；通过掺入高氧化度氧化石墨烯的对于水化产物及聚集态结构的模板及组装效应，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各个组分的不同作用之间的协同，最终得到了适合于C130～C150强度要求的各种工程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、钢渣粉、磷渣粉具有良好的二次水化反应的效果，同时它们的合理级配使其在调整水化反应的同时发挥出了更好的填充效果，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，这几个组分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低度氧化石墨烯纳米片层与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：通过掺入高度氧化石墨烯纳米片层，使之有效地发挥了在水泥水化产物及其聚集态结构形成过程的模板及组装作用，促使制备混凝土形成了由水化产物交织交联形成的密实均匀的微观结构，使之强度和抗渗透耐久性等显著提高。
(4)分散激发剂保证了钢渣粉、磷渣粉、硅粉、低度氧化石墨烯片层粉体、氮化硼粉等的均匀分散，促进了这些组份与水泥水化反应的作用。
本发明的混凝土达到了C130～C150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3.63～3.75W/(m·K)，28天龄期混凝土的导热系数为4.62～4.67W/(m·K)、抗压强度为135.4～156.2MPa、抗折强度为21.5～23.9MPa、劈拉强度为12.6～14.4MPa、抗弯拉强度为15.4～19.6MPa、抗弯拉弹性模量为47.7～61.2GPa，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：C130高韧性高抗渗高耐久性混凝土的制备方法
步骤一，按质量份数将碎石980份、砂子505份、硅粉40份、氮化硼粉34份、低度氧化石墨烯片层粉体0.5份、高强度聚乙烯醇纤维1.4份放入拌合器使其充分混合均匀；
步骤二，按质量份数将水泥418份、粉煤灰34份、钢渣粉45份和磷渣粉17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11.7份、减水剂17.6、改性氧化石墨烯分散液117.2份及水47.2份混合并搅拌均匀得到混合物；
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高韧性高抗渗高耐久性混凝土。
本实施例的水泥为P·O52.5标号硅酸盐水泥；
所述硅粉的粒径尺寸为0.1～0.3μm的超细硅灰，比表面积比小于6000m2/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1～3μm，比表面积不小于5000m2/kg，纯度不小于99％，维系硬度108GPa，导热系数20～30W/(m·K)；
所述砂子为石英砂，由细度模数为1.6～2.2、2.3～3.0两种细度砂子按4:3的质量比混合而成，堆积密度为1480～1560kg/m3；
所述高强度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，断裂伸长率3～5％；
所述的钢渣粉为炼钢厂产生的矿渣经研磨所得，粒径为1～3μm，比表面积不小于5000m2/kg，密度3.1g/cm3～3.7g/cm3，活性级别为S95级。
所述粉煤灰为火电厂燃煤产生的粉煤灰经过研磨而成的超细粉煤灰，粒径为1～3μm，比表面积不小于5000m2/kg，烧失量不大于3.2％，需水量不大于91％，活性指数85～90％，SiO2含量55～60％，Fe2O3含量6.1～6.5％，Al2O3含量22～24％，CaO含量3.9～4.5％。
所述低度氧化石墨烯片层粉体的片层厚度为2.35～2.75nm，片层平面尺寸为1.3～2.5μm，含氧量为8.5～13.8％，比表面积为261～287m2/g，导热系数为1326～1852W/(m·K)，低度氧化石墨烯片层粉体制备方法为：先将石墨粉90～120份、研磨助剂6～9份和分散助剂8～12份放入球磨罐内混合研磨，研磨1小时后加入氧化剂14～16份和氧化助剂2～3份，然后在继续研磨20小时，所述石墨粉的粒径为13～15μm，碳含量不小于99.5％；所述氧化剂为氯酸钾、过硫酸钾和重铬酸钾按5:5:6的质量份组成；所述氧化助剂为二氧化铅或者三氟化钴；所述分散助剂为粉状聚羧酸减水剂，固体聚羧酸减水剂含量不小于99.5％，含水率不大于2％，细度为平均粒径为35μm，减水率不小于30％，所述研磨助剂由硅粉和钢渣粉按1:2的质量份组成的混合粉体；所述球磨机为高能行星式球磨机，球磨罐为不锈钢罐，磨球为GCr15超硬度合金磨球，球料比例为8:1，球磨转速300转/分钟。
所述磷渣粉为电炉法生产黄磷后所得到了炉渣磨细所得，粒径为1～3μm，比表面积不小于5000m2/kg，密度2.9g/cm3～3.2g/cm3，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％。
所述碎石为花岗岩或玄武岩的碎石，其粒径为3～10mm、10～20mm和20～30三级配按质量份4:4:2组成，压碎指标为9％，堆积密度为1560～1790kg/m3。
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℃，在搅拌下同时慢慢加入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接枝改性所得，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1混凝土检测结果见表1。
实施例2：C140高韧性高抗渗高耐久性混凝土的制备方法
步骤一，按质量份数将碎石960份、砂子473份、硅粉40份、氮化硼粉35份、低度氧化石墨烯片层粉体0.7份、高强度聚乙烯醇纤维1.5份放入拌合器使其充分混合均匀；
步骤二，按质量份数将水泥425份、粉煤灰35份、钢渣粉47份和磷渣粉17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12份、减水剂17.9、改性氧化石墨烯分散液119.6份及水44.6份混合并搅拌均匀得到混合物；
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高韧性高抗渗高耐久性混凝土。
其他同实施例1，实施例2混凝土检测结果见表1。
实施例3：C150高韧性高抗渗高耐久性混凝土的制备方法
步骤一，按质量份数将碎石900份、砂子443份、硅粉41份、氮化硼粉37份、低度氧化石墨烯片层粉体1.0份、高强度聚乙烯醇纤维1.6份放入拌合器使其充分混合均匀；
步骤二，按质量份数将水泥432份、粉煤灰35份、钢渣粉49份和磷渣粉18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12.2份、减水剂18.3、改性氧化石墨烯分散液122.2份及水36.7份混合并搅拌均匀得到混合物；
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高韧性高抗渗高耐久性混凝土。
其他同实施例1，实施例3混凝土检测结果见表1。
表1实施例样品的性能
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 (10)

1.一种高韧性高抗渗高耐久性混凝土，其特征在于：按质量份数包括：水泥418～432、粉煤灰34～35份、硅粉40～41份、钢渣粉45～49份、氮化硼34～37份、低度氧化石墨烯片层粉体0.5～1.0份、磷渣粉17～18、砂子443～505份、碎石900～980份、高强度聚乙烯醇纤维1.4～1.6份、减水剂17.6～18.3份、分散激发剂11.7～12.2份、改性氧化石墨烯分散液117.2～122.2份、水36.7～47.2份。
2.根据权利要求1所述的高韧性高抗渗高耐久性混凝土，其特征在于：所述的水泥为P·O52.5标号硅酸盐水泥；
所述硅粉的粒径尺寸为0.1～0.3μm的超细硅灰，比表面积比小于6000m2/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1～3μm，比表面积不小于5000m2/kg，纯度不小于99％，维系硬度108GPa，导热系数20～30W/(m·K)；
所述砂子为石英砂，由细度模数为1.6～2.2、2.3～3.0两种细度砂子按4:3的质量比混合而成，堆积密度为1480～1560kg/m3；
所述高强度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，断裂伸长率3～5％；
所述的钢渣粉为炼钢厂产生的矿渣经研磨所得，粒径为1～3μm，比表面积不小于5000m2/kg，密度3.1g/cm3～3.7g/cm3，活性级别为S95级。
3.根据权利要求1所述的高韧性高抗渗高耐久性混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为火电厂燃煤产生的粉煤灰经过研磨而成的超细粉煤灰，粒径为1～3μm，比表面积不小于5000m2/kg，烧失量不大于3.2％，需水量不大于91％，活性指数85～90％，SiO2含量55～60％，Fe2O3含量6.1～6.5％，Al2O3含量22～24％，CaO含量3.9～4.5％。
4.根据权利要求1所述的高韧性高抗渗高耐久性混凝土，其特征在于：所述低度氧化石墨烯片层粉体的片层厚度为2.35～2.75nm，片层平面尺寸为1.3～2.5μm，含氧量为8.5～13.8％，比表面积为261～287m2/g，导热系数为1326～1852W/(m·K)，低度氧化石墨烯片层粉体制备方法为：先将石墨粉90～120份、研磨助剂6～9份和分散助剂8～12份放入球磨罐内混合研磨，研磨1小时后加入氧化剂14～16份和氧化助剂2～3份，然后在继续研磨20小时，所述石墨粉的粒径为13～15μm，碳含量不小于99.5％；所述氧化剂为氯酸钾、过硫酸钾和重铬酸钾按5:5:6的质量份组成；所述氧化助剂为二氧化铅或者三氟化钴；所述分散助剂为粉状聚羧酸减水剂，固体聚羧酸减水剂含量不小于99.5％，含水率不大于2％，细度为平均粒径为35μm，减水率不小于30％，所述研磨助剂由硅粉和钢渣粉按1:2的质量份组成的混合粉体；所述球磨机为高能行星式球磨机，球磨罐为不锈钢罐，磨球为GCr15超硬度合金磨球，球料比例为8:1，球磨转速300转/分钟。
5.根据权利要求1所述的高韧性高抗渗高耐久性混凝土，其特征在于：所述磷渣粉为电炉法生产黄磷后所得到了炉渣磨细所得，粒径为1～3μm，比表面积不小于5000m2/kg，密度2.9g/cm3～3.2g/cm3，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％。
6.根据权利要求1所述的高韧性高抗渗高耐久性混凝土，其特征在于：所述碎石为花岗岩或玄武岩的碎石，其粒径为3～10mm、10～20mm和20～30三级配按质量份4:4:2组成，压碎指标为9％，堆积密度为1560～1790kg/m3。
7.根据权利要求1所述的高韧性高抗渗高耐久性混凝土，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.根据权利要求1所述的高韧性高抗渗高耐久性混凝土，其特征在于：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：按质量份数在反应器内加入60份水并加热到85℃，在搅拌下同时慢慢加入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。
9.根据权利要求1所述的高韧性高抗渗高耐久性混凝土，其特征在于：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接枝改性所得，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。
10.一种高韧性高抗渗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900～980份、砂子443～505份、硅粉40～41份、氮化硼粉34～37份、低度氧化石墨烯片层粉体0.5～1.0份、高强度聚乙烯醇纤维1.4～1.6份放入拌合器使其充分混合均匀；
步骤二，按质量份数将水泥418～432份、粉煤灰34～35份、钢渣粉45～49份和磷渣粉17～18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11.7～12.2份、减水剂17.6～18.3、改性氧化石墨烯分散液117.2～122.2份及水36.7～47.2份混合并搅拌均匀得到混合物；
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高韧性高抗渗高耐久性混凝土。
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