CN109678430A - 管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土及其制备方法。管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土包括以下重量份的组分：300‑380份水泥、90‑130份矿粉、28‑52份粉煤灰、750‑850份河砂、850‑950份碎石、8‑14份外加剂、120‑180份水、80‑100份抗渗组合物、20‑60份增强组合物；抗渗组合物由以下组分混合而成：改性硅灰、硫酸铝钙、松香酸钠、三乙醇胺、丙烯酸酯乳液和荷叶疏水剂；增强组合物由以下组分混合而成：高强陶粒、玻化微珠、改性碳纤维、聚酰亚胺短纤维。本发明的管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土具有不离析泌水、和易性和流动性好，抗压强度高，且抗渗性能好的优点。

Description

管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，更具体地说，它涉及一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土及其制备方法。

背景技术

综合管廊，即用箱涵拼接形成的地下城市管道综合走廊，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。它是实施统一规划、设计、施工和维护，建于城市地下用于铺设市政公用管线的市政公用设施。

目前，箱涵施工一般采用现浇，在开挖好的沟槽内设置底层，浇筑一层自密实混凝土垫层，再将加工好的钢筋现场绑扎，支内模和外模，较大的箱涵一般先浇筑底板和侧壁的下半部分，再绑扎侧壁上部和顶板钢筋，支好内外模，浇筑侧壁上半部分和顶板。待混凝土达到设计要求的强度时拆模，在箱涵两侧同时回填土。

对于组成管廊的箱涵来说，作用于箱涵的荷载通常有垂直土荷载、活荷载、箱涵自重力、土的侧向压力及内外水压力等。公知的混凝土构件是刚性结构，目前，对公知的混凝土构件的评判更注重抗压强度，因此，现有的混凝土构件抗压强度强，混凝土构件质脆，表面易出现龟裂、破损；主要原因是混凝土凝固后其内的毛细孔率较高，劈裂抗拉强度差，这样混凝土构件在频繁或瞬间重压或冲击力的作用下，致混凝土构件频繁或极端承载而使得构件表面出现龟裂、破损，在地下内外水压力下，容易出现渗水现象。

因此，在保证自密实混凝土具有较好抗压强度的基础上，提高混凝土的防渗水能力，是目前亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土，其具有不易离析泌水，和易性和流动性较好，抗压强度好，防水能力高的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土的制备方法，其具有出的混凝土具有抗压强度高，防水能力较好的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土，包括以下重量份的组分：300-380份水泥、90-130份矿粉、28-52份粉煤灰、750-850份河砂、850-950份碎石、8-14份外加剂、120-180份水、80-100份抗渗组合物、20-60份增强组合物；

所述抗渗组合物由以下重量份的组分混合而成：5-10份改性硅灰、1-5份硫酸铝钙、1-3份松香酸钠、5-10份三乙醇胺、20-30份丙烯酸酯乳液和10-15份荷叶疏水剂；

所述增强组合物由以下重量份的组分混合而成：1-5份高强陶粒、5-10份玻化微珠、5-10份改性碳纤维、10-15份聚酰亚胺短纤维。

通过采用上述技术方案，由于采用合适的水灰比和砂率，使得混凝土具有良好的流动性，不离析泌水，使用改性硅灰作为抗渗组合物，因为硅灰掺入混凝土中能够很好的填充于水泥颗粒空隙之间，使混凝土浆体更加致密，降低混凝土的空隙，且硅灰能够降低游离的钙离子和氢氧根离子的浓度，促进水化作用的进行，提高混凝土的早期强度，并提高混凝土的抗压、抗折强度、抗冻性能和抗渗性能；硫酸铝钙是一种混凝土膨胀剂，防止混凝土因干缩和温差产生的裂缝，提高混凝土的抗裂防水能力，松香酸钠是一种效果良好的引气剂，能够改善混凝土拌合物的和易性和粘聚性，且在混凝土把拌合物中引入大量均匀分布、闭合且稳定的微小气泡，减少渗水通道，改善混凝土的坍落度、流动性和可塑性，减少混凝土泌水和离析，提高混凝土的匀质性、抗渗性和耐久性，三乙醇胺具有早强和增强的作用，是一种早强防水剂，它能使水泥水化速度加快，水化生成物数量增多，水泥石结晶变细，结构致密，从而提高混凝土的抗压强度和抗渗性能；

高强陶粒的吸水率低、抗冻性能和耐久性好，陶粒外观大部分成圆形或椭圆形球体，能够增加混凝土的流动性，外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气的作用，并且赋予陶粒较高的强度，可使混凝土具有较高的强度，陶瓷立碑结构呈细密蜂窝状微孔，这些微孔都是封闭型且不连通的，从而可使混凝土具有较好的抗渗性能；玻化微珠由于表面玻化形成一定的颗粒强度，可提高混凝土浆体的流动性，减少混凝土的干缩，提高混凝土的抗渗性能和抗裂性能；经过改性的碳纤维表面粗糙度增加，润湿性提高，与混凝土原料的契合强度增加，可进一步提高混凝土的抗裂性能和抗渗性能；聚酰亚胺短纤维具有良好的力学性能，，掺和在混凝土浆体中可进一步提高混凝土的抗压强度、抗裂强度和抗折强度等力学性能。

进一步地，所述改性硅灰由以下方法制成：将5-10份硅灰用10-15份质量分数为10-12％的高锰酸钾溶液浸泡1-2h，用去离子水冲洗，再用10-15份质量分数为10-15％的硫酸溶液浸泡10-20min，用去离子水冲洗后烘干至含水率低于10％，与1-3份碳化硅、1-5份硅藻土、1-3份聚醚醚酮混合，在2000-2500r/min的转速下搅拌5-8min，烘干。

通过采用上述技术方案，将硅灰用高锰酸钾和硫酸溶液浸泡后，能够去除硅灰表面的杂质，再与碳化硅、硅藻土和聚醚醚酮混合，碳化硅的化学稳定性稳定，硬度高，耐磨性好，其莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石(10级)，能够提高混凝土的强度，聚醚醚酮具有较高的熔点和优良的润滑性，能够提高水泥在混凝土中的均匀性，提高水泥的水化效果，增强混凝土凝固后的强度和抗渗效果。

进一步地，所述改性碳纤维由以下方法制成：将1-5份碳纤维置于由10-15份质量浓度为90-92％的硫酸和1-5份质量浓度为4-5％的高锰酸钾溶液组成的混合溶液中，将混合溶液的温度控制为60-70℃，浸泡10-15min，取出，用蒸馏水冲洗至中性，在90-100℃下干燥处理后，与5-10份聚丙烯混炼塑化、拉片并造粒，粒子的粒径为1-5mm。

通过采用上述技术方案，将碳纤维置于硫酸和高锰酸钾溶液中进行表面处理，因为碳纤维表面存在许多沉积物，与高强陶粒、玻化微珠等作为增强组合物时，与高强陶粒和玻化微珠的粘结性能较差，当混凝土受力时，碳纤维容易与高强陶粒和玻化微珠出现分离，造成混凝土出现裂缝，抗渗性能降低，将碳纤维和聚丙烯混炼塑化后造粒，聚丙烯具有较强的抗冲击强度和拉伸强度，韧性大，与碳纤维混合造粒后，制得的粒子强度高，韧性大。

进一步地，所述外加剂包括1-5份减水剂和2-4份早强剂。

通过采用上述技术方案，减水剂能够降低水灰比，提高混凝土的流动性和保塑性能，提高混凝土的密实性，早强剂能够加速水泥的水化速度，促进混凝土早期强度的发展，既具有早强功能，又具有一定减水增强功能。

进一步地，所述减水剂为木质素磺酸钙、聚丙烯酸钠和氨基磺酸钠中的一种或几种的混合物。

进一步地，所述早强剂为氯化铝、硫酸钠和硝酸钙中的一种或几种的混合物。

进一步地，水泥为P.O42.5硅酸盐水泥，粉煤灰为I级粉煤灰，烧失量≤3.0％，45μm筛余量≤12％，需水量比≤95％，含水率≤1.0％，活性指数≥70。

通过采用上述技术方案，P.O42.5硅酸盐水泥的强度高，水灰比较小，且硅酸盐水泥不易发生泌水和离析，硅酸盐水泥硬化后，可以使混凝土的密度增大，减少孔隙率，提高混凝土的密实度和强度；粉煤灰的活性成分为二氧化硅和三氧化二铝，与水泥、水混合后，能够生成较为稳定的胶凝材料，从而使混凝土具有较高的强度，同时粉煤灰中70％以上的颗粒是无定型的球形玻璃体，主要起到滚珠轴承作用，在混凝土拌合物中发挥润滑作用，改善混凝土拌合物的和易性，且粉煤灰与碎石等构成合理级配，使彼此之间互相填充，能有效增加混凝土密实度，进一步提高混凝土的抗压强度。

进一步地，所述河砂的细度模数为2.3-3.0，含泥量为≤2.0％。

通过采用上述技术方案，在该细度模数范围内的中砂，有助于加各骨料之间的填充效果，减少组分之间的孔隙，从而提高组分之间的连接紧密性，防止混凝土离析，增大成型后混凝土的抗压强度。

进一步地，碎石的粒径为8-25mm，针片状颗粒含量为3-6％，表观密度为2400-2600kg/m³，堆积密度为1300-1500kg/m³，含泥量为0.2-0.4％。

通过采用上述技术方案，碎石中针片状颗粒含量适宜，能够有效提高混凝土的强度，碎石粒径合理，避免颗粒较大，使得碎石之间的孔隙较大，造成混凝土强度较低，合理控制碎石的粒径，并与砂子和粉煤灰形成合理级配，可提高混凝土的强度。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土的制备方法，包括以下步骤：

S1、将抗渗组合物、水泥、矿粉、河砂混合均匀，得第一混合物；

S2、将增强混合物、碎石、粉煤灰加入到第一混合物中，混合均匀，得到第二混合物；

S3、将外加剂加入到水中，混合均匀后加入到第二混合物中，混合均匀，制得管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

第一、由于本发明采用改性硅灰、荷叶疏水剂和丙烯酸酯乳液混合制成抗渗组合物，因为丙烯酸酯乳液具有一定粘性，能够将改性硅灰与硫酸铝钙、松香酸钠、三乙醇胺粘附在混凝土浆体中，提高混凝土浆体的粘度，从而提高混凝土的密实性，并减少混凝土中的空隙率，从而提高混凝土的抗压强度和抗渗性能，且荷叶疏水剂具有疏水性，当荷叶疏水剂在混凝土浆体内混合后，荷叶疏水剂能够在混凝土内部形成疏水性防水膜，防止水分渗入混凝土内部，提高混凝土的抗渗性能。

第二、本发明中采用改性碳纤维和高强陶粒、玻化微珠和聚酰亚胺短纤维制备增强组合物，因为改性碳纤维的表面粗糙度和粘结性能增加，其能够与高强陶粒、玻化微珠和聚酰亚胺短纤维很好的结合，之后再与混凝土中的其他原料更好的结合，进一步提高对混凝土的粘聚性，从而提高混凝土的强度和抗渗性能。

第三、本发明中将碳纤维用硫酸和高锰酸钾进行表面处理，消除碳纤维表面的沉积物，使碳纤维表面发生刻蚀，在碳纤维表面形成微孔或刻蚀沟槽，再与聚丙烯进行塑化造粒，聚丙烯的抗冲击性能可使离子的强度增大，从而使得混凝土的力学性能提高。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

改性硅灰的制备例1-3

制备例1-3中碳化硅选自泰州市鹏晨磨料有限公司出售的货号为05的碳化硅，硅藻土选自嵊州市华力硅藻土制品有限公司出售的型号为CD的硅藻土，聚醚醚酮选自太仓市腾一塑化有限公司出售的牌号为450CA30的聚醚醚酮。

制备例1：将5kg硅灰用10kg质量分数为10％的高锰酸钾溶液浸泡1h，用去离子水冲洗，再用10kg质量分数为10％的硫酸溶液浸泡10min，用去离子水冲洗后烘干至含水率低于10％，与1kg碳化硅、1kg硅藻土、1kg聚醚醚酮混合，在2000r/min的转速下搅拌5min，烘干，其中硅灰为SF93，硅灰中二氧化硅的含量≥85％，平均粒径为0.1μm，含水率≤3％，烧失量≤6％，火山会活性指数≥90％，比表面积≥15000m²/kg。

制备例2：将8kg硅灰用13kg质量分数为11％的高锰酸钾溶液浸泡1.5h，用去离子水冲洗，再用13kg质量分数为13％的硫酸溶液浸泡15min，用去离子水冲洗后烘干至含水率低于10％，与2kg碳化硅、3kg硅藻土、2kg聚醚醚酮混合，在2300r/min的转速下搅拌6min，烘干硅灰为SF93，硅灰中二氧化硅的含量≥85％，平均粒径为0.1μm，含水率≤3％，烧失量≤6％，火山会活性指数≥90％，比表面积≥15000m²/kg。

制备例3：将10kg硅灰用15kg质量分数为12％的高锰酸钾溶液浸泡2h，用去离子水冲洗，再用15kg质量分数为15％的硫酸溶液浸泡20min，用去离子水冲洗后烘干至含水率低于10％，与3kg碳化硅、5kg硅藻土、3kg聚醚醚酮混合，在2500r/min的转速下搅拌8min，烘干，硅灰为SF93，硅灰中二氧化硅的含量≥85％，平均粒径为0.1μm，含水率≤3％，烧失量≤6％，火山会活性指数≥90％，比表面积≥15000m²/kg。

改性碳纤维的制备例4-6

制备例4-6中碳纤维选自深圳市图灵进化科技有限公司出售的货号为10011的碳纤维，聚丙烯选自东莞市博能新材料科技有限公司出售的牌号为F500H的聚丙烯。

制备例4：将1kg碳纤维置于由10kg质量浓度为90％的硫酸和1kg质量浓度为4％的高锰酸钾溶液组成的混合溶液中，将混合溶液的温度控制为60℃，浸泡10min，取出，用蒸馏水冲洗至中性，在90℃下干燥处理后，与5kg聚丙烯混炼塑化、拉片并造粒，粒子的粒径为1mm。

制备例5：将3kg碳纤维置于由13kg质量浓度为91％的硫酸和3kg质量浓度为4.5％的高锰酸钾溶液组成的混合溶液中，将混合溶液的温度控制为65℃，浸泡13min，取出，用蒸馏水冲洗至中性，在95℃下干燥处理后，与8kg聚丙烯混炼塑化、拉片并造粒，粒子的粒径为3mm。

制备例6：将5kg碳纤维置于由15kg质量浓度为92％的硫酸和5kg质量浓度为5％的高锰酸钾溶液组成的混合溶液中，将混合溶液的温度控制为70℃，浸泡15min，取出，用蒸馏水冲洗至中性，在100℃下干燥处理后，与10kg聚丙烯混炼塑化、拉片并造粒，粒子的粒径为5mm。

实施例

荷叶疏水剂选自郑州诚奥化工产品有限公司出售的型号为CHXB的荷叶疏水剂，丙烯酸酯乳液选自南京磬海商贸有限公司出售的牌号为AP-4691的丙烯酸酯乳液，高强陶粒选自巩义市联盛水处理材料有限公司，聚酰亚胺短纤维选自上海固甲新材料科技有限公司出售的货号为GJ-PI1000的聚酰亚胺短纤维。

实施例1：一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照表1中原料配比，将80kg/m³抗渗组合物、300kg/m³水泥、90kg/m³矿粉、750kg/m³河砂混合均匀，得第一混合物；

其中抗渗组合物的原料如表2所示，抗渗组合物由5kg改性硅灰、1kg硫酸铝钙、1kg松香酸钠、5kg三乙醇胺、20kg丙烯酸酯乳液和10份荷叶疏水剂混合而成，改性硅油由制备例1制备而成，水泥为P.O42.5硅酸盐水泥，矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400m²/kg，28天活性指数为90％，流动度比为95％，河砂的细度模数为2.3，含泥量≤2.0％；

S2、将20kg/m³增强混合物、850kg/m³碎石、28kg/m³粉煤灰加入第一混合物中，混合均匀，得到第二混合物；

其中增强混合物的原料如表2所示，增强组合物由1kg高强陶粒、5kg玻化微珠、5kg改性碳纤维和10kg聚酰亚胺短纤维混合而成，改性碳纤维由制备例4制备而成，高强陶粒的粒径为8mm，玻化微珠的堆积密度为90kg/m2，简压强度≥150kPa，碎石的粒径为8mm，针片状颗粒含量为3％，表观密度为2400kg/m³，堆积密度为1300kg/m³，含泥量为0.2％，粉煤灰为I级粉煤灰，烧失量≤3.0％，45μm筛余量≤12％，需水量比≤95％，含水率≤1.0％，活性指数≥70；

S3、将8kg/m³外加剂加入到120kg/m³水中，混合均匀后加入到第二混合物中，混合均匀，制得管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土，其中外加剂包括1kg减水剂和2kg早强剂，减水剂为木质素磺酸钙，早强剂为氯化铝。

表1实施例1-5中混凝土的原料配比

表2实施例1-5中抗渗组合物和增强组合物的原料配比

实施例2：一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，混凝土的原料配比如表1所示：

S1中抗渗组合物的原料如表2所示，改性硅灰由制备例2制备而成，矿粉的比表面积为450m²/kg，28天活性指数为93％，流动度比为98％，河砂的细度模数为2.6，含泥量≤2.0％；

S2中增强混合物的原料如表2所示，改性碳纤维由制备例5制备而成，高强陶粒的粒径为10mm，碎石的粒径为15mm，针片状颗粒含量为4％，表观密度为2500kg/m³，堆积密度为1400kg/m³，含泥量为0.3％；

S3中外加剂包括3kg减水剂和3kg早强剂，减水剂为聚丙烯酸钠，早强剂为硫酸钠。

实施例3：一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，混凝土的原料配比如表1所示：

S1中抗渗组合物的原料配比如表2所示，改性硅灰由制备例3制备而成，矿粉的比表面积为500m²/kg，28天活性指数为95％，流动度比为100％，河砂的细度模数为3.0，含泥量≤2.0％；

S2中增强混合物的原料配比如表2所示，改性碳纤维由制备例6制备而成，高强陶粒的粒径为13mm，碎石的粒径为25mm，针片状颗粒含量为6％，表观密度为2600kg/m³，堆积密度为1500kg/m³，含泥量为0.4％；

S3中外加剂包括5kg减水剂和4kg早强剂，减水剂为氨基磺酸钠，早强剂为硝酸钙。

实施例4-5：一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，混凝土的原料配比如表1所示，抗渗组合物和增强组合物的原料配比如表2所示。

对比例对比例1：一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，增强组合物中未添加改性碳纤维。

对比例2：一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，增强组合物中未添加聚酰亚胺短纤维。

对比例3：一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，改性硅灰中未添加聚醚醚酮。

对比例4：一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，改性硅灰中未添加碳化硅。

对比例5：一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土的制备方法，与实施例1的区别在于，抗渗组合物中未添加改性硅灰。

对比例6：以申请号为CN201810309488.4的中国发明专利申请文件中的实施例1作为对照，本实施例提供一种高强度抗渗混凝土，所述混凝土原料按如下重量kg配比组成：硅酸盐水泥20kg、硅灰8kg、细度模数为1.8-2.0的细沙15kg、细度模数为2.6-3.0的中沙5kg、钢纤维3kg、酚醛纤维3kg、茎干纤维浆液3kg、沥青3kg、膨胀剂5kg、聚丙烯酸钠/聚丙烯酸活性剂2kg、醋酸乙烯酯1kg、聚乙烯醇1kg、聚酰亚胺纤维3kg、松香3kg、减水剂5kg、水6kg。在本实施例中，所述膨胀剂为硫铝酸钙膨胀剂和氧化钙膨胀剂的混合物，并且硫铝酸钙膨胀剂和氧化钙膨胀剂的配比为硫铝酸钙膨胀剂:氧化钙膨胀剂＝1:2，所述的减水剂为氨基系减水剂和聚羧酸系减水剂的复合减水剂，氨基系减水剂和聚羧酸系减水剂复合比例为：氨基系减水剂:聚羧酸系减水剂＝3:5。

性能检测试验按照实施例1-5和对比例1-6中的方法制备管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土，按照以下方法检测混凝土的各项性能，检测结果如表3所示：

1、坍落度：按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验标准》进行检测；

2、抗压强度和抗折强度：按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行测试；

3、劈裂强度：按照GB/T50550-2010《建筑结构加固工程施工质量验收规范》附录P中的方法进行测试；

4、抗渗性能：按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行测试，样品尺寸渗透压力为3.5MPa，加压时间为48h；

5、竖向膨胀率：按照GB/T50448-2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》及GB/T50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》中的方法进行测试。

表3各实施例和各对比例制得的混凝土的性能检测结果

由表3中数据可以看出，按照实施例1-5中方法制备的管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土的坍落度较大，且坍落度损失率较小，说明混凝土的流动性较好，且不易离析，抗压强度在28天时可达88.2MPa以上，28天抗折强度达到18.7MPa以上，且28天渗水高度仅为0.15mm以内，竖向膨胀率较小，说明由实施例1-5制得的自密实混凝土具有较好的抗压强度和抗渗性能。

对比例1因混凝土原料中未添加改性碳纤维，由对比例1制得的自密实混凝土的28天渗水高度为0.25mm，与实施例1制得的混凝土的渗水高度相差不大，但坍落度、抗压强度等力学性能与实施例1相比较差，说明改性碳纤维能够提高混凝土的抗压强度和劈裂强度等力学性能。

对比例2因混凝土原料中未添加聚酰亚胺短纤维，由表3中数据可以看出，按照对比例2中方法制得的混凝土的抗压强度、劈裂强度和28天抗折强度与实施例1相比均相差较大，且竖向膨胀率增加明显，说明聚酰亚胺短纤维能够增加混凝土的抗压强度、抗折强度和劈裂强度等力学性能。

对比例3因改性硅灰中未添加聚醚醚酮，对比例4因改性硅灰中未添加碳化硅，由对比例3和对比例4制得的混凝土的力学性能和抗渗性能与实施例1相比均下降明显，说明聚醚醚酮和碳化硅均能够提高混凝土的力学性能和抗渗性能。

对比例5因混凝土原料中未添加改性硅灰，有表3中数据可以看出，无论是28天抗压强度、28天抗折强度还是劈裂强度与实施例1相比，均有较大差距，且28天渗水高度为1.68，与实施例1相差较大，说明改性硅灰能够提高混凝土的抗压强度和抗渗性能。

对比例6为现有技术制备的高强抗渗混凝土，与本发明中实施例1-5制备的混凝土相比，抗压强度较小，抗渗性能较差，说明由本发明中方法制得的管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土具有较高的抗压强度和抗渗性能。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：300-380份水泥、90-130份矿粉、28-52份粉煤灰、750-850份河砂、850-950份碎石、8-14份外加剂、120-180份水、80-100份抗渗组合物、20-60份增强组合物；

所述抗渗组合物由以下重量份的组分混合而成：5-10份改性硅灰、1-5份硫酸铝钙、1-3份松香酸钠、5-10份三乙醇胺、20-30份丙烯酸酯乳液和10-15份荷叶疏水剂；

所述增强组合物由以下重量份的组分混合而成：1-5份高强陶粒、5-10份玻化微珠、5-10份改性碳纤维、10-15份聚酰亚胺短纤维。

2.根据权利要求1所述的管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土，其特征在于，所述改性硅灰由以下方法制成：将5-10份硅灰用10-15份质量分数为10-12%的高锰酸钾溶液浸泡1-2h，用去离子水冲洗，再用10-15份质量分数为10-15%的硫酸溶液浸泡10-20min，用去离子水冲洗后烘干至含水率低于10%，与1-3份碳化硅、1-5份硅藻土、1-3份聚醚醚酮混合，在2000-2500r/min的转速下搅拌5-8min，烘干。

3.根据权利要求1所述的管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土，其特征在于，所述改性碳纤维由以下方法制成：将1-5份碳纤维置于由10-15份质量浓度为90-92%的硫酸和1-5份质量浓度为4-5%的高锰酸钾溶液组成的混合溶液中，将混合溶液的温度控制为60-70℃，浸泡10-15min，取出，用蒸馏水冲洗至中性，在90-100℃下干燥处理后，与5-10份聚丙烯混炼塑化、拉片并造粒，粒子的粒径为1-5mm。

4.根据权利要求1所述的管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土，其特征在于，所述外加剂包括1-5份减水剂和2-4份早强剂。

5.根据权利要求1所述的管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土，其特征在于，所述减水剂为木质素磺酸钙、聚丙烯酸钠和氨基磺酸钠中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土，其特征在于，所述早强剂为氯化铝、硫酸钠和硝酸钙中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土，其特征在于，水泥为P.O42.5硅酸盐水泥，粉煤灰为I级粉煤灰，烧失量≤3.0%，45μm筛余量≤12%，需水量比≤95%，含水率≤1.0%，活性指数≥70。

8.根据权利要求1所述的管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土，其特征在于，所述河砂的细度模数为2.3-3.0，含泥量为≤2.0％。

9.根据权利要求1所述的管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土，其特征在于，碎石的粒径为8-25mm，针片状颗粒含量为3-6%，表观密度为2400-2600kg/m³，堆积密度为1300-1500kg/m³，含泥量为0.2-0.4%。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将抗渗组合物、水泥、矿粉、河砂混合均匀，得第一混合物；

S2、将增强混合物、碎石、粉煤灰加入到第一混合物中，混合均匀，得到第二混合物；

S3、将外加剂加入到水中，混合均匀后加入到第二混合物中，混合均匀，制得管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土。