CN109678439B - 一种高流动性水泥混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高流动性水泥混凝土及其制备方法，该水泥混凝土包括硫铝酸盐水泥500‑600份，细砂300‑400份，中粗砂250‑300份，矿粉100‑120份，氧化石墨烯15‑25份，空心玻璃微珠75‑85份，石膏50‑80份，复合外加剂33‑49份，水260‑320份，混凝土纤维0.6‑1.2份；通过分次混和搅拌后使混凝土纤维均匀分散成单丝，则可投入使用，本发明制备的水泥混凝土能够有效提高流动性，并且保证了抗压性、抗渗性及抗冻性。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种高流动性水泥混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土作为世界上用量大、使用范围广的建筑材料，其良好的力学性能、经济性以及对环境的适应性在各国和地区得到了广泛的发展，随着社会的发展，人们对建筑物的性能提出了更高的要求。混凝土结构作为土木工程领域最常用的结构形式，其施工与服役环境极其复杂，恶劣环境中混凝土的耐久性问题尤其突出，已成为国内外研究热点。其强度和抗渗耐水性是影响混凝土耐久性的重要因素。目前市场上的混凝土其强度和耐水性不是很理想，耐久性差，不能满足人们高要求的需要。
普通混凝土指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。混凝土主要划分为两个阶段与状态：凝结硬化前的塑性状态，即新拌混凝土或混凝土拌合物；硬化之后的坚硬状态，即硬化混凝土或混凝土，但普通混凝土的抗折性、抗冲击性较差，并且对施工组织协调要求较高，搅拌完成后必须尽快使用。
而流动性混凝土是一种用搅拌车运至现场以后加入流化剂(一种高效能减水剂)，经二次搅拌、易于流动、不易离析的大坍落度混凝土。这种混凝土的特点是流动性好，适于泵送，能保持干稠混凝土的良好性能又不増加原有混凝土的用水量，仅仅是改善了混凝土的和易性，以充分满足现代化的施工要求。这种混凝土适用于各种大型、新型、断面复杂、钢筋密集的建筑物采用集中生产的方式，便于控制质量、生产效率高便于施工，能缩短工期、降低造价，高流动混凝土具有更好的施工和易性，其10h抗折强度高于4MPa，抗压强度高达30MPa，同时还具有更好的体积稳定性，抗渗性及抗冻性等耐久性指标也显著优于普通混凝土。因此有必要提供一种高流动性水泥混凝土来满足现代建筑的更高要求。
发明专利申请CN 106915912 A公开了一种高流动性抗渗混凝土拌合料，包含硅酸盐水泥450-470重量份；细砂380-400重量份；中粗砂220-250重量份；石子1150-1200重量份；矿粉90-95重量份；水160-162重量份；泵送剂12.7-12.9重量份；聚丙烯网状纤维0.9-1.8重量份，该发明制备成的高流动性抗渗混凝土拌合料，使超细纤维的聚丙烯网状纤维与细砂能够实现有机结合，提高细砂与其他配料的粘结性，抗压强度及抗渗性、抗冻等性能一般，不能很好地适用于现场施工中应用于钢筋结构较密集的场合。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供了一种高流动性水泥混凝土及其制备方法，抗压性、抗渗性及抗冻性较好，施工应用方便。
为实现以上技术问题，本发明提供以下技术方案：
一种高流动性水泥混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥500-600份，细砂300-400份，中粗砂250-300份，矿粉100-120份，氧化石墨烯15-25份，空心玻璃微珠75-85份，石膏50-80份，复合外加剂33-49份，水260-320份，混凝土纤维0.6-1.2份。
优选地，所述复合外加剂由以下重量份的组分配制而成：减水剂8-10份；引气剂5-8份；缓凝剂4-6份；VAE乳液(醋酸乙烯-乙烯共聚乳液)5-7份；柠檬酸钠5-8份，丙二醇6-10份。
优选地，所述高流动性水泥混凝土，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥530-550份，细砂320-350份，中粗砂250-280份，矿粉100-110份，氧化石墨烯18-20份，空心玻璃微珠78-80份，石膏60-70份，减水剂9-10份，引气剂5-7份，缓凝剂4-5份，VAE乳液5-6份，柠檬酸钠5-7份，丙二醇6-8份，水260-300份，混凝土纤维0.8-1.0份。
优选地，所述的引气剂为松香树脂类、烷基/烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类、皂苷类以及蛋白质和石油磺盐酸中的任一种或两种，优选为烷基苯磺酸钠。
优选地，所述缓凝剂为有机磷酸盐或硼酸盐中的任一种，优选为磷酸甲酯。
优选地，所述减水剂为羰基焦醛。
本发明的另一目的在于提供上述任一所述的水泥混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将细砂、中粗砂、矿粉、空心玻璃微珠、石膏及氧化石墨烯装入搅拌机搅拌；
(2)投入混凝土纤维，干拌；
(3)加入配方量水的60-70％，同时加入复合外加剂搅拌；
(4)投入硫铝酸盐水泥，搅拌，加入剩余水进行搅拌；
(5)混凝土纤维均匀分散成单丝，即得高流动性水泥混凝土。
优选地，步骤(2)中，干拌的时间为30-40s；
优选地，步骤(3)中，搅拌的时间为20-30s；
优选地，步骤(4)中，投入硫铝酸盐水泥后的搅拌的时间为40-60s；
优选地，步骤(2)中，所述的空心玻璃微珠的粒度为10-250微米，壁厚1-2微米。
优选地，步骤(3)中，所述混凝土纤维为长度为2-5厘米的丝状聚丙烯纤维。
优选地，步骤(6)中，如果仍有成束纤维则延长搅拌时间20-30秒。
优选地，所述复合外加剂的配制方法如下：
(a)将柠檬酸钠与水混合，加热、搅拌，得柠檬酸钠溶液，加入丙二醇和VAE乳液，升温至80-90℃，优选为85℃，超声振动，得混合液；
(b)将混合液冷却，加入减水剂、引气剂，超声振动；
(c)加入缓凝剂，在氮气的保护下升温，加入双氧水，超声振动，调节pH值到中性，得所述复合外加剂。
优选地，步骤(a)中，所述加热的温度为30-40℃，搅拌10-20min，超声振动的时间为5-8min；
优选地，步骤(a)中，所述柠檬酸钠溶液的pH值为8-9；
优选地，步骤(b)中，冷却的温度至20-25℃，加入减水剂、引气剂的条件为在冰水浴中加入，所述超声振动的时间为1-3min；
优选地，步骤(c)中，升温温度为50-70℃，超声振动时间为3-5min。
步骤(a)中超声振动频率为f1，
式中，T1表示(a)的混合液温度；T10表示(a)的预设温度值，温度值为80℃；g1表示(a)中加入丙二醇和VAE乳液的质量，G10混合液的总质量；n表示柠檬酸钠溶液的比热容；f10表示(a)中预设的振动频率，其为55kHz；
其中(b)中超声振动频率为f2，
式中，f1表示(a)中的振动频率；T2表示(b)中的混合液温度；T20表示(b)中的预设温度值，温度值为26℃；n表示柠檬酸钠溶液的比热容；f20表示(b)中预设的振动频率，其为30kHz；
其中，(c)中加入缓凝剂，在氮气的保护下升温至60℃，加入双氧水，超声振动频率为
式中，f30表示(c)中预设的振动频率，其为25kHz；g3表示(c)中加入缓凝剂的质量，G3表示(c)中混合液的总质量，n表示柠檬酸钠溶液的比热容。
优选地，在步骤(4)中，加入剩余水后进行搅拌，最终的搅拌时间根据下述公式(4)确定：
式中，t表示最终的搅拌时间；T4表示加入剩余水时混凝土的温度；T40表示预设温度值，取值为40℃；c表示搅拌转速，取值10-20rpm；m表示混凝土中硫铝酸盐水泥的重量；M表示混凝土中添加的固体总重量；v表示修正系数，v的取值为0.82。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)采用硫铝酸盐水泥，其具有较高的早期强度，并且在负温度环境下仍然能够具有较好的施工性能，而且采用硫铝酸盐水泥配置的混凝土还具有优良的抗冻、抗渗、抗腐蚀的性能，在搅拌的过程中，硫酸盐水泥自身能够有效地抑制碱骨料反应，避免了混凝土结构膨胀、开裂甚至破坏的现象。
(2)发明所述高流动性水泥混凝土配置方法中添加了经过特殊复配的复合外加剂，能够在混凝土浆水化的不同阶段分别起作用，或在同一时间内共同发挥作用，实现多功能、多效能的目的。
(3)本发明提供的高流动性水泥混凝土，在于采用此方法生产混凝土克服了水泥浆难以把砂石完全均匀包裹的缺陷，从而达到增加混凝土强度及节约水泥的目的，在降低了生产成本的同时增强了水泥的流动性，能够更好地达到施工要求，同时能够具有缓凝的效果，为施工过程提供了更多的时间。
(4)柠檬酸钠溶液为所述复合外加剂的制备提供碱性环境，丙二醇和VAE乳液，由于VAE乳液具有一定的粘连性，并且具有耐高温的特性，因此对的混合液进行升温，并进行超声振动，随着温度的增加，振动频率逐渐增大至最高频率，使得VAE乳液与其它成分充分融合，在冰水浴中加入烷基苯磺酸钠，避免其过快分解，加入磷酸甲酯，在氮气的保护下升温，氮气的化学性质稳定，无毒无害，加入氮气能够隔绝空气中的氧气与所述混合液中的物质发生化学反应，超声振动频率至最低，最终形成稳定的，高效的混凝土复合外加剂，具有增强混凝土的抗冻性、抗渗性，延长混凝土的凝结时间，并且能增强混凝土的流动性。
(5)混凝土纤维能有效地控制混凝土/砂浆塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂纹，防止及抑制混凝土原生裂缝的形成和发展，大大改善混凝土/砂浆的防裂抗渗性能、抗冲磨性能，增加混凝土的韧性，从而提高混凝土的使用寿命。
(6)氧化石墨烯具有较大的比表面积，其片层上含有大量的含氧官能团，能够在减水剂的作用下将本已分散的混凝土颗粒重新团聚成大量结构松散、尺寸较小的重组絮凝结构，对后期混凝土浆体硬化阶段产生积极的影响，增加混凝土制品的强度。
氧化石墨烯中的含氧官能团并不会在混凝土中起到化学反应，因此在施工过程中不会加速混凝土的水化，为施工人员提供了充足的时间，降低了生产成本。
氧化石墨烯的加入增加了混凝土浆中的凝胶孔及毛细孔的数量，其片层对部分的毛细孔可以起到封闭堵塞的作用，有效提升混凝土制品的抗渗性能，并且，氧化石墨烯的掺入能够有效提高混凝土制品的抗折强度及抗压强度，较普通混凝土来讲，加入适量的氧化石墨烯的混凝土的抗折强度能够至少提升30％，同时，氧化石墨烯对混凝土中的晶体氢氧化钙有细化作用，能够提高混凝土制品的匀质性，在混凝土制品破坏过程中，氧化石墨烯片层还能对破坏过程中混凝土制品内部微裂缝的形成和扩展产生一定的阻碍作用，大大提升了混凝土制品的耐久性。减水剂采用羰基焦醛，为憎水基主链为脂肪族烃类，是一种绿色高效减水剂。不污染环境，不损害人体健康。对水泥适用性广，对混凝土增强效果明显，坍落度损失小，低温无硫酸钠结晶现象。
(7)缓凝剂能够有效降低水泥水化速度和水化热、延长凝结时间。
(8)VAE乳液能够有效防止混凝土制品的龟裂，同时能够提升混凝土制品的耐冲击力、耐酸性，延长使用寿命。
(9)以上各组分协同作用，使得本发明制备的高流动性水泥混凝土具有较好的性能，减少了混凝土的用量并节约了施工过程中的用水、用电能耗等。
具体实施方式
实施例1
本实施例中的高流动性水泥混凝土，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥500份；细砂300份；中粗砂250份；矿粉100份；氧化石墨烯15份；空心玻璃微珠75份；石膏50份；减水剂(羰基焦醛)8份；引气剂(松香树脂)5份；缓凝剂(硼酸甲酯)4份；VAE乳液5份；柠檬酸钠5份，丙二醇6份；水260份；聚丙烯纤维0.6份；
其制备方法如下：
(1)将细砂、中粗砂、矿粉、及10微米、壁厚1微米的空心玻璃微珠、石膏及氧化石墨烯装入搅拌机搅拌；
(2)投入长度为2厘米的丝状聚丙烯纤维，干拌30秒；
(3)加入60％的水，同时加入复合外加剂搅拌20秒；
(4)投入硫铝酸盐水泥，搅拌40秒后，加入剩余水进行搅拌；
(5)随机取样检测，仍有成束纤维则延长搅拌时间20秒，即得高流动性水泥混凝土。
其中，所述复合外加剂的配制方法如下：
(a)将柠檬酸钠与水混合，加热30℃、搅拌10min，得柠檬酸钠溶液，加入丙二醇和VAE乳液，升温至80℃，超声振动5min，得混合液；
(b)将混合液冷却至20℃，加入减水剂、引气剂，超声振动1min；
(c)加入缓凝剂，在氮气的保护下升温至50℃，加入双氧水，超声振动3min，调节pH值到中性，得所述复合外加剂。
实施例2
本实施例中的高流动性水泥混凝土，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥600份；细砂400份；中粗砂300份；矿粉120份；氧化石墨烯25份；空心玻璃微珠85份；石膏80份；减水剂(羰基焦醛)10份；引气剂(十四烷基苯磺酸钠)8份；缓凝剂(磷酸甲酯)6份；VAE乳液7份；柠檬酸钠8份，丙二醇10份；水320份；聚丙烯纤维1.2份；
其制备方法如下：
(1)将细砂、中粗砂、矿粉、及100微米、壁厚2微米的空心玻璃微珠、石膏及氧化石墨烯装入搅拌机搅拌；
(2)投入长度为3厘米的丝状聚丙烯纤维，干拌35秒；
(3)加入70％的水，同时加入复合外加剂搅拌25秒；
(4)投入硫铝酸盐水泥，搅拌50秒后，加入剩余水进行搅拌；
(5)聚丙烯纤维均匀分散成单丝，即得高流动性水泥混凝土。
其中，所述复合外加剂的配制方法如下：
(a)将柠檬酸钠与水混合，加热35℃、搅拌15min，得柠檬酸钠溶液，加入丙二醇和VAE乳液，升温至85℃，超声振动6min，得混合液；
(b)将混合液冷却至25℃，加入减水剂、引气剂，超声振动2min；
(c)加入缓凝剂，在氮气的保护下升温至60℃，加入双氧水，超声振动4min，调节pH值到中性，得所述复合外加剂。
实施例3
本实施例中的高流动性水泥混凝土，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥530份；细砂320份；中粗砂280份；矿粉100份；氧化石墨烯18份；空心玻璃微珠78份；石膏60份；减水剂(羰基焦醛)9份；引气剂(皂苷、蛋白质各2.5份)5份；缓凝剂(磷酸甲酯)4份；VAE乳液6份；柠檬酸钠5份，丙二醇6份；水300份；聚丙烯纤维1.0份；
其制备方法如下：
(1)将细砂、中粗砂、矿粉、及250微米、壁厚1微米的空心玻璃微珠、石膏及氧化石墨烯装入搅拌机搅拌；
(2)投入长度为5厘米的丝状聚丙烯纤维，干拌40秒；
(3)加入65％的水，同时加入复合外加剂搅拌30秒；
(4)投入硫铝酸盐水泥，搅拌60秒后，加入剩余水进行搅拌；
(5)随机取样检测，仍有成束纤维则延长搅拌时间30秒，即得高流动性水泥混凝土。
其中，所述复合外加剂的配制方法如下：
(a)将柠檬酸钠与水混合，加热40℃、搅拌20min，得柠檬酸钠溶液，加入丙二醇和VAE乳液，升温至90℃，超声振动8min，得混合液；
(b)将混合液冷却至25℃，加入减水剂、引气剂，超声振动3min；
(c)加入缓凝剂，在氮气的保护下升温至70℃，加入双氧水，超声振动5min，调节pH值到中性，得所述复合外加剂。
实施例4
本实施例中的高流动性水泥混凝土，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥550份；细砂350份；中粗砂250份；矿粉110份；氧化石墨烯20份；空心玻璃微珠80份；石膏70份；减水剂(羰基焦醛)10份；引气剂(十二烷基磺酸钠)7份；缓凝剂(磷酸甲酯)5份；VAE乳液5份；柠檬酸钠7份，丙二醇8份；水260份；聚丙烯纤维0.8份；
其制备方法如下：
(1)将细砂、中粗砂、矿粉、及50微米、壁厚2微米的空心玻璃微珠、石膏及氧化石墨烯装入搅拌机搅拌；
(2)投入长度为2厘米的丝状聚丙烯纤维，干拌30秒；
(3)加入60％的水，同时加入复合外加剂搅拌30秒；
(4)投入硫铝酸盐水泥，搅拌40秒后，加入剩余水进行搅拌；
(5)聚丙烯纤维均匀分散成单丝，即得高流动性水泥混凝土。
其中，所述复合外加剂的配制方法如下：
(a)将柠檬酸钠与水混合，加热30℃、搅拌10min，得柠檬酸钠溶液，加入丙二醇和VAE乳液，升温至80℃，超声振动6min，得混合液；
(b)将混合液冷却至20℃，加入减水剂、引气剂，超声振动1min；
(c)加入缓凝剂，在氮气的保护下升温至50℃，加入双氧水，超声振动3min，调节pH值到中性，得所述复合外加剂。
对比例1(与实施例2相比，不含氧化石墨烯)
本实施例中的高流动性水泥混凝土，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥600份；细砂400份；中粗砂300份；矿粉120份；空心玻璃微珠85份；石膏80份；减水剂(羰基焦醛)10份；引气剂(十四烷基苯磺酸钠)8份；缓凝剂(磷酸甲酯)6份；VAE乳液7份；柠檬酸钠8份，丙二醇10份；水320份；聚丙烯纤维1.2份；
其制备方法如下：
(1)将细砂、中粗砂、矿粉、及100微米、壁厚2微米的空心玻璃微珠、石膏装入搅拌机搅拌；
(2)投入长度为3厘米的丝状聚丙烯纤维，干拌35秒；
(3)加入70％的水，同时加入复合外加剂搅拌25秒；
(4)投入硫铝酸盐水泥，搅拌50秒后，加入剩余水进行搅拌；
(5)聚丙烯纤维均匀分散成单丝，即得高流动性水泥混凝土。
其中，所述复合外加剂的配制方法如下：
(a)将柠檬酸钠与水混合，加热35℃、搅拌15min，得柠檬酸钠溶液，加入丙二醇和VAE乳液，升温至85℃，超声振动6min，得混合液；
(b)将混合液冷却至25℃，加入减水剂、引气剂，超声振动2min；
(c)加入缓凝剂，在氮气的保护下升温至60℃，加入双氧水，超声振动4min，调节pH值到中性，得所述复合外加剂。
对比例2(与实施例2相比，不含柠檬酸钠)
本实施例中的高流动性水泥混凝土，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥600份；细砂400份；中粗砂300份；矿粉120份；氧化石墨烯25份；空心玻璃微珠85份；石膏80份；减水剂(羰基焦醛)10份；引气剂(十四烷基苯磺酸钠)8份；缓凝剂(磷酸甲酯)6份；VAE乳液7份；丙二醇10份；水320份；聚丙烯纤维1.2份；
其制备方法如下：
(1)将细砂、中粗砂、矿粉、及100微米、壁厚2微米的空心玻璃微珠、石膏及氧化石墨烯装入搅拌机搅拌；
(2)投入长度为3厘米的丝状聚丙烯纤维，干拌35秒；
(3)加入70％的水，同时加入复合外加剂搅拌25秒；
(4)投入硫铝酸盐水泥，搅拌50秒后，加入剩余水进行搅拌；
(5)聚丙烯纤维均匀分散成单丝，即得高流动性水泥混凝土。
其中，所述复合外加剂的配制方法如下：
(a)混合丙二醇和VAE乳液，升温至85℃，超声振动6min，得混合液；
(b)将混合液冷却至25℃，加入减水剂、引气剂，超声振动2min；
(c)加入缓凝剂，在氮气的保护下升温至60℃，加入双氧水，超声振动4min，调节pH值到中性，得所述复合外加剂。
对比例3(与实施例2相比，混凝土纤维为聚丙烯腈纤维)
本实施例中的高流动性水泥混凝土，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥600份；细砂400份；中粗砂300份；矿粉120份；氧化石墨烯25份；空心玻璃微珠85份；石膏80份；减水剂(羰基焦醛)10份；引气剂(十四烷基苯磺酸钠)8份；缓凝剂(磷酸甲酯)6份；VAE乳液7份；柠檬酸钠8份，丙二醇10份；水320份；聚丙烯腈纤维1.2份；
其制备方法如下：
(1)将细砂、中粗砂、矿粉、及100微米、壁厚2微米的空心玻璃微珠、石膏及氧化石墨烯装入搅拌机搅拌；
(2)投入长度为3厘米的聚丙烯腈纤维，干拌35秒；
(3)加入70％的水，同时加入复合外加剂搅拌25秒；
(4)投入硫铝酸盐水泥，搅拌50秒后，加入剩余水进行搅拌；即得高流动性水泥混凝土。
其中，所述复合外加剂的配制方法如下：
(a)将柠檬酸钠与水混合，加热35℃、搅拌15min，得柠檬酸钠溶液，加入丙二醇和VAE乳液，升温至85℃，超声振动6min，得混合液；
(b)将混合液冷却至25℃，加入减水剂、引气剂，超声振动2min；
(c)加入缓凝剂，在氮气的保护下升温至60℃，加入双氧水，超声振动4min，调节pH值到中性，得所述复合外加剂。
对比例4(与实施例2相比，不含VAE乳液)
本实施例中的高流动性水泥混凝土，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥600份；细砂400份；中粗砂300份；矿粉120份；氧化石墨烯25份；空心玻璃微珠85份；石膏80份；减水剂(羰基焦醛)10份；引气剂(十四烷基苯磺酸钠)8份；缓凝剂(磷酸甲酯)6份；柠檬酸钠8份，丙二醇10份；水320份；聚丙烯纤维1.2份；
其制备方法如下：
(1)将细砂、中粗砂、矿粉、及100微米、壁厚2微米的空心玻璃微珠、石膏及氧化石墨烯装入搅拌机搅拌；
(2)投入长度为3厘米的丝状聚丙烯纤维，干拌35秒；
(3)加入70％的水，同时加入复合外加剂搅拌25秒；
(4)投入硫铝酸盐水泥，搅拌50秒后，加入剩余水进行搅拌；
(5)聚丙烯纤维均匀分散成单丝，即得高流动性水泥混凝土。
其中，所述复合外加剂的配制方法如下：
(a)将柠檬酸钠与水混合，加热35℃、搅拌15min，得柠檬酸钠溶液，加入丙二醇，升温至85℃，超声振动6min，得混合液；
(b)将混合液冷却至25℃，加入减水剂、引气剂，超声振动2min；
(c)加入缓凝剂，在氮气的保护下升温至60℃，加入双氧水，超声振动4min，调节pH值到中性，得所述复合外加剂。
对比例5(与实施例2相比，不含空心玻璃微珠)
本实施例中的高流动性水泥混凝土，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥600份；细砂400份；中粗砂300份；矿粉120份；氧化石墨烯25份；石膏80份；减水剂(羰基焦醛)10份；引气剂(十四烷基苯磺酸钠)8份；缓凝剂(磷酸甲酯)6份；VAE乳液7份；柠檬酸钠8份，丙二醇10份；水320份；聚丙烯纤维1.2份；
其制备方法如下：
(1)将细砂、中粗砂、矿粉、石膏及氧化石墨烯装入搅拌机搅拌；
(2)投入长度为3厘米的丝状聚丙烯纤维，干拌35秒；
(3)加入70％的水搅拌25秒；
(4)投入硫铝酸盐水泥，搅拌50秒后，加入剩余水进行搅拌；
(5)聚丙烯纤维均匀分散成单丝，即得高流动性水泥混凝土。
其中，所述复合外加剂的配制方法如下：
(a)将柠檬酸钠与水混合，加热35℃、搅拌15min，得柠檬酸钠溶液，加入丙二醇和VAE乳液，升温至85℃，超声振动6min，得混合液；
(b)将混合液冷却至25℃，加入减水剂、引气剂，超声振动2min；
(c)加入缓凝剂，在氮气的保护下升温至60℃，加入双氧水，超声振动4min，调节pH值到中性，得所述复合外加剂。
对比例6(与实施例2相比，硫铝酸盐水泥含量不同)
本实施例中的高流动性水泥混凝土，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥650份；细砂400份；中粗砂300份；矿粉120份；氧化石墨烯25份；空心玻璃微珠85份；石膏80份；减水剂(羰基焦醛)10份；引气剂(十四烷基苯磺酸钠)8份；缓凝剂(磷酸甲酯)6份；VAE乳液7份；丙二醇10份；水320份；聚丙烯纤维1.2份；
其制备方法如下：
(1)将细砂、中粗砂、矿粉、及100微米、壁厚2微米的空心玻璃微珠、石膏及氧化石墨烯装入搅拌机搅拌；
(2)投入长度为3厘米的丝状聚丙烯纤维，干拌35秒；
(3)加入70％的水，同时加入复合外加剂搅拌25秒；
(4)投入硫铝酸盐水泥，搅拌50秒后，加入剩余水进行搅拌；
(5)聚丙烯纤维均匀分散成单丝，即得高流动性水泥混凝土。
其中，所述复合外加剂的配制方法如下：
(a)混合丙二醇和VAE乳液，升温至85℃，超声振动6min，得混合液；
(b)将混合液冷却至25℃，加入减水剂、引气剂，超声振动2min；
(c)加入缓凝剂，在氮气的保护下升温至60℃，加入双氧水，超声振动4min，调节pH值到中性，得所述复合外加剂。
对比例7(与实施例2相比，硫铝酸盐水泥含量不同)
本实施例中的高流动性水泥混凝土，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥450份；细砂400份；中粗砂300份；矿粉120份；氧化石墨烯25份；空心玻璃微珠85份；石膏80份；减水剂(羰基焦醛)10份；引气剂(十四烷基苯磺酸钠)8份；缓凝剂(磷酸甲酯)6份；VAE乳液7份；丙二醇10份；水320份；聚丙烯纤维1.2份；
其制备方法如下：
(1)将细砂、中粗砂、矿粉、及100微米、壁厚2微米的空心玻璃微珠、石膏及氧化石墨烯装入搅拌机搅拌；
(2)投入长度为3厘米的丝状聚丙烯纤维，干拌35秒；
(3)加入70％的水，同时加入复合外加剂搅拌25秒；
(4)投入硫铝酸盐水泥，搅拌50秒后，加入剩余水进行搅拌；
(5)聚丙烯纤维均匀分散成单丝，即得高流动性水泥混凝土。
其中，所述复合外加剂的配制方法如下：
(a)混合丙二醇和VAE乳液，升温至85℃，超声振动6min，得混合液；
(b)将混合液冷却至25℃，加入减水剂、引气剂，超声振动2min；
(c)加入缓凝剂，在氮气的保护下升温至60℃，加入双氧水，超声振动4min，调节pH值到中性，得所述复合外加剂。
效果例
上述各实施例制备的高流动性水泥混凝土，均依照GB/T 50164-2011《混凝土质量控制标准》要求的条件下分别检测其坍落度、抗压强度(10h)、抗渗等级及抗冻等级，检测结果如下表1所示：
表1混凝土各性能参数
| 评价指标 | 坍落度(mm) | 抗压强度(MPa) | 抗渗等级 | 抗冻等级 |
| 实施例1 | 159 | 42.7 | P7 | F150 |
| 实施例2 | 168 | 45.8 | P10 | F250 |
| 实施例3 | 157 | 43.3 | P7 | F100 |
| 实施例4 | 161 | 46.1 | P8 | F200 |
| 对比例1 | 156 | 32.5 | P5 | F50 |
| 对比例2 | 168 | 33.2 | P5 | F100 |
| 对比例3 | 173 | 35.9 | P6 | F50 |
| 对比例4 | 169 | 32.8 | P6 | F100 |
| 对比例5 | 153 | 37.9 | P6 | F50 |
| 对比例6 | 151 | 39.2 | P5 | F100 |
| 对比例7 | 146 | 40.1 | P6 | F100 |
由此可知，本发明提供的高流动性水泥混凝土，通过改变固体原料及外加剂，能够有效增强混凝土的流动性，并且在一定程度上提高混凝土的抗压强度、抗渗等级以及抗冻等级。其中，空心玻璃微珠的含量对流动性影响较大，在实际应用中，若需要较高流动性的混凝土则可以在适当的范围内提高空心玻璃微珠的含量，反之减少。
上述高流动性水泥混凝土的制备方法中，生产的混凝土克服了水泥浆难以把砂石完全均匀包裹的缺陷，从而达到增加混凝土强度或是节约水泥的目的，并且增强了水泥的流动性，能够更好地达到施工要求，同时能够具有缓凝的效果，为施工过程提供了更多的时间。
通过本发明所述方法配置的高流动性水泥混凝土较普通混凝土来说，各方面性能大大提升，能够满足现代化建设及更高的施工要求。
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种高流动性水泥混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥500-600份，细砂300-400份，中粗砂250-300份，矿粉100-120份，氧化石墨烯15-25份，空心玻璃微珠75-85份，石膏50-80份，复合外加剂33-49份，水260-320份，混凝土纤维0.6-1.2份；
其中，所述复合外加剂由以下重量份的组分配制而成：减水剂8-10份；引气剂5-8份；缓凝剂4-6份；VAE乳液5-7份；柠檬酸钠5-8份，丙二醇6-10份；所述混凝土纤维为聚丙烯纤维。
2.根据权利要求1所述的水泥混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：硫铝酸盐水泥530-550份，细砂320-350份，中粗砂250-280份，矿粉100-110份，氧化石墨烯18-20份，空心玻璃微珠78-80份，石膏60-70份，减水剂9-10份，引气剂5-7份，缓凝剂4-5份，VAE乳液5-6份，柠檬酸钠5-7份，丙二醇6-8份，水260-300份，混凝土纤维0.8-1.0份。
3.根据权利要求2所述的水泥混凝土，其特征在于，所述的引气剂为松香树脂类、烷基/烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类、皂苷类以及蛋白质和石油磺盐酸中的任一种或两种。
4.根据权利要求2所述的水泥混凝土，其特征在于，所述缓凝剂为有机磷酸盐或硼酸盐中的任一种。
5.根据权利要求1-4任一所述的水泥混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将细砂、中粗砂、矿粉、空心玻璃微珠、石膏及氧化石墨烯装入搅拌机搅拌；
(2)投入混凝土纤维，干拌；
(3)加入配方量水的60-70％，同时加入复合外加剂搅拌；
(4)投入硫铝酸盐水泥，搅拌，加入剩余水进行搅拌；
(5)混凝土纤维均匀分散成单丝，即得高流动性水泥混凝土。
6.根据权利要求5所述的水泥混凝土的制备方法，其特征在于，所述复合外加剂的配制方法如下：
(a)将柠檬酸钠与水混合，加热、搅拌，得到柠檬酸钠溶液，加入丙二醇和VAE乳液，升温至80-90℃，超声振动，得混合液；
(b)将混合液冷却，加入减水剂、引气剂，超声振动；
(c)加入缓凝剂，在氮气的保护下升温，加入双氧水，超声振动，调节pH值到中性，得所述复合外加剂。
7.根据权利要求6所述的水泥混凝土的制备方法，其特征在于，
步骤(a)中超声振动频率为f1，
式中，T1表示(a)的混合液温度；T10表示(a)的预设温度值，温度值为80℃；g1表示(a)中加入丙二醇和VAE乳液的质量，G10混合液的总质量；n表示柠檬酸钠溶液的比热容；f10表示(a)中预设的振动频率，其为55kHz；
其中(b)中超声振动频率为f2
式中，f1表示(a)中的振动频率；T2表示(b)中的混合液温度；T20表示(b)中的预设温度值，温度值为26℃；n表示柠檬酸钠溶液的比热容；f20表示(b)中预设的振动频率，其为30kHz；
其中，(c)中超声振动频率为f3
式中，f30表示(c)中预设的振动频率，其为25kHz；g3表示(c)中加入缓凝剂的质量，G3表示(c)中混合液的总质量，n表示柠檬酸钠溶液的比热容。
8.根据权利要求5所述的水泥混凝土的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中加入剩余水后的搅拌时间根据下述公式(4)确定：
式中，t表示最终的搅拌时间；T4表示加入剩余水时混凝土的温度；T40表示预设温度值，取值为40℃；c表示强制式搅拌机的转速；m表示混凝土中硫铝酸盐水泥的重量；M表示混凝土中添加的的固体总重量；v表示修正系数，v的取值为0.82。
9.根据权利要求5所述的水泥混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的混凝土纤维为长度为2-5厘米的丝状聚丙烯纤维。
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