CN111410476A - 一种高性能抗渗混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高性能抗渗混凝土，涉及绿色建筑材料的技术领域，按重量份数计，包括以下组分：粗骨料1000‑1200份、细骨料550‑650份、水泥400‑500份、粉煤灰80‑120份、硅微粉50‑65份、高效减水剂8‑10份、增强填料100‑200份、水120‑180份。该高性能抗渗混凝土的制备方法包括以下步骤：S1.将水泥、粉煤灰、硅微粉，混合均匀得到预混粉料；S2.将粗骨料、细骨料，将粗骨料与细骨料混合均匀，再掺入S1步骤得到的预混粉料，混合均匀得到干拌合料；S3.将高效减水剂、增强填料和水，将高效降水及和增强填料投入至干拌合料中并搅拌均匀，再加入水搅拌均匀得拌合混凝土。本发明具有结构强度高、抗渗性能优异的技术效果。

Description

一种高性能抗渗混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及绿色建筑材料的技术领域，尤其是涉及一种高性能抗渗混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。普通混凝土是指以水泥为胶凝材料，砂子和石子为骨料，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一定强度的水泥混凝土，是目前工程上最大量使用的混凝土品种。但普通混凝土材料由于自身结构的特点，在使用过程中，特别是对那些地下以及水肿结构工程中经常会出现渗漏的现象，这严重制约了混凝土材料的应用，因此，如何提高混凝土的抗渗性能尤为重要。
现阶段，提高混凝土抗渗性能的常见方法如下：掺用引起型外加剂，使混凝土内部产生不连通的气泡，截断毛细管通道，改变孔隙结构，从而提高混凝土的抗渗性。另外还有膨胀混凝土同样具有较为良好的抗渗性能，其添加使混凝土产生膨胀的膨胀外加剂，不仅可以减少或消除干缩的体积缩小，而且还可以堵塞和填充混凝土的毛细孔隙，提高抗渗能力。
但是上述两种常用的抗渗混凝土大多都存在内部应力不均导致开裂或产生微裂纹，最终降低混凝土的力学强度的问题。
发明内容
本发明的目的一是提供一种结构强度高且抗渗性能优异的一种高性能抗渗混凝土。
本发明是通过以下技术方案得以实现的：
一种高性能抗渗混凝土，按重量份数计，包括以下组分：粗骨料1000-1200份、细骨料550-650份、水泥400-500份、粉煤灰80-120份、硅微粉50-65份、高效减水剂8-10份、增强填料100-200份、水120-180份。
进一步设置为：按重量份数计，包括以下组分:粗骨料1050-1150份、细骨料600-650 份、水泥425-475份、粉煤灰95-110份、硅微粉50-60份、高效减水剂9-10份、增强填料130-160份、水130-150份。
进一步设置为：按重量百分比计，所述增强填料包括膨润土45-65％、增强纤维10-20％、水溶胶5-10％，余量为水。
进一步设置为：所述增强纤维选自聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、酚醛树脂纤维、钢纤维中的一种或多种。
进一步设置为：所述热固性丙烯酸酯水溶胶的制备方法如下：将140ml乙二醇丁醚、60ml异丙醇混合并搅拌均匀，加热至110℃得反应底液；量取138ml单体甲基丙烯酸酯甲酯、138ml丙烯酸酯丁酯、24ml丙烯酸酯和3g偶氮二异丁腈混合并搅拌均匀，加热至80℃得到反应添加液，在3-4h内将反应添加液匀速滴入至反应底液中，反应得到热固性丙烯酸酯水溶胶。
进一步设置为：所述热固性丙烯酸酯水溶胶的制备方法中，在将反应添加液全部加入至反应滴液中后，80℃保温反应40-60min至反应完全，再加入24ml二乙醇胺调节 pH至中性，并加水配成固含量为60％的热固性丙烯酸酯水溶胶。
本发明的目的二是提供一种上述高性能抗渗混凝土的制备方法，本发明的目的二是通过以下技术方案实现的：
一种高性能抗渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1.称取相应重量份数的水泥、粉煤灰、硅微粉，混合均匀得到预混粉料；
S2.称取相应重量份数的粗骨料、细骨料，将粗骨料与细骨料混合均匀，再掺入S1步骤得到的预混粉料，混合均匀得到干拌合料；
S3.称取相应重量份数的高效减水剂、增强填料和水，将高效降水及和增强填料投入至干拌合料中并搅拌均匀，再加入水搅拌均匀得拌合混凝土。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
(1)本发明采用粗骨料、细骨料搭配形成具有良好级配的骨料，使骨料与粉料混合时可得到更加密实的混凝土拌合料，减少混凝土拌合料中的孔隙，提高抗渗性能与力学性能；
(2)配方中添加高效减水剂可大幅降低水灰比，进而降低水化反应时产生的孔隙率；此外，增强填料一方面可填充在混凝土拌合料的孔隙中，另一方面也可对混凝土拌合料起到较好地结构与力学增强效果，从而得到综合性能优异的抗渗混凝土；
(3)增强填料由膨润土、增强纤维和水溶胶复配而成，膨润土遇水膨胀填充混凝土中的孔隙与微裂缝，增强纤维一方面可填充孔隙，另一方面可增强混凝土的抗压强度，使混凝土不易开裂，水溶胶可提高增强纤维在混凝土中的分散稳定性，进一步改善增强填料的增强效果。
具体实施方式
实施例1：
一种高性能抗渗混凝土，其组分含量如表1所示。
表1实施例1-5组分含量表
Figure RE-GDA0002505790920000031
其中，粗骨料为粒径10mm-35mm的连续级配碎石，压碎值为7.6％，含泥量0.58％。细骨料为细砂，细砂的细度模数为2.0，平均粒径为0.27mm。
水泥选用云南国资水泥红河有限公司生产的P.O 42.5级水泥。
粉煤灰选用云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司生产Ⅱ级粉煤灰。
硅微粉选用含硅量为90％的硅微粉(四川朗天资源综合利用有限责任公司)。
高效减水剂选用聚羧酸减水剂(河北神鹏化工有限公司)。
增强填料中的增强纤维选用聚丙烯纤维，增强填料中的水溶胶为热固性丙烯酸酯水溶胶。水溶胶的制备方法如下：将140ml乙二醇丁醚、60ml异丙醇混合并搅拌均匀，加热至110℃得反应底液；量取138ml单体甲基丙烯酸酯甲酯、138ml丙烯酸酯丁酯、24ml 丙烯酸酯和3g偶氮二异丁腈混合并搅拌均匀，加热至80℃得到反应添加液，在3-4h内将反应添加液匀速滴入至反应底液中，80℃保温40min再加入24ml二乙醇调节pH至中性，再加水配成固含量为60％的热固性丙烯酸酯水溶胶。
上述高性能抗渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1.称取相应重量份数的水泥、粉煤灰、硅微粉，混合均匀得到预混粉料；
S2.称取相应重量份数的粗骨料、细骨料，将粗骨料与细骨料混合均匀，再掺入S1步骤得到的预混粉料，混合均匀得到干拌合料；
S3.称取相应重量份数的高效减水剂、增强填料和水，将高效降水及和增强填料投入至干拌合料中并搅拌均匀，再加入水搅拌均匀得拌合混凝土。
实施例2：
一种高性能抗渗混凝土，其组分含量如表1所示。
其中，粗骨料为粒径10mm-35mm的连续级配碎石，压碎值为7.6％，含泥量0.58％。细骨料为细砂，细砂的细度模数为2.0，平均粒径为0.27mm。
水泥选用云南国资水泥红河有限公司生产的P.O 42.5级水泥。
粉煤灰选用云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司生产Ⅱ级粉煤灰。
硅微粉选用含硅量为92％的硅微粉(四川朗天资源综合利用有限责任公司)。
高效减水剂选用聚羧酸减水剂(河北神鹏化工有限公司)。
增强填料中的增强纤维选用钢纤维，增强填料中的水溶胶为热固性丙烯酸酯水溶胶。水溶胶的制备方法如下：将140ml乙二醇丁醚、60ml异丙醇混合并搅拌均匀，加热至110℃得反应底液；量取138ml单体甲基丙烯酸酯甲酯、138ml丙烯酸酯丁酯、24ml 丙烯酸酯和3g偶氮二异丁腈混合并搅拌均匀，加热至80℃得到反应添加液，在3-4h内将反应添加液匀速滴入至反应底液中，80℃保温45min再加入24ml二乙醇调节pH至中性，再加水配成固含量为60％的热固性丙烯酸酯水溶胶。
上述高性能抗渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1.称取相应重量份数的水泥、粉煤灰、硅微粉，混合均匀得到预混粉料；
S2.称取相应重量份数的粗骨料、细骨料，将粗骨料与细骨料混合均匀，再掺入S1步骤得到的预混粉料，混合均匀得到干拌合料；
S3.称取相应重量份数的高效减水剂、增强填料和水，将高效降水及和增强填料投入至干拌合料中并搅拌均匀，再加入水搅拌均匀得拌合混凝土。
实施例3：
一种高性能抗渗混凝土，其组分含量如表1所示。
其中，粗骨料为粒径10mm-35mm的连续级配碎石，压碎值为7.6％，含泥量0.58％。细骨料为细砂，细砂的细度模数为2.0，平均粒径为0.27mm。
水泥选用云南国资水泥红河有限公司生产的P.O 42.5级水泥。
粉煤灰选用云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司生产Ⅱ级粉煤灰。
硅微粉选用含硅量为94％的硅微粉(四川朗天资源综合利用有限责任公司)。
高效减水剂选用聚羧酸减水剂(河北神鹏化工有限公司)。
增强填料中的增强纤维选用质量比为2:1的聚丙烯纤维与钢纤维，增强填料中的水溶胶为热固性丙烯酸酯水溶胶。水溶胶的制备方法如下：将140ml乙二醇丁醚、60ml异丙醇混合并搅拌均匀，加热至110℃得反应底液；量取138ml单体甲基丙烯酸酯甲酯、138ml 丙烯酸酯丁酯、24ml丙烯酸酯和3g偶氮二异丁腈混合并搅拌均匀，加热至80℃得到反应添加液，在3-4h内将反应添加液匀速滴入至反应底液中，80℃保温50min再加入24ml 二乙醇调节pH至中性，再加水配成固含量为60％的热固性丙烯酸酯水溶胶。
上述高性能抗渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1.称取相应重量份数的水泥、粉煤灰、硅微粉，混合均匀得到预混粉料；
S2.称取相应重量份数的粗骨料、细骨料，将粗骨料与细骨料混合均匀，再掺入S1步骤得到的预混粉料，混合均匀得到干拌合料；
S3.称取相应重量份数的高效减水剂、增强填料和水，将高效降水及和增强填料投入至干拌合料中并搅拌均匀，再加入水搅拌均匀得拌合混凝土。
实施例4：
一种高性能抗渗混凝土，其组分含量如表1所示。
其中，粗骨料为粒径10mm-35mm的连续级配碎石，压碎值为7.6％，含泥量0.58％。细骨料为细砂，细砂的细度模数为2.0，平均粒径为0.27mm。
水泥选用云南国资水泥红河有限公司生产的P.O 42.5级水泥。
粉煤灰选用云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司生产Ⅱ级粉煤灰。
硅微粉选用含硅量为92％的硅微粉(四川朗天资源综合利用有限责任公司)。
高效减水剂选用聚羧酸减水剂(河北神鹏化工有限公司)。
增强填料中的增强纤维选用重量比为1:2:1的聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维和酚醛树脂纤维，增强填料中的水溶胶为热固性丙烯酸酯水溶胶。水溶胶的制备方法如下：将140ml 乙二醇丁醚、60ml异丙醇混合并搅拌均匀，加热至110℃得反应底液；量取138ml单体甲基丙烯酸酯甲酯、138ml丙烯酸酯丁酯、24ml丙烯酸酯和3g偶氮二异丁腈混合并搅拌均匀，加热至80℃得到反应添加液，在3-4h内将反应添加液匀速滴入至反应底液中，80℃保温55min再加入24ml二乙醇调节pH至中性，再加水配成固含量为60％的热固性丙烯酸酯水溶胶。
上述高性能抗渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1.称取相应重量份数的水泥、粉煤灰、硅微粉，混合均匀得到预混粉料；
S2.称取相应重量份数的粗骨料、细骨料，将粗骨料与细骨料混合均匀，再掺入S1步骤得到的预混粉料，混合均匀得到干拌合料；
S3.称取相应重量份数的高效减水剂、增强填料和水，将高效降水及和增强填料投入至干拌合料中并搅拌均匀，再加入水搅拌均匀得拌合混凝土。
实施例5：
一种高性能抗渗混凝土，其组分含量如表1所示。
其中，粗骨料为粒径10mm-35mm的连续级配碎石，压碎值为7.6％，含泥量0.58％。细骨料为细砂，细砂的细度模数为2.0，平均粒径为0.27mm。
水泥选用云南国资水泥红河有限公司生产的P.O 42.5级水泥。
粉煤灰选用云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司生产Ⅱ级粉煤灰。
硅微粉选用含硅量为90％的硅微粉(四川朗天资源综合利用有限责任公司)。
高效减水剂选用聚羧酸减水剂(河北神鹏化工有限公司)。
增强填料中的增强纤维选用质量比为2:1的聚丙烯纤维与钢纤维，增强填料中的水溶胶为热固性丙烯酸酯水溶胶。水溶胶的制备方法如下：将140ml乙二醇丁醚、60ml异丙醇混合并搅拌均匀，加热至110℃得反应底液；量取138ml单体甲基丙烯酸酯甲酯、138ml 丙烯酸酯丁酯、24ml丙烯酸酯和3g偶氮二异丁腈混合并搅拌均匀，加热至80℃得到反应添加液，在3-4h内将反应添加液匀速滴入至反应底液中，80℃保温60min再加入24ml 二乙醇调节pH至中性，再加水配成固含量为60％的热固性丙烯酸酯水溶胶。
上述高性能抗渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1.称取相应重量份数的水泥、粉煤灰、硅微粉，混合均匀得到预混粉料；
S2.称取相应重量份数的粗骨料、细骨料，将粗骨料与细骨料混合均匀，再掺入S1步骤得到的预混粉料，混合均匀得到干拌合料；
S3.称取相应重量份数的高效减水剂、增强填料和水，将高效降水及和增强填料投入至干拌合料中并搅拌均匀，再加入水搅拌均匀得拌合混凝土。
对比例1：本对比例与实施例1的区别在于，将增强填料等质量替换成硅微粉。
对比例2：本对比例与实施例1的区别在于，将高效减水剂等质量替换成水。
性能测试：
抗渗性测试
按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082—2009对实施例1-5和对比例1-2所制得的混凝土试件进行抗水渗透试验。试验结果如表2所示。
抗压强度测试
参照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002测定实施例1-5和对比例1-2 中混凝土的抗压强度。混凝土立方体抗压强度试件成型后立即用不透水的薄膜覆盖表面，且在温度为20±5℃的环境中带模养护至终凝后24h内拆模。拆模后立即放入温度为20±2℃、相对湿度为95％以上的标准养护室中养护，达到28d进行抗压强度测试。测试结果如表2所示。
表2性能测试数据表
Figure RE-GDA0002505790920000071
本实施例的实施原理及有益效果为：本发明在配方中添加高效减水剂降低水灰比，改善混凝土内部机构，同时添加增强填料，增强填料一方面遇水膨胀填充孔隙缺陷，另一方面增强纤维可有效提高混凝土的抗压性能，使混凝土不易开裂，力学性能更好。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高性能抗渗混凝土，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：粗骨料1000-1200份、细骨料550-650份、水泥400-500份、粉煤灰80-120份、硅微粉50-65份、高效减水剂8-10份、增强填料100-200份、水120-180份。
2.根据权利要求1所述的一种高性能抗渗混凝土，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分:粗骨料1050-1150份、细骨料600-650份、水泥425-475份、粉煤灰95-110份、硅微粉50-60份、高效减水剂9-10份、增强填料130-160份、水130-150份。
3.根据权利要求2所述的一种高性能抗渗混凝土，其特征在于，按重量百分比计，所述增强填料包括膨润土65-75%、增强纤维5-15%、余量为水溶胶。
4.根据权利要求3所述的一种高性能抗渗混凝土，其特征在于：所述增强纤维选自聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、酚醛树脂纤维、钢纤维中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的一种高性能抗渗混凝土，其特征在于：所述水溶胶为热固性丙烯酸酯水溶胶。
6.根据权利要求5所述的一种高性能抗渗混凝土，其特征在于，所述热固性丙烯酸酯水溶胶的制备方法如下：将140ml乙二醇丁醚、60ml异丙醇混合并搅拌均匀，加热至110℃得反应底液；量取138ml单体甲基丙烯酸酯甲酯、138ml丙烯酸酯丁酯、24ml丙烯酸酯和3g偶氮二异丁腈混合并搅拌均匀，加热至80℃得到反应添加液，在3-4h内将反应添加液匀速滴入至反应底液中，反应得到热固性丙烯酸酯水溶胶。
7.根据权利要求6所述的一种高性能抗渗混凝土，其特征在于，所述热固性丙烯酸酯水溶胶的制备方法中，在将反应添加液全部加入至反应滴液中后，80℃保温反应40-60min至反应完全，再加入24ml二乙醇胺调节pH至中性，并加水配成固含量为60%的热固性丙烯酸酯水溶胶。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的高性能抗渗混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.称取相应重量份数的水泥、粉煤灰、硅微粉，混合均匀得到预混粉料；
S2.称取相应重量份数的粗骨料、细骨料，将粗骨料与细骨料混合均匀，再掺入S1步骤得到的预混粉料，混合均匀得到干拌合料；
S3.称取相应重量份数的高效减水剂、增强填料和水，将高效降水及和增强填料投入至干拌合料中并搅拌均匀，再加入水搅拌均匀得拌合混凝土。
CN202010219657.2A 2020-03-25 2020-03-25 一种高性能抗渗混凝土及其制备方法 Pending CN111410476A (zh)

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