CN112456881A - 一种高耐久性混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种高耐久性混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高耐久性混凝土及其制备方法，属于混凝土技术领域。包括以下重量份数的组分：水泥100～200份，粉煤灰15～35份，纳米微珠30～80份，矿粉20～30份，氧化铝10～18份，砂150～350份，塑料纤维20～30份，碎石300～600份、天然沸石超细粉10～15份、硫酸钠3～9份、二乙醇胺5～15份，聚丙烯纤维4～10份、减水剂10～17份和水50～120份。本发明通过加入二乙醇胺、粉煤灰和聚丙烯纤维，提高了混凝土的早期强度，有效提高了混凝土的强度、抗腐蚀性性能、抗氯离子渗透性能、抗碳化性能和抗渗性能，耐久性高，在高楼、公路和大坝可以广泛使用，且整体使用寿命较长。

Description

一种高耐久性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，尤其涉及一种高耐久性混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称，通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂或石作集料，与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。
随着工业发展和城市化进程的加快，混凝土成为道路、大坝以及桥梁等建筑的首选材料。由于现在气候环境恶劣，在建造桥梁、大坝时需要耐久性更好的混凝土，以此来增加大坝和高楼的安全性，现有技术中的混凝土存在耐久性差的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高耐久性混凝土及其制备方法和应用。本发明提供的混凝土耐久性好。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种高耐久性混凝土，包括以下重量份数的组分：
水泥100～200份，粉煤灰15～35份，纳米微珠30～80份，矿粉20～30份，氧化铝10～18份，砂150～350份，塑料纤维20～30份，碎石300～600份、天然沸石超细粉10～15份、硫酸钠3～9份、二乙醇胺5～15份，聚丙烯纤维4～10份、减水剂10～17份和水50～120份，所述纳米微珠的材质为粉煤灰硅铝酸盐。
优选地，包括以下重量份数的组分：
水泥150份，粉煤灰20份，纳米微珠50份，矿粉25份，氧化铝15份，砂200份，塑料纤维25份，碎石400份、天然沸石超细粉13份、硫酸钠6份、二乙醇胺10份，聚丙烯纤维6份、减水剂14份和水80份，所述纳米微珠的材质为粉煤灰硅铝酸盐。
优选地，所述纳米微珠的粒径为0.5～10μm。
优选地，所述聚丙烯纤维的单丝纤度≤2.2dtex，长度为1.5～200.0mm。
优选地，所述碎石的粒径为4～60mm。
优选地，所述碎石中粒径为4～7mm的占碎石的质量百分比为60％～70％。
优选地，所述粉煤灰为I级粉煤灰。
本发明还提供了上述技术方案所述高耐久性混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、砂、碎石、天然沸石超细粉和水混合，得到第一混合料；
将纳米微珠、氧化铝、塑料纤维和硫酸钠混合，得到第二混合料；
将所述第一混合料和第二混合料混合后，再与粉煤灰和矿粉混合，得到第三混合料；
将所述第三混合料、二乙醇胺、聚丙烯纤维和减水剂混合，得到第四混合料；
将所述第四混合料依次进行浇铸和成型，得到所述高耐久性混凝土。
优选地，所述混合均采用FJS1500混凝土搅拌机。
本发明提供了一种高耐久性混凝土，包括以下重量份数的组分：水泥100～200份，粉煤灰15～35份，纳米微珠30～80份，矿粉20～30份，氧化铝10～18份，砂150～350份，塑料纤维20～30份，碎石300～600份、天然沸石超细粉10～15份、硫酸钠3～9份、二乙醇胺5～15份，聚丙烯纤维4～10份、减水剂10～17份和水50～120份，所述纳米微珠的材质为粉煤灰硅铝酸盐。
与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
本发明通过加入二乙醇胺、粉煤灰和聚丙烯纤维，提高了混凝土的早期强度，有效提高了混凝土的强度、抗腐蚀性性能、抗氯离子渗透性能、抗碳化性能和抗渗性能，耐久性高，在高楼、公路和大坝可以广泛使用，且整体使用寿命较长。实施例的数据表明，本发明提供的高耐久性混凝土的抗腐蚀性达到了93％～97.6％，抗氯离子渗透性能达到了93％～94.5％，抗碳化性达到了92～97％，抗渗性达到了92％～97.9％，强度达到了94.5～96.5MPa。
本发明通过用天然沸石超细粉作为混凝土的骨料，保护了环境降低天然集料开采，降低开采，减少对大自然的损坏。
具体实施方式
本发明提供了一种高耐久性混凝土，包括以下重量份数的组分：
水泥100～200份，粉煤灰15～35份，纳米微珠30～80份，矿粉20～30份，氧化铝10～18份，砂150～350份，塑料纤维20～30份，碎石300～600份、天然沸石超细粉10～15份、硫酸钠3～9份、二乙醇胺5～15份，聚丙烯纤维4～10份、减水剂10～17份和水50～120份，所述纳米微珠的材质为粉煤灰硅铝酸盐。
在本发明中，若无特殊说明，所用的原料均来自市售商品。
在本发明中，所述高耐久性混凝土优选包括以下重量份数的组分：
水泥150份，粉煤灰20份，纳米微珠50份，矿粉25份，氧化铝15份，砂200份，塑料纤维25份，碎石400份、天然沸石超细粉13份、硫酸钠6份、二乙醇胺10份，聚丙烯纤维6份、减水剂14份和水80份，所述纳米微珠的材质为粉煤灰硅铝酸盐。
在本发明中，所述纳米微珠的粒径优选为0.5～10μm。
在本发明中，所述聚丙烯纤维的单丝纤度优选≤2.2dtex，长度优选为1.5～200.0mm。
在本发明中，所述碎石的粒径优选为4～60mm，所述碎石中粒径为4～7mm的优选占碎石的质量百分比60％～70％。
在本发明中，所述粉煤灰优选为GB/T1596-2005中定义的I级粉煤灰。
本发明还提供了上述技术方案所述高耐久性混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、砂、碎石、天然沸石超细粉和水混合，得到第一混合料；
将纳米微珠、氧化铝、塑料纤维和硫酸钠混合，得到第二混合料；
将所述第一混合料和第二混合料混合后，再与粉煤灰和矿粉混合，得到第三混合料；
将所述第三混合料、二乙醇胺、聚丙烯纤维和减水剂混合，得到第四混合料；
将所述第四混合料依次进行浇铸和成型，得到所述高耐久性混凝土。
本发明将水泥、砂、碎石、天然沸石超细粉和水混合，得到第一混合料。本发明优选将水泥、砂、碎石和天然沸石超细粉同时注入搅拌机内部，并加入水，搅拌50～60分钟，得到上述第一混合料。
本发明将纳米微珠、氧化铝、塑料纤维和硫酸钠混合，得到第二混合料。本发明优选将纳米微珠、氧化铝、塑料纤维和硫酸钠同时注入搅拌机内部，均匀混合，得到所述第二混合料。
本发明将所述第一混合料和第二混合料混合后，再与粉煤灰和矿粉混合，得到第三混合料。在本发明中，所述粉煤灰和矿粉在混合前优选分别进行过筛处理，以除去杂物，本发明对所述过筛处理的具体操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。本发明优选将所述第一混合料和第二混合料放入搅拌机内部，混合30～40分钟后，再将过筛完成的粉煤灰和矿粉注入搅拌机内部，并继续搅拌20～30分钟。
得到第三混合料后，本发明将所述第三混合料、二乙醇胺、聚丙烯纤维和减水剂混合，得到第四混合料。本发明优选将二乙醇胺、聚丙烯纤维和减水剂依次注入搅拌机内部，与所述第三混合料进行混合。
在本发明中，所述搅拌机优选均为FJS1500混凝土搅拌机。
得到第四混合料后，本发明将所述第四混合料依次进行浇铸和成型，得到所述高耐久性混凝土。本发明对所述浇铸和成型的具体操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的高耐久性混凝土及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种高耐久性混凝土，原料按重量份包括以下组份：水泥100份，I级粉煤灰15份，纳米微珠(粉煤灰硅铝酸盐微珠，粒径为0.5～10μm)30份，矿粉20份，氧化铝10份，砂150份，塑料纤维20份，碎石(粒径4～60mm，碎石中粒径为4～7mm的占碎石的质量百分比为70％)300份、天然沸石超细粉10份、硫酸钠3份、二乙醇胺5份，聚丙烯纤维(单丝纤度2.2dtex，纤维长度1.5mm)4份、减水剂10份，水50份。
制备方法如以下步骤：
S1，粉煤灰和矿粉进行过筛处理，将其中杂物去除；
S2，将水泥、砂、碎石和天然沸石超细粉同时注入搅拌机内部，并加入水50份，进行搅拌，搅拌50分钟之后，搅拌均匀，得到第一混合料；
S3，纳米微珠、氧化铝、塑料纤维和硫酸钠同时注入搅拌机内部，均匀混合之后，得到第二混合料；
S4，将第一混合料和第二混合料放入搅拌机内部，均匀混合，混合30分钟之后，将步骤S1中过筛完成的粉煤灰和矿粉注入搅拌机内部，并继续进行搅拌，搅拌20分钟，得到第三混合料；
S5，将二乙醇胺、聚丙烯纤维和减水剂依次注入搅拌机内部，并与内部第三混合料进行混合，搅拌均匀之后进行浇铸和成型，得到高耐久性混凝土。
实施例2
一种高耐久性混凝土，原料按重量份包括以下组份：水泥150份，I级粉煤灰20份，纳米微珠(粉煤灰硅铝酸盐微珠，粒径为0.5～10μm)50份，矿粉25份，氧化铝15份，砂200份，塑料纤维25份，碎石(粒径4～60mm，碎石中粒径为4～7mm的占碎石的质量百分比为60％)400份、天然沸石超细粉13份、硫酸钠6份、二乙醇胺10份，聚丙烯纤维(单丝纤度2.2dtex，纤维长度1.5mm)6份、减水剂14份，水80份。
制备方法如以下步骤：
S1，粉煤灰和矿粉进行过筛处理，将其中杂物去除；
S2，将水泥、砂、碎石和天然沸石超细粉同时注入搅拌机内部，并加入水50份，进行搅拌，搅拌55分钟之后，搅拌均匀，得到第一混合料；
S3，纳米微珠、氧化铝、塑料纤维和硫酸钠同时注入搅拌机内部，均匀混合之后，得到第二混合料；
S4，将第一混合料和第二混合料放入搅拌机内部，均匀混合，混合30分钟之后，将步骤S1中过筛完成的粉煤灰和矿粉注入搅拌机内部，并继续进行搅拌，搅拌30分钟，得到第三混合料；
S5，将二乙醇胺、聚丙烯纤维和减水剂依次注入搅拌机内部，并与内部第三混合料进行混合，搅拌均匀之后进行浇铸和成型，得到高耐久性混凝土。
实施例3
一种高耐久性混凝土，原料按重量份包括以下组份：水泥200份，I级粉煤灰35份，纳米微珠(粉煤灰硅铝酸盐微珠，粒径为0.5～10μm)80份，矿粉30份，氧化铝18份，砂350份，塑料纤维30份，碎石(粒径4～60mm，碎石中粒径为4～7mm的占碎石的质量百分比为65％)600份、天然沸石超细粉15份、硫酸钠9份、二乙醇胺15份，聚丙烯纤维(单丝纤度2.2dtex，纤维长度1.5mm)10份、减水剂17份，水120份。
制备方法如以下步骤：
S1，粉煤灰和矿粉进行过筛处理，将其中杂物去除；
S2，将水泥、砂、碎石和天然沸石超细粉同时注入搅拌机内部，并加入水50份，进行搅拌，搅拌60分钟之后，搅拌均匀，得到第一混合料；
S3，纳米微珠、氧化铝、塑料纤维和硫酸钠同时注入搅拌机内部，均匀混合之后，得到第二混合料；
S4，将第一混合料和第二混合料放入搅拌机内部，均匀混合，混合40分钟之后，将步骤S1中过筛完成的粉煤灰和矿粉注入搅拌机内部，并继续进行搅拌，搅拌30分钟，得到第三混合料；
S5，将二乙醇胺、聚丙烯纤维和减水剂依次注入搅拌机内部，并与内部第三混合料进行混合，搅拌均匀之后进行浇铸和成型，得到高耐久性混凝土。
对比例
CN104386970A实施例1中制得的混凝土。
对实施例1～3制得的高耐久性混凝土以及对比例制得的混凝土的性能进行测试，结果如表1所示，由表1可知，本发明通过加入二乙醇胺、粉煤灰和聚丙烯纤维，提高了混凝土的早期强度，有效提高了混凝土的强度、抗腐蚀性性能、抗氯离子渗透性能、抗碳化性能和抗渗性能，耐久性高，在高楼、公路和大坝可以广泛使用，且整体使用寿命较长。
表1实施例1～3制得的高耐久性混凝土以及对比例制得的混凝土的性能
实施例1 实施例2 实施例3 对比例
抗腐蚀性 95％ 93％ 97.6％ 52％
抗氯离子渗透性 93％ 94.5％ 93.4％ 47％
抗碳化性 97％ 92％ 95.7％ 38％
抗渗性 92％ 96％ 97.9％ 41％
强度 96.5MPa 94.5MPa 94.8MPa 30MPa
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高耐久性混凝土，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
水泥100～200份，粉煤灰15～35份，纳米微珠30～80份，矿粉20～30份，氧化铝10～18份，砂150～350份，塑料纤维20～30份，碎石300～600份、天然沸石超细粉10～15份、硫酸钠3～9份、二乙醇胺5～15份，聚丙烯纤维4～10份、减水剂10～17份和水50～120份，所述纳米微珠的材质为粉煤灰硅铝酸盐。
2.根据权利要求1所述的高耐久性混凝土，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
水泥150份，粉煤灰20份，纳米微珠50份，矿粉25份，氧化铝15份，砂200份，塑料纤维25份，碎石400份、天然沸石超细粉13份、硫酸钠6份、二乙醇胺10份，聚丙烯纤维6份、减水剂14份和水80份，所述纳米微珠的材质为粉煤灰硅铝酸盐。
3.根据权利要求1或2所述的高耐久性混凝土，其特征在于，所述纳米微珠的粒径为0.5～10μm。
4.根据权利要求1或2所述的高耐久性混凝土，其特征在于，所述聚丙烯纤维的单丝纤度≤2.2dtex，长度为1.5～200.0mm。
5.根据权利要求1或2所述的高耐久性混凝土，其特征在于，所述碎石的粒径为4～60mm。
6.根据权利要求5所述的高耐久性混凝土，其特征在于，所述碎石中粒径为4～7mm的占碎石的质量百分比为60％～70％。
7.根据权利要求1或2所述的高耐久性混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为I级粉煤灰。
8.权利要求1～7任一项所述高耐久性混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将水泥、砂、碎石、天然沸石超细粉和水混合，得到第一混合料；
将纳米微珠、氧化铝、塑料纤维和硫酸钠混合，得到第二混合料；
将所述第一混合料和第二混合料混合后，再与粉煤灰和矿粉混合，得到第三混合料；
将所述第三混合料、二乙醇胺、聚丙烯纤维和减水剂混合，得到第四混合料；
将所述第四混合料依次进行浇铸和成型，得到所述高耐久性混凝土。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述混合均采用FJS1500混凝土搅拌机。
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