CN112661446B - 一种防渗、抗开裂混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防渗、抗开裂混凝土及其制备方法，混凝土原料包括如下组分：水泥150～200份；砂260～340份；骨料450～620份；粉煤灰60～80份；偏高岭土30～50份；增强纤维11～16份；吸水弹性体30～45份；减水剂2～4份；水60～90份，本方案打破该技术偏见，采用预处理进行屏蔽水分的方案，巧妙性将吸水弹性体用于混凝土配方中，提高其抗渗能力，同时还加入了增强纤维提高混凝土的抗开裂能力，使得本方案的混凝土防渗、抗开裂性能佳、施工便利且强度高。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种防渗、抗开裂混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土作为城市建设、路桥施工、水利工程中不可或缺的材料，其不单承担着结构支撑的作用，一些特殊的场景下，还要求混凝土具有较好的抗渗、抗开裂性能，例如：水利工程、温差大的路桥工程等，而由于混凝土在使用过程中，其还存在受冷受热、水分或液体浸润等情况，这些外部干扰情况直接影响了混凝土的防渗、抗开裂性能，对于一些温差大的场景下，混凝土若是遇到承重或其他受力情况，则可能会因为自身的热胀冷缩结合外力作用而发生开裂的情况，从而导致其性能下降，另外，混凝土一旦出现开裂，即使是表面无法明显观察到，但其内部组分的结合致密性亦有所破外，直接连带影响的就是混凝土的抗渗性能，虽然目前市销的一些混凝土通过加入了纤维来增强其结合强度、还通过加入矿渣、粉煤灰等进行辅助提高密度以间接提高混凝土的结合致密性，这种复合改性方式在短期内可能会存在一定的立竿见影效果，但是长期使用上，可能仍存在一定的隐患，因此，探索出如何提高混凝土防渗、抗开裂的较优方案，依然是本领域技术人员不断研究的课题，也是非常具有现实意义的项目。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种防渗、抗开裂性能佳、施工便利且强度高的防渗、抗开裂混凝土及其制备方法。
为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种防渗、抗开裂混凝土，其原料包括如下组分：
作为一种可能的实施方式，进一步，所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm。
作为一种可能的实施方式，进一步，所述的吸水弹性体为粒径在0.5～1mm的接枝型吸水膨胀橡胶颗粒，其表面经过拒水预处理施加有拒水膜层。
作为一种较优的选择实施方式，优选的，该吸水弹性体表面经过拒水预处理施加有拒水膜层的方法为：
(1)将56号石蜡间接加热至90～100℃，使其呈液态，制得液态蜡；
(2)将吸水膨胀橡胶颗粒置于真空烘箱中，以55～60℃的烘干温度对其进行烘干处理5～10min，然后取出并在其未冷却至常温前将其浸没在液态蜡中浸泡处理30～40s，其中，液态蜡采用65～75℃的水浴保温；
(3)将浸泡处理后的吸水膨胀橡胶颗粒用滤网捞出，且在吸水膨胀橡胶颗粒表面液态蜡未固化前，对其进行松散分离处理和降温处理，最后将降温处理后的吸水膨胀橡胶颗粒浸泡在温度为20～40℃的石蜡油中处理30～60s，再取出静置冷却至常温并避光隔热保存。
作为一种对吸水膨胀橡胶颗粒进行松散分离和降温处理的方法，优选的，步骤(3)中，对吸水膨胀橡胶颗粒进行松散分离和降温处理的方法为：将其置于初始温度为60～65℃的环境下进行平铺振荡处理以避免其相互粘连，振荡处理期间，以3～5℃/min的降温速率对振荡处理体系进行降温，直到降至30～40℃后，维持温度并继续振荡处理1～2min，降温过程采用常温氮气对其进行吹拂降温。
作为一种对吸水膨胀橡胶颗粒进行松散分离和降温处理的另一种方法，优选的，步骤(3)中，对吸水膨胀橡胶颗粒进行松散分离和降温处理的方法为：将其从筒状结构的冷却设备上方由上至下进行倾倒，同时，冷却设备中段或下段向上对流输入经预热且温度为35～45℃的氮气对吸水膨胀橡胶颗粒进行吹拂，令吸水膨胀橡胶颗粒受重力和氮气风阻作用而松散分离、降温，其中，氮气输入位置的竖直高度距吸水膨胀橡胶颗粒的落地高度的高度差不超过120cm(超过120cm容易摔裂拒水膜层)。
而基于上述混凝土的组成方案，本发明还提供一种防渗、抗开裂混凝土的制备方法，其应用上述所述的防渗、抗开裂混凝土，该制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料、增强纤维倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土和吸水弹性体进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，制得混凝土浆料；
(6)将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土。
作为一种可能的实施方式，进一步，步骤(4)中，搅拌混合的温度控制在不高于52度。
作为一种可能的实施方式，进一步，步骤(4)和步骤(5)混合处理的总时间不超过20min，搅拌时间超过30min时，容易因为砂、水泥、骨料等组分大量破坏吸水弹性体表面的拒水膜层，而导致吸水弹性体起到负面作用，步骤(5)至步骤(6)之间的时间间隔不超过30min，间隔时间超过30min可能会因为混凝土浆料变稠而导致内部组分间的摩擦力变大。
基于上述的制备方法，本发明还提供一种混凝土施工方法，其包括上述所述的防渗、抗开裂混凝土的制备方法。
采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本发明方案巧妙性将吸水弹性体混入混泥土配方中，且对其表面进行拒水预处理施加有拒水膜层，该拒水膜层能够在一定程度上避免吸水弹性体(具体可以是粒径在0.5～1mm的接枝型吸水膨胀橡胶颗粒)在进行混料时进行吸水，而在混凝土养护结束后，通过使用时，外界的升温、降温导致拒水膜层老化剥离或变性消除后，通过吸水弹性体进行吸收混泥土内间隙渗入的水分进行膨胀以填充该部分开裂或渗漏的混凝土内部，起到封闭堵塞渗漏的作用，而进一步可以通过石蜡进行形成拒水膜层，石蜡采用C56号石蜡，使得后期混凝土路面或其他浇筑件在干燥升温后，能够软化、脱离吸水膨胀橡胶颗粒表面，一旦其包覆的表面具有一丝裂缝，吸水膨胀橡胶即可通过吸水来进行撑裂拒水膜层，由于除夏季外，其余季节路面温度很难达到50度以上，而夏季是施工高峰期，也是较优的季节，本方案的核心之一就是吸水弹性体施工后，表面拒水膜层褪去起到防渗作用，而C56号石蜡的熔点刚好是56℃左右，其熔点亦不能超过60，否则会因为石蜡熔化剥离温度要求太高而使得吸水弹性体失效，另外，本方案还通过进一步将施加有拒水膜层的吸水膨胀橡胶颗粒进行浸泡在液体石蜡(即常温石蜡油)中进行进一步拒水处理，避免拒水膜层未能将吸水膨胀橡胶完全包覆导致后期应用时，无法起到预期效果，而现有技术中，常常因为吸水弹性体会提前吸水，混凝土养护后脱水导致其内部出现孔洞问题而被本领域技术人员认为吸水物质不能直接用于混凝土中，而本方案正是打破该技术偏见，采用预处理进行屏蔽水分的方案，巧妙性将吸水弹性体用于混凝土配方中，提高其抗渗能力，同时还加入了增强纤维提高混凝土的抗开裂能力，使得本方案的混凝土防渗、抗开裂性能佳、施工便利且强度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明方案应用时吸水弹性体抗渗的简要原理示意图；
图2是本发明方案混凝土施工后的状态之一示意图；
图3是本发明方案混凝土施工后的状态之二示意图；
图4是本发明方案混凝土施工后的状态之三示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一种防渗、抗开裂混凝土，其原料包括如下组分：
其中，所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm。
另外，所述的吸水弹性体为粒径在0.5～1mm的接枝型吸水膨胀橡胶颗粒，其表面经过拒水预处理施加有拒水膜层。
作为一种较优的选择实施方式，优选的，该吸水弹性体表面经过拒水预处理施加有拒水膜层的方法为：
(1)将56号石蜡间接加热至90～100℃，使其呈液态，制得液态蜡；
(2)将吸水膨胀橡胶颗粒置于真空烘箱中，以55～60℃的烘干温度对其进行烘干处理5～10min，然后取出并在其未冷却至常温前将其浸没在液态蜡中浸泡处理30～40s，其中，液态蜡采用65～75℃的水浴保温；
(3)将浸泡处理后的吸水膨胀橡胶颗粒用滤网捞出，且在吸水膨胀橡胶颗粒表面液态蜡未固化前，对其进行松散分离处理和降温处理，最后将降温处理后的吸水膨胀橡胶颗粒浸泡在温度为20～40℃的石蜡油中处理30～60s，再取出静置冷却至常温并避光隔热保存。
作为一种对吸水膨胀橡胶颗粒进行松散分离和降温处理的方法，优选的，步骤(3)中，对吸水膨胀橡胶颗粒进行松散分离和降温处理的方法为：将其置于初始温度为60～65℃的环境下进行平铺振荡处理以避免其相互粘连，振荡处理期间，以3～5℃/min的降温速率对振荡处理体系进行降温，直到降至30～40℃后，维持温度并继续振荡处理1～2min，降温过程采用常温氮气对其进行吹拂降温。
作为一种对吸水膨胀橡胶颗粒进行松散分离和降温处理的另一种方法，优选的，步骤(3)中，对吸水膨胀橡胶颗粒进行松散分离和降温处理的方法为：将其从筒状结构的冷却设备上方由上至下进行倾倒，同时，冷却设备中段或下段向上对流输入经预热且温度为35～45℃的氮气对吸水膨胀橡胶颗粒进行吹拂，令吸水膨胀橡胶颗粒受重力和风阻作用而松散分离、降温，其中，氮气输入位置的竖直高度距吸水膨胀橡胶颗粒的落地高度的高度差不超过120cm。
基于上述所提出的对吸水膨胀橡胶颗粒进行松散分离和降温处理的方法，本方案做出如下对比测试，论证两种方案在对吸水膨胀橡胶颗粒表面进行拒水预处理施加有拒水膜层的优势特点。
对比测试1
实验组1
(1)将56号石蜡油浴间接加热至90～100℃，使其呈液态，制得液态蜡；
(2)将粒径在0.5～1mm的接枝型吸水膨胀橡胶颗粒置于真空烘箱中，以55～60℃的烘干温度对其进行烘干处理7min，然后取出并在其未冷却至常温前将其浸没在液态蜡中浸泡处理35s，其中，液态蜡采用65～75℃的水浴保温；
(3)将浸泡处理后的吸水膨胀橡胶颗粒用滤网捞出，且在吸水膨胀橡胶颗粒表面液态蜡未固化前，将其置于初始温度为60～65℃的环境下进行平铺振荡处理以避免其相互粘连，振荡处理期间，以3～5℃/min的降温速率对振荡处理体系进行降温，直到降至30～40℃后，维持温度并继续振荡处理1.5min，降温过程采用常温氮气对其进行吹拂降温，最后将降温处理后的吸水膨胀橡胶颗粒浸泡在温度为20～40℃的石蜡油中处理45s，再取出静置冷却至常温并避光隔热保存；
实验组2
(1)将56号石蜡油浴间接加热至90～100℃，使其呈液态，制得液态蜡；
(2)将粒径在0.5～1mm的接枝型吸水膨胀橡胶颗粒置于真空烘箱中，以55～60℃的烘干温度对其进行烘干处理7min，然后取出并在其未冷却至常温前将其浸没在液态蜡中浸泡处理35s，其中，液态蜡采用65～75℃的水浴保温；
(3)将浸泡处理后的吸水膨胀橡胶颗粒用滤网捞出，且在吸水膨胀橡胶颗粒表面液态蜡未固化前，将其从筒状结构(高为2m，内径为0.40m，截面积为0.5024m2)的冷却设备上方由上至下进行倾倒，同时，冷却设备离地1.2m高度位置设置气流输出装置，令其向上对流输入经预热且温度为35～45℃的氮气对吸水膨胀橡胶颗粒进行吹拂，令吸水膨胀橡胶颗粒受重力和风阻作用而松散分离、降温，最后将降温处理后的吸水膨胀橡胶颗粒浸泡在温度为20～40℃的石蜡油中处理45s，再取出静置冷却至常温并避光隔热保存。
其中，实验组1和实验组2的单次处理吸水膨胀橡胶颗粒的体积量约为0.10048m3，由于石蜡油的温度控制主要在于控制其流动性，避免其低温粘稠，而实际上吸水膨胀橡胶颗粒进行浸泡的主要目的在于进行封闭其未被石蜡膜覆盖的局部区域(极少)，且由于石蜡油常温下亦为液态，因此，石蜡油的自身温度，对吸水膨胀橡胶颗粒的表面覆膜影响极小，故对其温度进行粗略控制即可。
对实验组1和实验组2所制备出的吸水膨胀橡胶颗粒进行外观对比，所得结果如下：
表1吸水膨胀橡胶颗粒检测结果
| 项目 | 粘连情况 | 外观 | 石蜡厚度分布 |
| 实验组1 | 存在较多双颗粒粘连 | 印痕、压痕明显 | 0.5～1mm |
| 实验组2 | 分散均匀且多为单颗粒 | 表面光滑、局部重力压平痕迹 | 0.3～1.4mm |
基于如上结果，可推知，采用振荡分散处理对振荡处理区域的要求较高，因为要避免各吸水膨胀橡胶颗粒相互贴合，而且振荡过程近似于一个反复上下摔打的过程，因此，其表面容易出现压痕、印痕等不均匀痕迹，但是，其厚度分布相对比较集中，此过程类似于多个汤圆进行筛网滚圆的过程，但其单次处理量不佳，存在产能上的较大局限性，不适于大批量的生产；而采用对流进行松散分离和冷却处理则产能较高，且适合连续性处理，但其存在的局限性在于吸水膨胀橡胶下落过程中，因为风阻而导致部分软化的石蜡会因为风阻而上移，而其冷却凝固形成石蜡膜后，则难以自动恢复均匀，但其表面相对较为光滑，且容易形成类似于蛋壳的椭球形结构，可以在后续进行加入搅拌机内搅拌时，避免提前破碎。
如图1至图4之一所示，本发明方案巧妙性将吸水弹性体混入混泥土配方中，且对其表面进行拒水预处理施加有拒水膜层，该拒水膜层能够在一定程度上避免吸水弹性体(具体可以是粒径在0.5～1mm的接枝型吸水膨胀橡胶颗粒)在进行混料时进行吸水，而在混凝土养护结束后，形成混凝土浇铸件1，该混凝土浇铸件1通过使用时，外界的升温、降温导致拒水膜层3老化剥离或变性消除后，通过吸水弹性体2进行吸收混泥土内间隙渗入的水分进行膨胀以填充该部分开裂或渗漏的混凝土内部(即水层4的水分通过裂缝11渗入混凝土浇铸件1中，与吸水弹性体2进行接触，使其膨胀)，起到封闭堵塞渗漏的作用，而进一步可以通过石蜡进行形成拒水膜层，石蜡采用C56号石蜡，使得后期混凝土路面或其他浇筑件在干燥升温后，能够软化、脱离吸水膨胀橡胶颗粒表面，一旦其包覆的表面具有一丝裂缝，吸水膨胀橡胶即可通过吸水来进行撑裂拒水膜层，另外，本方案还通过进一步将施加有拒水膜层的吸水膨胀橡胶颗粒进行浸泡在液体石蜡(即常温石蜡油)中进行进一步拒水处理，避免拒水膜层未能将吸水膨胀橡胶完全包覆导致后期应用时，无法起到预期效果，而现有技术中，常常因为吸水弹性体会提前吸水，混凝土养护后脱水导致其内部出现孔洞问题而被本领域技术人员认为吸水物质不能直接用于混凝土中，而本方案正是打破该技术偏见，采用预处理进行屏蔽水分的方案，巧妙性将吸水弹性体用于混凝土配方中，提高其抗渗能力，同时还加入了增强纤维提高混凝土的抗开裂能力，使得本方案的混凝土防渗、抗开裂性能佳、施工便利且强度高。
基于上述混凝土的组成方案，本发明还提供一种防渗、抗开裂混凝土的制备方法，其应用上述所述的防渗、抗开裂混凝土，该制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料、增强纤维倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土和吸水弹性体进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，混合过程中维护体系温度不高于52度，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，且本步骤与步骤(4)总用时控制在20min以内，制得混凝土浆料；
(6)在制得混凝土浆料30min内，将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土。
基于上述实验组2的吸水膨胀橡胶颗粒的制备方法，本方案还做出如下具体应用实施例，具体如下：
实施例1
一种防渗、抗开裂混凝土，其原料包括如下组分：
其中，所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm。
该防渗、抗开裂混凝土制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料、增强纤维倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土和吸水弹性体进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，混合过程中维护体系温度不高于52度，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，且本步骤与步骤(4)总用时控制在20min以内，制得混凝土浆料；
(6)在制得混凝土浆料30min内，将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土。
实施例2
一种防渗、抗开裂混凝土，其原料包括如下组分：
其中，所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm。
该防渗、抗开裂混凝土制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料、增强纤维倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土和吸水弹性体进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，混合过程中维护体系温度不高于52度，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，且本步骤与步骤(4)总用时控制在20min以内，制得混凝土浆料；
(6)在制得混凝土浆料30min内，将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土。
实施例3
一种防渗、抗开裂混凝土，其原料包括如下组分：
其中，所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm。
该防渗、抗开裂混凝土制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料、增强纤维倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土和吸水弹性体进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，混合过程中维护体系温度不高于52度，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，且本步骤与步骤(4)总用时控制在20min以内，制得混凝土浆料；
(6)在制得混凝土浆料30min内，将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土。
实施例4
一种防渗、抗开裂混凝土，其原料包括如下组分：
其中，所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm。
该防渗、抗开裂混凝土制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料、增强纤维倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土和吸水弹性体进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，混合过程中维护体系温度不高于52度，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，且本步骤与步骤(4)总用时控制在20min以内，制得混凝土浆料；
(6)在制得混凝土浆料30min内，将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土。
实施例5
一种防渗、抗开裂混凝土，其原料包括如下组分：
其中，所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm。
该防渗、抗开裂混凝土制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料、增强纤维倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土和吸水弹性体进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，混合过程中维护体系温度不高于52度，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，且本步骤与步骤(4)总用时控制在20min以内，制得混凝土浆料；
(6)在制得混凝土浆料30min内，将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土。
实施例6
一种防渗、抗开裂混凝土，其原料包括如下组分：
其中，所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm。
该防渗、抗开裂混凝土制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料、增强纤维倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土和吸水弹性体进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，混合过程中维护体系温度不高于52度，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，且本步骤与步骤(4)总用时控制在20min以内，制得混凝土浆料；
(6)在制得混凝土浆料30min内，将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土。
实施例7
一种防渗、抗开裂混凝土，其原料包括如下组分：
其中，所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm。
该防渗、抗开裂混凝土制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料、增强纤维倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土和吸水弹性体进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，混合过程中维护体系温度不高于52度，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，且本步骤与步骤(4)总用时控制在20min以内，制得混凝土浆料；
(6)在制得混凝土浆料30min内，将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土。
为了便于对比测试，本方案还作出如下要素胜率对比例，具体如下：
对比例1
一种防渗、抗开裂混凝土，其原料包括如下组分：
其中，所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm。
该防渗、抗开裂混凝土制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料、增强纤维倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，混合过程中维护体系温度不高于52度，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，且本步骤与步骤(4)总用时控制在20min以内，制得混凝土浆料；
(6)在制得混凝土浆料30min内，将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土。
对比例2
一种防渗、抗开裂混凝土，其原料包括如下组分：
其中，所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm。
该防渗、抗开裂混凝土制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土和吸水弹性体进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，混合过程中维护体系温度不高于52度，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，且本步骤与步骤(4)总用时控制在20min以内，制得混凝土浆料；
(6)在制得混凝土浆料30min内，将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土。
对比例3
一种防渗、抗开裂混凝土，其原料包括如下组分：
其中，所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm。
该防渗、抗开裂混凝土制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，混合过程中维护体系温度不高于52度，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，且本步骤与步骤(4)总用时控制在20min以内，制得混凝土浆料；
(6)在制得混凝土浆料30min内，将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土。
对比测试2
对实施例1～实施例7、对比例1～对比例3的方法配方进行制取，同时养护28天，制得若干试样，再以3个为一组进行分别测试，然后参考如下标准进行混凝土的性能表征：
(1)参考GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》，采用渗透高度法(3.5Mpa，加压48h)进行测试试样的抗渗透能力，同时，为了能够进一步确定混凝土在长期应用后的抗渗性能，将试样放入真空烘箱中以60℃温度真空干燥处理24h，然后取出自然冷却，继而再重新置于真空烘箱中以60℃温度真空干燥处理24h，反复进行干燥10次，冷却10次后，制得经后处理的试样，再参考GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》，采用渗透高度法(3.5Mpa，加压48h)进行测试试样的抗渗透能力；
(2)参考GB/T 50107-2010《混凝土强度检验评定标准》进行测试抗弯强度和抗弯拉伸模量；
(3)参考参照GB/T50081-2016《普通混凝士力学性能试验方法标准》，计算混凝土浇注24h后测量得到单位面积的裂缝数目以及单位面积上的总开裂面积。
表2性能测试结果
由上述结果可推知，通过本方案方法进行制备的混凝土均具有相对较优的抗渗、抗压、抗折和抗开裂能力，其中，根据实施例3和对比例1、2、3可推知，加入增强纤维能够直观提升混泥土的抗压、抗折能力，而进一步结合实施例5、6、7，可推知吸水膨胀橡胶颗粒在一定添加量下，其添加的数量越多，抗渗性能越好，但是超量后，容易导致混泥土内部被占用的空间增大，从而影响其强度，另外，吸水膨胀橡胶颗粒后期还可能因为润湿膨胀而使得混凝土内形成内应力，所以，实施例3、4是作为添加量的两个相对优选配比，另外，在抗开裂上，实施例3、4亦具有相对较好的结果，而在抗渗性能衰减上，实施例3所表现的抗渗性能具有较大优势，因此，综合可知，实施例3、4的配比在综合性能上较优。
以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种防渗、抗开裂混凝土的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料、增强纤维倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土和吸水弹性体进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，制得混凝土浆料；
(6)将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土；
其中，步骤(4)中，搅拌混合的温度控制在不高于52度；
步骤(4)和步骤(5)混合处理的总时间不超过20min，步骤(5)至步骤(6)之间的时间间隔不超过30min；
另外，所述防渗、抗开裂混凝土的原料包括如下组分：
其中，所述的吸水弹性体为粒径在0.5～1mm的接枝型吸水膨胀橡胶颗粒，其表面经过拒水预处理施加有拒水膜层；
另外，该吸水弹性体表面经过拒水预处理施加有拒水膜层的方法为：
(1)将56号石蜡间接加热至90～100℃，使其呈液态，制得液态蜡；
(2)将吸水膨胀橡胶颗粒置于真空烘箱中，以55～60℃的烘干温度对其进行烘干处理5～10min，然后取出并在其未冷却至常温前将其浸没在液态蜡中浸泡处理30～40s，其中，液态蜡采用65～75℃的水浴保温；
(3)将浸泡处理后的吸水膨胀橡胶颗粒用滤网捞出，且在吸水膨胀橡胶颗粒表面液态蜡未固化前，对其进行松散分离处理和降温处理，最后将降温处理后的吸水膨胀橡胶颗粒浸泡在温度为20～40℃的石蜡油中处理30～60s，再取出静置冷却至常温并避光隔热保存；
所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm；
步骤(3)中，对吸水膨胀橡胶颗粒进行松散分离和降温处理的方法为：将其置于初始温度为60～65℃的环境下进行平铺振荡处理以避免其相互粘连，振荡处理期间，以3～5℃/min的降温速率对振荡处理体系进行降温，直到降至30～40℃后，维持温度并继续振荡处理1～2min，降温过程采用常温氮气对其进行吹拂降温。
2.一种防渗、抗开裂混凝土的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
(1)按预设计量比移取水泥、砂、骨料、粉煤灰、偏高岭土、增强纤维、吸水弹性体、减水剂和水；
(2)往搅拌设备中加入1/3的水，然后加入1/3的减水剂进行混合，继而倒入砂进行预混合，使砂润湿后，形成物料A；
(3)将骨料、增强纤维倒入搅拌设备中与物料A进行混合均匀，制得物料B；
(4)将粉煤灰、水泥、偏高岭土和吸水弹性体进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料B进行混合均匀，制得物料C；
(5)将剩余2/3的减水剂和剩余2/3的水进行预混合后，一并倒入搅拌设备中与物料C进行混合均匀，制得混凝土浆料；
(6)将混凝土浆料依序进行浇筑处理、振捣处理、平整处理和养护处理后，制得防渗、抗开裂混凝土；
其中，步骤(4)中，搅拌混合的温度控制在不高于52度；
步骤(4)和步骤(5)混合处理的总时间不超过20min，步骤(5)至步骤(6)之间的时间间隔不超过30min；
另外，所述防渗、抗开裂混凝土的原料包括如下组分：
其中，所述的吸水弹性体为粒径在0.5～1mm的接枝型吸水膨胀橡胶颗粒，其表面经过拒水预处理施加有拒水膜层；
另外，该吸水弹性体表面经过拒水预处理施加有拒水膜层的方法为：
(1)将56号石蜡间接加热至90～100℃，使其呈液态，制得液态蜡；
(2)将吸水膨胀橡胶颗粒置于真空烘箱中，以55～60℃的烘干温度对其进行烘干处理5～10min，然后取出并在其未冷却至常温前将其浸没在液态蜡中浸泡处理30～40s，其中，液态蜡采用65～75℃的水浴保温；
(3)将浸泡处理后的吸水膨胀橡胶颗粒用滤网捞出，且在吸水膨胀橡胶颗粒表面液态蜡未固化前，对其进行松散分离处理和降温处理，最后将降温处理后的吸水膨胀橡胶颗粒浸泡在温度为20～40℃的石蜡油中处理30～60s，再取出静置冷却至常温并避光隔热保存；
所述的增强纤维为聚丙烯塑料纤维，其由长度为3.5～5mm和长度为7～8mm的聚丙烯纤维按2∶1的份数比混合而成；所述砂的粒径为0.25～0.5mm，所述的骨料由粒径在2.36～9.5mm的粗骨料和粒径在0.15～2.36mm的细骨料按照1∶2的份数比混合而成；所述的粉煤灰为火电厂燃煤副产物研磨所得，其粒径为3～7μm；
步骤(3)中，对吸水膨胀橡胶颗粒进行松散分离和降温处理的方法为：将其从筒状结构的冷却设备上方由上至下进行倾倒，同时，冷却设备中段或下段向上对流输入经预热且温度为35～45℃的氮气对吸水膨胀橡胶颗粒进行吹拂，令吸水膨胀橡胶颗粒受重力和风阻作用而松散分离、降温，其中，氮气输入位置的竖直高度距吸水膨胀橡胶颗粒的落地高度的高度差不超过120cm。
3.一种混凝土施工方法，其特征在于：其包括权利要求1所述的防渗、抗开裂混凝土的制备方法。
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