CN112939531A - 一种防水抗渗混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种防水抗渗混凝土及其制备方法；所述防水抗渗混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥、砂石、碎石、水、粉煤灰、矿粉、硅灰、减水剂、疏水二氧化硅微球、复合纤维、糖钙；其制备方法为：称取疏水二氧化硅微球置于部分水中，然后添加糖钙，混合搅拌后添加完复合纤维，搅拌均匀，制得混合料；称取水泥、砂石、碎石、粉煤灰、矿粉、硅灰和剩余水进行搅拌混合制得搅拌料；将混合料、减水剂添加到搅拌料中，混合搅拌后倒入模具中，经养护后制得防水抗渗混凝土；具有提高混凝土抗水流冲击性能的优点。

Description

一种防水抗渗混凝土及其制备方法

技术领域

本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种防水抗渗混凝土及其制备方法。

背景技术

随着城市的快速发展，建筑工程、桥梁工程、水利工程等随之增多，水库大坝、公路、铁路隧道、地铁施工均需要混凝土具有一定程度的防水抗渗性能。

现有的混凝土一般通过提高混凝土的密实度，改善孔隙结构，从而减少渗透通道，提高混凝土的防水抗渗性能；提高混凝土防水抗渗性能在生产过程中常用的办法是掺用引气型外加剂，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；但是即使改变孔隙结构混凝土表面仍然具有较多的孔隙。

因此当现有的防水抗渗混凝土应用在建筑堤坝时，随着水流较大的冲击力经常冲击混凝土孔隙，使得混凝土表面孔隙逐渐扩大，容易提高混凝土表面孔隙和内部孔隙与水的接触面积，从而使得混凝土容易产生裂缝，影响混凝土的防水抗渗性能。

发明内容

为了提高混凝土抗水流冲击性能，避免混凝土表面孔隙被水流冲击而逐渐扩大，使得混凝土产生裂缝，影响混凝土防水抗渗性能，本申请提供一种防水抗渗混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种防水抗渗混凝土，采用如下的技术方案：

一种防水抗渗混凝土，所述防水抗渗混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥360-400份、砂石650-720份、碎石1100-1200份、水180-200份、粉煤灰50-60份、矿粉70-85份、硅灰35-45份、减水剂6-8份、疏水二氧化硅微球2-4份、复合纤维2-6份、糖钙1-3份。

通过采用上述技术方案，利用疏水二氧化硅微球、复合纤维和糖钙相配合，能够使混凝土具有较强的抗水流冲击能力；利用糖钙的粘结性能使得疏水二氧化硅微球附着在复合纤维表面，并且糖钙、减水剂相配合，能够延缓混凝土凝固时间，从而使得复合纤维均匀的分散在混凝土内部结构中，利用疏水二氧化硅较强的疏水性，配合复合纤维较强的弹性模量，当水流冲击混凝土孔隙时，复合纤维较强的回弹性能能够缓冲水流的冲击力，并且复合纤维能够紧密连接混凝土内部结构中的水泥、砂石颗粒，并配合疏水二氧化硅微球的疏水性，使得水流不会停留在混凝土孔隙结构中，避免混凝土孔隙被水流冲击力扩大，使得水分吸收在孔隙中，随着水分的长期积累，导致混凝土结构出现裂缝，从而使混凝土防水抗渗性能变差。

优选的，所述复合纤维由重量比为1:(1-3)的凯夫拉纤维短切丝和改性聚丙烯纤维组成。

通过采用上述技术方案，通过凯夫拉纤维短切丝和改性聚丙烯纤维相配合，使得复合纤维不仅具有较高的韧性还具有较高的强度，不仅能够较好的缓冲水流冲击，还具有良好的疏水性能。

凯夫拉纤维短切丝是芳纶纤维的一种，具有较低的密度，较高的强度和韧性，并且具有耐高温、耐摩擦的性能，能够反复承受较强的外力冲击；聚丙烯纤维具有较高的回弹性、强度、耐磨性和较高的耐热性，并且聚丙烯纤维吸湿率较低，利用聚丙烯纤维缠绕包覆在凯夫拉纤维短切丝表面，使得复合纤维不仅具有较高的弹性，还具有较高的强度，能够有效缓冲水流冲击力，并具有良好的疏水性能。

优选的，所述改性聚丙烯纤维采用如下方法制备而成：

称取3-5份聚丙烯纤维置于20-30份乙醇溶液中浸泡20-30min，烘干后置于20-28份甲醇中浸泡，同时进行超声分散，超声分散的同时添加20-30份苯乙烯-二乙烯苯，超声分散10-18min后，通入高纯氮气，在⁶⁰C0γ射线源中照射20-30min，辐照结束后洗涤3-5次，真空干燥至恒重，制得改性聚丙烯纤维。

通过采用上述技术方案，采用辐射接枝的方式对聚丙烯纤维进行改性，使得聚丙烯纤维与凯夫拉纤维短切丝接触位点变多，接触面积变大，接枝后的聚丙烯纤维具有较大的比表面积，从而更容易包覆在凯夫拉纤维短切丝表面，而经过包覆的凯夫拉纤维短切丝与聚丙烯纤维之间的孔隙由疏水二氧化硅微球进行填充，使得复合纤维具有良好的疏水效果。

改性后的聚丙烯纤维与凯夫拉纤维短切丝相配合，利用聚丙烯纤维较多的接触位点，能够更加紧密连接混凝土内结构中的颗粒原料，改性后的聚丙烯纤维连接混凝土内部结构中的颗粒原料之后，相当于在混凝土结构中形成支撑网，而配合凯夫拉纤维短切丝较强的弹性，能够较大程度的缓冲水流冲击，冲击力首先与改性后的聚丙烯纤维相接触，聚丙烯纤维将部分冲击力分解，而大部分冲击力作用到凯夫拉纤维短切丝上，利用凯夫拉纤维短切丝较强的回弹性，使得混凝土孔隙具有较强的抗水流冲击性能。

利用较好的疏水性和较强的抗水流冲击性，避免混凝土内部孔隙被水流冲击而扩大，从而影响混凝土的防水、抗渗性能。

优选的，所述洗涤首先采用甲醇洗涤1次，然后采用去离子水洗涤2-4次。

通过采用上述技术方案，通过采用甲醇和去离子水分别对辐照结束后的聚丙烯纤维进行清洗，提高反应共聚物的清洗效率，保证改性聚丙烯纤维的接枝效果，从而使得改性聚丙烯纤维能够较大程度抱合凯夫拉纤维短切丝。

优选的，所述复合纤维采用如下方法制备而成：

称取凯夫拉纤维短切丝置于乙醇中浸泡，浸泡的同时进行超声分散，然后在30-60s内添加完改性聚丙烯纤维，超声分散5-10min，然后在350-500r/min的转速下搅拌30-45min，制得复合纤维。

通过采用上述技术方案，通过将凯夫拉纤维短切丝置于乙醇中浸泡，能够去除凯夫拉纤维短切丝表面的杂质，然后进行超声分散，使得凯夫拉纤维短切丝均匀的分散，避免凯夫拉纤维短切丝团聚影响其与改性聚丙烯纤维的相接触；在超声分散的同时添加改性聚丙烯纤维，并且限定改性聚丙烯纤维的添加速度，使得改性聚丙烯纤维均匀的分散，并且保证改性聚丙烯纤维均匀的与凯夫拉纤维短切丝相接触，在较低速的搅拌作用下，使得改性聚丙烯纤维均匀的抱合凯夫拉纤维短切丝，从而使得复合纤维具有较强的抗冲击性能，并且具有较强的抗拉伸性能。

优选的，所述疏水二氧化硅微球采用如下方法制备而成：

称取12-20份二氧化硅微球，将二氧化硅微球置于40-55份氟硅烷溶液中浸泡8-12h，烘干后，置于氢氧化钠溶液中浸泡20-30s，烘干后制得疏水二氧化硅微球。

通过采用上述技术方案，通过将二氧化硅微球置于氟硅烷中浸泡，使得二氧化硅微球具有良好的疏水性能，从而保证混凝土内部孔隙中具有较强的疏水性能，避免水在混凝土表面孔隙中停留，配合复合纤维较强的弹性模量，使得混凝土具有较强的疏水性和抗冲击性，从而避免混凝土孔隙被水流冲击而扩大，影响混凝土防水、抗渗性能。

二氧化硅微球置于氢氧化钠中浸泡，然后烘干，当二氧化硅微球表面的氢氧化钠与复合纤维表面相接触后，氢氧化钠使得复合纤维表面粗糙，从而便于附着二氧化硅微球，使得二氧化硅微球稳定的附着在复合纤维表面，避免由于搅拌作用使得二氧化硅微球脱离复合纤维表面。

优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。

通过采用上述技术方案，聚羧酸减水剂与糖钙相配合，使得混凝土具有良好和易性的同时，能够延长混凝土的凝结时间，从而便于复合纤维、疏水二氧化硅微球均匀的分散在混凝土结构中，并且使得混凝土具有较高的疏水性。

第二方面，本申请提供一种防水抗渗混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：

一种防水抗渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取疏水二氧化硅微球置于水总量1/10的水中，然后添加糖钙，在350-650r/min的转速下搅拌4-8min，然后在45-90s内添加完复合纤维，添加复合纤维时在200-350r/min的转速下搅拌，制得混合料；

S2、称取水泥、砂石、碎石、粉煤灰、矿粉、硅灰和剩余水进行搅拌混合制得搅拌料；

S3、将S1制得的混合料、减水剂添加到S2制得的搅拌料中，混合搅拌后倒入模具中，经养护后制得防水抗渗混凝土。

通过采用上述技术方案，将疏水二氧化硅微球置于部分水中，然后添加糖钙进行搅拌，糖钙溶于水，再添加复合纤维并且限定复合纤维的添加时间，利用糖钙的粘结性能使得疏水二氧化硅微球均匀的附着在复合纤维表面，限定低速搅拌，避免改性聚丙烯纤维包覆凯夫拉纤维短切丝的包覆结构受到破坏，影响其包覆效果，制备出的混合料与水泥等其他原料混合之后的混凝土，具有良好的防水、抗渗性能。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、利用疏水二氧化硅微球、改性聚丙烯纤维、凯夫拉纤维短切丝和糖钙相配合，能够使混凝土具有较强的抗水流冲击能力，配合较强的疏水作用使得水流不会停留在混凝土孔隙结构中，避免混凝土孔隙被水流冲击力扩大，使得水分吸收在孔隙中，随着水分的长期积累，导致混凝土结构出现裂缝，从而使混凝土防水抗渗性能变差。

2、凯夫拉纤维短切丝、改性聚丙烯纤维和疏水二氧化硅微球相配合，使得复合纤维具有较强的疏水性，凯夫拉纤维短切丝和改性聚丙烯纤维均不吸水，配合二氧化硅微球的疏水性能，较大程度的提高了混凝土的防水性。

3、改性聚丙烯纤维和凯夫拉纤维短切丝相配合，利用接枝后的聚丙烯纤维较大的比表面积，使得改性聚丙烯纤维与混凝土颗粒之间形成较强的连结性能，能够有效连接混凝土内部颗粒结构周围物质，使得颗粒料之间紧密连接，减少毛细孔道的产生，从而能够避免混凝土产生裂缝，从而提高混凝土内部结构的强度。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

二氧化硅微球的制备例

以下原料中的无水乙醇购买于河南创度化工科技有限公司，质量分数99.5％；正硅酸乙酯购买于山东力昂新材料科技有限公司，质量分数99.5％；其他原料及设备均为普通市售。

制备例1：二氧化硅微球采用如下方法制备而成：

①称取80kg的无水乙醇和18kg质量分数为2％的氨水混合，加热至60摄氏度后，再加入2.2kg正硅酸乙酯，继续反应22h，制得二氧化硅种液；

②称取95kg无水乙醇和12kg质量分数为28％的氨水，混合后，在25摄氏度水浴条件下滴加2.5kg①制得的二氧化硅种液，以500r/min的转速搅拌20min后，添加1.5kg正硅酸乙酯，继续搅拌12min，烘干后制得二氧化硅微球。

疏水二氧化硅微球的制备例

以下原料中的氟硅烷购买于厦门爱珂玛化工有限公司，型号pe331；正己烷购买于聊城通达化工有限公司，纯度≧97％；乙酸购买于聊城通达化工有限公司，纯度≧99％；氢氧化钠购买于上海凯茵化工有限公司；其他原料及设备均为普通市售。

制备例2：疏水二氧化硅微球采用如下方法制备而成：

⑴称取2kg氟硅烷、50kg正己烷混合后，添加30kg用乙酸调节至pH＝3的去离子水，在300r/min的转速下搅拌5min，混合后制得氟硅烷溶液；

⑵称取18g制备例1制备的二氧化硅微球，将二氧化硅微球置于48kg氟硅烷溶液中浸泡10h，室温烘干后，置于质量分数1％的氢氧化钠溶液中浸泡26s，室温烘干后制得疏水二氧化硅微球。

制备例3：疏水二氧化硅微球采用如下方法制备而成：

⑴称取1kg氟硅烷、45kg正己烷混合后，添加20kg用乙酸调节至pH＝2.5的去离子水，在300r/min的转速下搅拌5min，混合后制得氟硅烷溶液；

⑵称取12kg制备例1制备的二氧化硅微球，将二氧化硅微球置于40kg氟硅烷溶液中浸泡8h，室温烘干后，置于质量分数1％的氢氧化钠溶液中浸泡20s，室温烘干后制得疏水二氧化硅微球。

制备例4：疏水二氧化硅微球采用如下方法制备而成：

⑴称取3kg氟硅烷、55kg正己烷混合后，添加35kg用乙酸调节至pH＝4的去离子水，在300r/min的转速下搅拌5min，混合后制得氟硅烷溶液；

⑵称取20kg制备例1制备的二氧化硅微球，将二氧化硅微球置于55kg氟硅烷溶液中浸泡12h，室温烘干后，置于质量分数1％的氢氧化钠溶液中浸泡30s，室温烘干后制得疏水二氧化硅微球。

改性聚丙烯纤维的制备例

以下原料中的聚丙烯纤维购买于山东腾维新型建材有限公司；苯乙烯、甲醇购买于山东淄博齐鲁石化股份公司；二乙烯苯购买于山东淄博东大化工工业集团公司；高纯氮购买于山东临沂制氧厂提供。

制备例5：改性聚丙烯纤维采用如下方法制备而成：

称取4kg聚丙烯纤维置于24kg质量分数75％的乙醇溶液中浸泡26min，烘干后置于25kg质量分数95％的甲醇中浸泡，同时在20kHz的条件下超声分散，超声分散的同时添加26kg苯乙烯-二乙烯苯，超声分散15min后，然后通入高纯氮气，在⁶⁰C0γ射线源中照射26min，辐照结束后置于质量分数99％的甲醇溶液中洗涤1次，然后置于去离子水中洗涤3次，真空干燥至恒重，制得改性聚丙烯纤维。

制备例6：改性聚丙烯纤维采用如下方法制备而成：

称取3kg聚丙烯纤维置于20kg质量分数75％的乙醇溶液中浸泡20min，烘干后置于20kg质量分数95％的甲醇中浸泡，同时在20kHz的条件下超声分散，超声分散的同时添加20kg苯乙烯-二乙烯苯，超声分散10min后，然后通入高纯氮气，在⁶⁰C0γ射线源中照射20min，辐照结束后置于质量分数99％的甲醇溶液中洗涤1次，然后置于去离子水中洗涤2次，真空干燥至恒重，制得改性聚丙烯纤维。

制备例7：改性聚丙烯纤维采用如下方法制备而成：

称取5kg聚丙烯纤维置于30kg质量分数75％的乙醇溶液中浸泡30min，烘干后置于28kg质量分数95％的甲醇中浸泡，同时在20kHz的条件下超声分散，超声分散的同时添加30kg苯乙烯-二乙烯苯，超声分散18min后，然后通入高纯氮气，在⁶⁰C0γ射线源中照射30min，辐照结束后置于质量分数99％的甲醇溶液中洗涤1次，然后置于去离子水中洗涤4次，真空干燥至恒重，制得改性聚丙烯纤维。

复合纤维的制备例

以下原料中的凯夫拉纤维短切丝购买于深圳鑫纤科技有限公司生产的凯夫拉纤维短切丝20mm；其他原料及设备均为普通市售。

制备例8：复合纤维采用如下方法制备而成：

称取1.6kg凯夫拉纤维短切丝粉碎至直径4-6mm，然后置于20kg质量分数95％的乙醇中浸泡，浸泡的同时在20kHz的条件下进行超声分散，然后在45s内添加完3.2kg制备例5制备的改性聚丙烯纤维，继续超声分散8min，然后在450r/min的转速下搅拌38min，制得复合纤维。

制备例9：复合纤维采用如下方法制备而成：

称取0.5kg凯夫拉纤维短切丝粉碎至直径4-6mm，然后置于20kg质量分数95％的乙醇中浸泡，浸泡的同时在20kHz的条件下进行超声分散，然后在30s内添加完1.5kg制备例6制备的改性聚丙烯纤维，继续超声分散5min，然后在350r/min的转速下搅拌30min，制得复合纤维。

制备例10：复合纤维采用如下方法制备而成：

称取1kg凯夫拉纤维短切丝粉碎至直径4-6mm，然后置于20kg质量分数95％的乙醇中浸泡，浸泡的同时在20kHz的条件下进行超声分散，然后在38s内添加完1kg制备例6制备的改性聚丙烯纤维，继续超声分散6min，然后在400r/min的转速下搅拌36min，制得复合纤维。

制备例11：复合纤维采用如下方法制备而成：

称取1.5kg凯夫拉纤维短切丝粉碎至直径4-6mm，然后置于20kg质量分数95％的乙醇中浸泡，浸泡的同时在20kHz的条件下进行超声分散，然后在52s内添加完4.5kg制备例7制备的改性聚丙烯纤维，超声分散9min，然后在480r/min的转速下搅拌40min，制得复合纤维。

制备例12：复合纤维采用如下方法制备而成：

称取3kg凯夫拉纤维短切丝粉碎至直径4-6mm，然后置于20kg质量分数95％的乙醇中浸泡，浸泡的同时在20kHz的条件下进行超声分散，然后在60s内添加完3kg制备例7制备的改性聚丙烯纤维，超声分散10min，然后在500r/min的转速下搅拌45min，制得复合纤维。

实施例

以下原料中的糖钙购买于山东潍坊众信实业工贸有限公司；水泥购买于青岛山水创新水泥有限公司生产的P.O42.5硅酸盐水泥；砂石购买于黄岛区昌珏建材中心生产的河砂；碎石购买于黄岛区云渡建材中心；粉煤灰购买于河北布岭环保科技有限公司；矿粉购买于青岛中矿宏远工贸有限公司；硅灰购买于长兴鑫奕新材料有限公司；聚羧酸减水剂购买于山东鲁捷新型建材有限公司；萘系高效减水剂购买于临沂吉田新型建材有限公司；其他原料及设备均为普通市售。

实施例1：一种防水抗渗混凝土的制备方法：

S1、称取3kg制备例2制备的疏水二氧化硅微球置于19kg水中，然后添加2kg糖钙，在500r/min的转速下搅拌6min，然后在70s内添加完制备例8制备的复合纤维，添加复合纤维时在280r/min的转速下搅拌，制得混合料；

S2、称取380kg水泥、700kg砂石、1140kg碎石、55kg粉煤灰、80kg矿粉、40kg硅灰和171kg水置于搅拌机进行搅拌混合，制得搅拌料；

S3、将S1制得的混合料、7kg聚羧酸减水剂添加到S2制得的搅拌料中，继续混合搅拌3min，然后倒入模具中，养护48h后制得防水抗渗混凝土。

实施例2：一种防水抗渗混凝土的制备方法：

S1、称取2kg制备例3制备的疏水二氧化硅微球置于18kg水中，然后添加1kg糖钙，在350r/min的转速下搅拌4min，然后在45s内添加完2kg制备例9制备的复合纤维，添加复合纤维时在200r/min的转速下搅拌，制得混合料；

S2、称取360kg水泥、650kg砂石、1100kg碎石、50kg粉煤灰、70kg矿粉、35kg硅灰和162kg水置于搅拌机进行搅拌混合，制得搅拌料；

S3、将S1制得的混合料、6kg萘系高效减水剂添加到S2制得的搅拌料中，继续混合搅拌3min，然后倒入模具中，养护48h后制得防水抗渗混凝土。

实施例3：一种防水抗渗混凝土的制备方法：

S1、称取2.5kg制备例2制备的疏水二氧化硅微球置于18.5kg水中，然后添加1.5kg糖钙，在400r/min的转速下搅拌5min，然后在55s内添加完3kg制备例10制备的复合纤维，添加复合纤维时在240r/min的转速下搅拌，制得混合料；

S2、称取370kg水泥、680kg砂石、1120kg碎石、53kg粉煤灰、76kg矿粉、38kg硅灰和166.5kg水置于搅拌机进行搅拌混合，制得搅拌料；

S3、将S1制得的混合料、6.5kg聚羧酸减水剂添加到S2制得的搅拌料中，继续混合搅拌3min，然后倒入模具中，养护48h后制得防水抗渗混凝土。

实施例4：一种防水抗渗混凝土的制备方法：

S1、称取3.5kg制备例4制备的疏水二氧化硅微球置于19.5kg水中，然后添加2.5kg糖钙，在600r/min的转速下搅拌7min，然后在80s内添加完制备例11制备的复合纤维，添加复合纤维时在320r/min的转速下搅拌，制得混合料；

S2、称取390kg水泥、710kg砂石、1160kg碎石、58kg粉煤灰、83kg矿粉、42kg硅灰和170.5kg水置于搅拌机进行搅拌混合，制得搅拌料；

S3、将S1制得的混合料、7.5kg萘系高效减水剂添加到S2制得的搅拌料中，继续混合搅拌3min，然后倒入模具中，养护48h后制得防水抗渗混凝土。

实施例5：一种防水抗渗混凝土的制备方法：

S1、称取4kg制备例4制备的疏水二氧化硅微球置于20kg水中，然后添加3kg糖钙，在650r/min的转速下搅拌8min，然后在90s内添加完制备例12制备的复合纤维，添加复合纤维时在350r/min的转速下搅拌，制得混合料；

S2、称取400kg水泥、720kg砂石、1200kg碎石、60kg粉煤灰、85kg矿粉、45kg硅灰和180kg水置于搅拌机进行搅拌混合，制得搅拌料；

S3、将S1制得的混合料、8kg萘系高效减水剂添加到S2制得的搅拌料中，继续混合搅拌3min，然后倒入模具中，养护48h后制得防水抗渗混凝土。

以上原料中的水泥为P.O.42.5的普通硅酸盐水泥；碎石的粒径为5-25mm连续级配，含泥量<1％；砂石为Ⅱ区中砂，表观密度为2660kg/m3，细度模数为2.5，含泥量<1.0％；粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，粉煤灰的细度(45μm方孔筛筛余)8％，烧失量<4.5％，需水量比<96％，含水量<0.2％；矿粉为S95级矿渣粉，密度为2.8g/cm3，比表面积为420m2/kg，活性指数(7d)为82％，活性指数(28d)为94％，流动度比为96％，含水量为0.2％；硅灰为SF93，硅灰中的二氧化硅含量≥86％，平均粒径0.1-0.2μm，含水率<3％，烧失量<5％，火山灰活性指数>92％，比表面积≥15000m2/kg。

注：减水剂包括但不仅限于萘系高效减水剂、聚羧酸减水剂。

对比例

对比例1：本对比例与实施例1的不同之处在于：原料中未添加疏水二氧化硅微球。

对比例2：本对比例与实施例1的不同之处在于：原料中未添加复合纤维。

对比例3：本对比例与实施例1的不同之处在于：原料中未添加糖钙。

对比例4：本实施例与实施例1的不同之处在于：原料中添加制备例1制备的二氧化硅微球。

对比例5：本实施例与实施例1的不同之处在于：原料中复合纤维以同等质量的凯夫拉纤维短切丝替换改性聚丙烯纤维。

对比例6：本实施例与实施例1的不同之处在于：原料中复合纤维由重量比为1:(1-3)的凯夫拉纤维短切丝和聚丙烯纤维组成。

对比例7：本对比例与实施例1的不同之处在于：S1、称取疏水二氧化硅微球、糖钙、复合纤维，水泥、砂石、碎石、粉煤灰、矿粉、硅灰和剩余水进行搅拌混合制得搅拌料。

性能检测试验

分别采用实施例1-5以及对比例1-7的制备方法制备防水抗渗混凝土，规格为100mm×100mm×100mm的立方体，采用如下方法检测防水抗渗混凝土的性能。

1、抗压强度检测

按照GB/T50081-2019《普通混凝士力学性能试验方法标准》制作标准试块，并测量标准试块养护28d的抗压强度。

2、抗折强度检测

按照GB/T50081-2019《普通混凝士力学性能试验方法标准》制作标准试块，并测量标准试块养护28d的抗折强度。

3、抗水流冲击性能检测

将制备好的混凝土块置于地面，然后用1m/s的水流冲击混凝土块表面，冲击1个月、3个月、6个月记录混凝土块表面的裂缝数目，以单位面积的裂缝数目记为裂缝数。

4、抗渗压力性能测试

采用GB/T50082-2009《普通混凝士长期性能和耐久性能试验方法标准》测试标准试块的抗渗压力。

5、复合纤维包覆性能检测

分别采用实施例1-5以及对比例6的制备方法制备复合纤维，对改性聚丙烯纤维包覆凯夫拉纤维短切丝的效果进行评分，评分标准如下：包覆效果好7-10分；包覆效果较好4-7分；包覆效果不好0-4分。

表1防水抗渗混凝土性能测试表

结合实施例1-5和对比例1-7并结合表1可以看出，对比例1原料中未添加疏水二氧化硅微球，相比于实施例1，对比例1制备的混凝土抗压强度、抗折强度、抗渗压力相比于实施例1制备的混凝土均有所减弱，对比例1制备的混凝土裂缝条数无论在1个月、3个月还是6个月相比于实施例1均有所增加；说明疏水二氧化硅微球与复合纤维相配合，能够使得混凝土具有良好的疏水效果，避免水分停留在混凝土孔隙中，从而避免水流冲击导致孔隙扩大影响混凝土的防水抗渗性能；同时疏水二氧化硅微球与复合纤维相配合能够提高混凝土的抗压强度和抗折强度。

对比例2原料中未添加复合纤维，相比于实施例1，对比例2制备的混凝土抗压强度、抗折强度、抗渗压力相比于实施例1制备的混凝土均有所减弱，对比例2制备的混凝土裂缝条数无论在1个月、3个月还是6个月相比于实施例1均有所增加；说明复合纤维能够紧密连结混凝土内部颗粒结构，产生较大的拉应力，并且在混凝土受到水流冲击时，复合纤维较强的缓冲性能，能够缓冲水流的冲击力，从而避免混凝土孔隙被水流冲击而扩大孔隙，从而避免影响混凝土的防水抗渗效果；同时疏水二氧化硅微球与复合纤维相配合能够提高混凝土的抗压强度和抗折强度。

对比例3原料中未添加糖钙，相比于实施例1，对比例3制备的混凝土抗压强度、抗折强度、抗渗压力相比于实施例1制备的混凝土均有所减弱，对比例3制备的混凝土裂缝条数无论在1个月、3个月还是6个月相比于实施例1均有所增加；说明糖钙、复合纤维、疏水二氧化硅微球相配合，能够使得疏水二氧化硅微球较为稳定的附着在复合纤维表面，利用复合纤维较强的弹性配合疏水二氧化硅较强的疏水性使得混凝土具有良好的抗水流冲击性能；同时糖钙、疏水二氧化硅微球与复合纤维相配合能够提高混凝土的抗压强度和抗折强度。

对比例4原料中的疏水二氧化硅微球未经过疏水改性，则对比例4添加的是普通二氧化硅微球，相比于实施例1，对比例4制备的混凝土抗压强度、抗折强度、抗渗压力相比于实施例1制备的混凝土均有所减弱，对比例4制备的混凝土裂缝条数无论在1个月、3个月还是6个月相比于实施例1均有所增加；说明没有经过疏水改性的二氧化硅微球仅仅是通过填充作用提高混凝土的抗压强度、抗折强度，并仅仅通过提高混凝土内部结构密实度的效果提高混凝土的抗水流冲击效果，但是结合数据显示，仅仅通过填充作用制备的混凝土其抗水流冲击效果低于疏水二氧化硅微球的抗水流冲击效果。

对比例5原料中以同等质量的凯夫拉纤维短切丝替换改性聚丙烯纤维，相比于实施例1，对比例5制备的混凝土抗压强度、抗折强度、抗渗压力相比于实施例1制备的混凝土均有所减弱，对比例5制备的混凝土裂缝条数无论在1个月、3个月还是6个月相比于实施例1均有所增加；说明凯夫拉纤维短切丝和改性聚丙烯纤维相配合，使得复合纤维具有较高的弹性缓冲性，较高的弹性缓冲性能使得混凝土具有较高的抗水流冲击性能。

对比例6原料中的聚丙烯纤维没有经过改性，相比于实施例1，对比例6制备的混凝土抗压强度、抗折强度、抗渗压力相比于实施例1制备的混凝土均有所减弱，对比例6制备的混凝土裂缝条数无论在1个月、3个月还是6个月相比于实施例1均有所增加；说明改性的聚丙烯纤维表面与凯夫拉纤维短切丝接触位点变多，接触面积变大，不仅容易包覆凯夫拉纤维短切丝还能够紧密连接在混凝土内部结构孔隙中，从而提高混凝土的强度、抗渗性能以及抗水流冲击性能。

对比例7在制备搅拌料时，直接将糖钙、疏水二氧化硅微球、复合纤维与其他原料进行混合，制备混凝土，相比于实施例1，对比例7制备的混凝土抗压强度、抗折强度、抗渗压力相比于实施例1制备的混凝土均有所减弱，对比例7制备的混凝土裂缝条数无论在1个月、3个月还是6个月相比于实施例1均有所增加；说明直接进行混合，疏水二氧化硅微球、复合纤维分别分散在混凝土结构中，从而影响混凝土的强度、抗渗性能以及抗水流冲击性能。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种防水抗渗混凝土，其特征在于，所述防水抗渗混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥360-400份、砂石650-720份、碎石1100-1200份、水180-200份、粉煤灰50-60份、矿粉70-85份、硅灰35-45份、减水剂6-8份、疏水二氧化硅微球2-4份、复合纤维2-6份、糖钙1-3份。

2.根据权利要求1所述的一种防水抗渗混凝土，其特征在于：所述复合纤维由重量比为1:（1-3）的凯夫拉纤维短切丝和改性聚丙烯纤维组成。

3.根据权利要求2所述的一种防水抗渗混凝土，其特征在于，所述改性聚丙烯纤维采用如下方法制备而成：

称取3-5份聚丙烯纤维置于20-30份乙醇溶液中浸泡20-30min，烘干后置于20-28份甲醇中浸泡，同时进行超声分散，超声分散的同时添加20-30份苯乙烯-二乙烯苯，超声分散10-18min后，通入高纯氮气，在⁶⁰C0γ射线源中照射20-30min，辐照结束后洗涤3-5次，真空干燥至恒重，制得改性聚丙烯纤维。

4.根据权利要求3所述的一种防水抗渗混凝土，其特征在于，所述洗涤首先采用甲醇洗涤1次，然后采用去离子水洗涤2-4次。

5.根据权利要求2所述的一种防水抗渗混凝土，其特征在于，所述复合纤维采用如下方法制备而成：

称取凯夫拉纤维短切丝置于乙醇中浸泡，浸泡的同时进行超声分散，然后在30-60s内添加完改性聚丙烯纤维，超声分散5-10min，然后在350-500r/min的转速下搅拌30-45min，制得复合纤维。

6.根据权利要求1所述的一种防水抗渗混凝土，其特征在于，所述疏水二氧化硅微球采用如下方法制备而成：

称取12-20份二氧化硅微球，将二氧化硅微球置于40-55份氟硅烷溶液中浸泡8-12h，烘干后，置于氢氧化钠溶液中浸泡20-30s，烘干后制得疏水二氧化硅微球。

7.根据权利要求1所述的一种防水抗渗混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。

8.权利要求1-7任一所述的一种防水抗渗混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、称取疏水二氧化硅微球置于水总量1/10的水中，然后添加糖钙，在350-650r/min的转速下搅拌4-8min，然后在45-90s内添加完复合纤维，添加复合纤维时在200-350r/min的转速下搅拌，制得混合料；

S2、称取水泥、砂石、碎石、粉煤灰、矿粉、硅灰和剩余水进行搅拌混合制得搅拌料；

S3、将S1制得的混合料、减水剂添加到S2制得的搅拌料中，混合搅拌后倒入模具中，经养护后制得防水抗渗混凝土。