CN112979237A - 一种高强度彩色混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及混凝土的技术领域，具体公开了一种高强度彩色混凝土及其制备方法。彩色混凝土所用原料包括以下重量份的组分：水泥、粗骨料、细骨料、颜料、水、减水剂、硅丙乳液、消泡剂、纳米二氧化硅、玄武岩纤维、聚丙烯纤维、羧甲基纤维素钠、高吸水性树脂；其制备方法为：I.将水泥、粗骨料、细骨料和颜料混合搅拌，得到混合料；II.将水和硅丙乳液混合搅拌后，再加入混合料中，然后加入纳米二氧化硅、玄武岩纤维、聚丙烯纤维、羧甲基纤维素钠和高吸水性树脂搅拌，最后加入减水剂和消泡剂继续搅拌。本申请的彩色混凝土的强度较高，可以被广泛应用于各种场合；另外，本申请制备方法步骤简单，使用原料成本较低，适合大规模生产。

Description

一种高强度彩色混凝土及其制备方法

技术领域

本申请涉及混凝土的技术领域，更具体地说，它涉及一种高强度彩色混凝土及其制备方法。

背景技术

普通混凝土是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，按照适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型以及养护硬化而成的人造石材。目前随着经济的发展，普通混凝土已经成为当今世界上最主要的建筑材料。由于普通混凝土具有良好的可塑性，可以被浇筑成各种各样的复杂形状，被广泛应用于道路路面、桥梁、码头等的浇筑，同时被广泛应用于城市道路工程中。

但是，普通混凝土由于原材料主要为水泥，水泥的颜色较为单一，使得普通混凝土的外观色彩单调、灰暗、呆板，给人以压抑的感觉，因此彩色混凝土越来越受到大家的关注。彩色混凝土是一种防水、防滑、防腐的绿色环保底面装饰材料，是在未干的水泥地面上加上一层彩色混凝土，然后用专用的模具在水泥地面上压制而成。

彩色混凝土中一般需要添加一定量的颜料，但是由于颜料会吸收一定量的水分，导致混凝土的稠度增大不易拌合，因此为了保持混凝土的稠度不变，通常会向混凝土中加入额外的水分，而额外的水分会使混凝土的水灰比增加，从而使得混凝土拌合物中水泥颗粒相对较少，颗粒间距离较大，水泥水化产生的胶体不足以填充颗粒间的孔隙，进而导致彩色混凝土的强度普遍低于普通混凝土，不能被广泛应用于各种场合。

发明内容

为了提高彩色混凝土的强度，使得彩色混凝土可以被广泛应用，本申请提供一种高强度彩色混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种高强度彩色混凝土，采用如下的技术方案：

一种高强度彩色混凝土，所用原料包括以下重量份的组分：

水泥350-450份、粗骨料920-1000份、细骨料450-500份、颜料25-30 份、水160-180份、减水剂5-10份、硅丙乳液45-55份、消泡剂2-3份、纳米二氧化硅15-20份、玄武岩纤维5-10份、聚丙烯纤维4-8份、羧甲基纤维素钠3-7份、高吸水性树脂15-20份。

通过采用上述技术方案，本申请将水泥作为彩色混凝土的胶凝材料，粗骨料作为彩色混凝土中的刚性骨架，细骨料与水泥、水进行水化作用产生的凝胶一起填充粗骨料之间的缝隙，减水剂可以使得水泥充分分散在彩色混凝土中，减少彩色混凝土的用水量，降低水灰比，从而减少彩色混凝土中的孔隙，增强彩色混凝土的强度。

本申请向彩色混凝土中加入特定量的硅丙乳液，硅丙乳液具有良好的减水效果，可以在彩色混凝土中吸收多余的水分，与减水剂一起协同降低水灰比，使得水泥水化产生的凝胶材料可以良好的填充混凝土中的孔隙，增强了彩色混凝土的强度和韧性，并且硅丙乳液可以提高水泥与彩色混凝土中其他组分的粘结力，使得彩色混凝土中的各组分牢牢的结合的在一起，有效的提高了彩色混凝土的力学性能。

高吸水树脂是一类带有许多亲水基团、具有三维网状结构的高分子聚合物，能够吸收自重几十倍到上千倍的水分，适度交联的三维网状结构又使其所吸收的水分不会轻易流失，因此具有吸水量大和保水性强的特点。本申请采用特定添加量的高吸水树脂与硅丙乳液配合，发挥彼此之间的协同作用，吸收彩色混凝土中的多余的水分，降低水灰比，从而提高彩色混凝土的力学性能；同时利用高吸水树脂保水性强的特点，可以降低彩色混凝土收缩的可能性，减少彩色混凝土由于开裂而产生的孔隙，从而提高彩色混凝土的强度。

本申请的消泡剂可以较好的消除彩色混凝土中的有害气泡，降低彩色混凝土硬化后出现蜂窝、麻面等孔隙的现象，从而提高彩色混凝土的强度。

纳米二氧化硅在彩色混凝土中会发生水化作用，其水化产物包裹在水泥颗粒的表面，减缓水泥颗粒的水化速度，使得水泥水化的产物持续不断的填充彩色混凝土中的孔隙，并且纳米二氧化硅的表面能大，颗粒周围大量存在的不饱和键易吸附自由水，使得彩色混凝土中的自由水减少，游离水蒸发后遗留下来的毛细孔减少，提高了彩色混凝土的密实性，从而提高了彩色混凝土的强度；

同时纳米二氧化硅可以耗散水泥水化形成的产物Ca(OH)₂，丰富水化产物，填充彩色混凝土的孔隙结构，改善颗粒配级和密实性，并且可以形成粗糙的微观结构阻止彩色混凝土中微裂纹的扩展，从而提高彩色混凝土的力学性能、抗冻性和抗渗性。

羧甲基纤维素钠会与彩色混凝土中的金属离子之间发生反应形成络合物，该络合物会吸附在水泥颗粒的表面，在水泥颗粒的表面包覆一层薄膜，该薄膜会填充水泥颗粒之间的细微的孔隙，提高了彩色混凝土的密实性，从而提高了彩色混凝土的强度。

同时，本申请采用特定使用量的玄武岩纤维、聚丙烯纤维与纳米二氧化硅、羧甲基纤维素钠、硅丙乳液、高吸水性树脂混合搭配使用，充分发挥彼此之间的协同作用，降低彩色混凝土中的孔隙率，从而提高彩色混凝土的力学性能。

综上所述，本申请采用硅丙乳液、纳米二氧化硅、玄武岩纤维、聚丙烯纤维、羧甲基纤维素钠、高吸水性树脂与水泥、粗骨料、细骨料、颜料、水、减水剂混合，有效的降低了彩色混凝土的水灰比，极大程度的填充了彩色混凝土之间的孔隙，增强了彩色混凝土的力学性能，使得彩色混凝土可以被广泛应用于各种场合。

优选的，所述纳米二氧化硅采用以下方法进行改性：

在22-26℃的温度下，以及3000-3500r/min的转速下，将纳米二氧化硅、乙醇、水、硅烷偶联剂和草酸，混合搅拌60-80min，过滤、洗涤，在120- 140℃的温度下烘干1-2h，得到改性纳米二氧化硅；其中纳米二氧化硅、乙醇、水、硅烷偶联剂和草酸的重量比为(2.2-2.8):(60-65):(3.25-3.35): (0.5-1.5):(10-18)。

通过采用上述技术方案，本申请采用特定比例范围的硅烷偶联剂作为改性剂，所述硅烷偶联剂采用硅烷偶联剂KH-550，在特定的反应条件下，对纳米二氧化硅表面进行改性处理，增强了纳米二氧化硅与彩色混凝土中各组分的粘结力，提高了纳米二氧化硅在与硅丙乳液等组分混合时的分散能力，并且控制转速在特定的较高的范围内，可以在纳米二氧化硅表面产生局部高温高压或冲击波和微电流等，可以较大幅度的弱化纳米离子间的纳米作用能，进一步提高纳米二氧化硅的分散性，提高了彩色混凝土的力学性能。

优选的，所述玄武岩纤维采用以下方法进行改性：

在20-24℃的温度下将玄武岩纤维、硅烷偶联剂和质量浓度为85-90％的乙醇水溶液混合，分散50-60min，过滤，洗涤，然后在80-85℃的温度下干燥1-2h，得到改性玄武岩纤维；其中玄武岩纤维、硅烷偶联剂和乙醇水溶液的重量比为1:(1.2-1.8):(6-10)。

由于玄武岩纤维的表面能较低，易成团，不易分散，通过采用上述技术方案，本申请采用特定比例范围的硅烷偶联剂作为改性剂，所述硅烷偶联剂采用硅烷偶联剂KH-550，在特定的反应条件下，对玄武岩纤维进行改性处理，提高了玄武岩纤维在与硅丙乳液等组分混合时的分散能力，可以与彩色混凝土中的各组分良好的结合，从而降低彩色混凝土的孔隙率，提高彩色混凝土的强度。

优选的，所述高吸水性树脂采用苹果渣高吸水树脂；

所述苹果渣高吸水树脂采用以下方法制得：

a.将苹果渣在70-80℃的温度下干燥1-2h；

b.将丙烯酸与氢氧化钠混合搅拌，得到中和浓度为60-80％的丙烯酸混合溶液；

c.将经过步骤a处理后的苹果渣在2000-2500r/min的转速下粉碎，然后与步骤b的丙烯酸混合溶液、引发剂和交联剂在温度为25-30℃，搅拌速度为300-350r/min的条件下充分混合均匀，之后在200-250W的功率下进行微波辐射，反应1-2h，得到苹果渣高吸水树脂；

所述苹果渣、丙烯酸混合溶液、引发剂和交联剂的重量比为(0.2- 0.8):1:(0.003-0.007):(0.065-0.085)。

优选的，所述步骤c中，引发剂采用H₂O₂，交联剂采用N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。

苹果渣中富含大量的纤维素、半纤维素，可以作为制备高吸水树脂的骨架材料。通过采用上述技术方案，本申请采用微波辐射法，利用特定使用量的强氧化剂H₂O₂作为引发剂，使得苹果渣中的纤维素形成过氧基，然后与特定量的丙烯酸混合溶液在特定量的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺的交联作用下，按照特定的反应条件发生接枝共聚反应，形成高分子聚合物，使得制得的苹果渣高吸水树脂具有较高的吸水倍率，可以较大程度的吸收彩色混凝土中的额外的水分，降低彩色混凝土的水灰比，从而提高彩色混凝土的力学性能。

优选的，所述步骤c中，苹果渣粉碎后的颗粒尺寸为40-100目。

通过采用上述技术方案，本申请控制苹果渣粉碎后的颗粒尺寸在特定的范围内，使得制得的苹果渣高吸水树脂的比表面积大，从而提高了苹果渣高吸水树脂的吸水速率，使得苹果渣高吸水树脂在较短的时间能吸收较大量的水分，提高了苹果渣高吸水树脂的吸水能力。

优选的，所述消泡剂采用以下方法制得：

S1.将甲基含氢硅油、聚氧烷基醚和乙烯基乙二醇醚混合，升温至120- 130℃，加入氯铂酸-异丙醇催化剂，恒温反应5-6h，降温至30-35℃，得到聚醚改性硅油；所述甲基含氢硅油、聚氧烷基醚、乙烯基乙二醇醚和氯铂酸 -异丙醇催化剂的重量比为(80-86):(98-102):(19-21):(2.8-3.0)；

S2.将步骤S1得到的聚醚改性硅油、MQ硅树脂和乳化剂在9000- 15000r/min的转速下剪切15-20min，然后加入质量浓度为18-22％的羟甲基纤维素钠水溶液，在1000-1400r/min的转速下，搅拌20-25min，得到消泡剂；所述聚醚改性硅油、MQ硅树脂、乳化剂和羟甲基纤维素钠水溶液的重量比为(98-102):(3-5):(18-22):(2.5-3.5)。

通过采用上述技术方案，本申请的乳化剂为乳化剂HA，且本申请采用特定比例的聚醚改性硅油、MQ硅树脂、乳化剂和羟甲基纤维素钠水溶液混合，并在特定的反应条件下，制得的消泡剂具有消泡速率快、抑泡能力强、稳定性好等特点。将本申请的消泡剂加入彩色混凝土中，可以极大程度的消除彩色混凝土中的有害气泡，降低了彩色混凝土硬化后出现较多孔隙的现象，从而提高彩色混凝土的强度。

优选的，所述减水剂采用聚羧酸系减水剂和萘系减水剂中的一种。

通过采用上述技术方案，聚羧酸系减水剂和萘系减水剂可以对水泥颗粒起到充分分散的作用，减少用水量，降低彩色混凝土的水灰比，使得彩色混凝土的孔隙率下降，从而提高彩色混凝土的强度。

优选的，所述颜料采用氧化铁红、氧化铁黄、氧化铬绿中的一种。

通过采用上述技术方案，本申请采用氧化铁红、氧化铁黄、氧化铬绿中的一种作为彩色混凝土的颜料，使得彩色混凝土具有鲜艳的颜色，提高彩色混凝土的装饰效果。

第二方面，本申请提供的一种高强度彩色混凝土的制备方法，包括以下步骤：

I.先将水泥、粗骨料、细骨料和颜料在400-460r/min的转速下混合搅拌 5-10min，得到混合料；

II.将水和硅丙乳液混合搅拌2-3min后，再加入步骤I所得的混合料中，然后加入纳米二氧化硅、玄武岩纤维、聚丙烯纤维、羧甲基纤维素钠和高吸水性树脂，在450-500r/min的转速下，搅拌10-15min，最后加入减水剂和消泡剂继续搅拌5-10min，得到彩色混凝土。

通过采用上述技术方案，本申请将彩色混凝土中的各组分分批在特定的条件下进行混合，使得彩色混凝土中的各组分可以充分混合均匀，提高了彩色混凝土中各组分的分散性，降低了彩色混凝土中的组分在混合时发生团聚的可能性，从而提高了彩色混凝土的力学性能。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请的彩色混凝土水灰比较低，彩色混凝土中含有的孔隙数量较少，使得彩色混凝土具有较高的强度、韧性、抗冻性和抗渗性，可以被广泛应用于各种场合；

2.本申请的彩色混凝土的制备方法，步骤简单，易操作，并且使用的原料成本较低，适合大规模生产。

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。

以下实施例和对比例中：

水泥购自华新水泥股份有限公司生产的P.042.5级，物理性能见表1；

表1

粗骨料选用石子，购自黄石青龙碎石厂，粒径为5-10mm，表观密度 2700kg/m³，堆积密度1450kg/m³；

细骨料选用焦作产河砂，堆积密度1450kg/m³，细度模数3.2，连续级配；

聚羧酸减水剂购自上海憎冶实业有限公司；

萘系减水剂、高吸水性树脂购自济南汇锦川化工有限公司；

硅丙乳液购自山东一晨生物科技有限公司；

玄武岩纤维、聚丙烯纤维购自山东浩森新材料有限公司；

羧甲基纤维素钠购自河北滇京科技有限公司；

丙烯酸购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；

H₂O₂、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺购自天津市福晨化学试剂厂；

甲基含氢硅油购自济南环正化工有限公司；

聚氧烷基醚购自江苏海安石油化工厂；

乙烯基乙二醇醚购自湖北信康医药化工有限公司；

MQ硅树脂购自湖北新四海化工股份有限公司；

乳化剂HA购自广东中联邦精细化工有限公司；

消泡剂购自廊坊欧沃斯保温材料有限公司。

实施例1

一种高强度彩色混凝土的制备方法，包括以下步骤：

I.先将350kg水泥、1000kg石子、450kg河砂和30kg氧化铁红在 400r/min的转速下混合搅拌5min，得到混合料；

II.将160kg水和45kg硅丙乳液混合搅拌2min后，再加入步骤I所得的混合料中，然后加入15kg纳米二氧化硅、10kg玄武岩纤维、4kg聚丙烯纤维、7kg羧甲基纤维素钠和15kg高吸水性树脂，在450r/min的转速下，搅拌10min，最后加入10kg聚羧酸系减水剂和3kg消泡剂继续搅拌5min，得到彩色混凝土。

实施例2

一种高强度彩色混凝土的制备方法，包括以下步骤：

I.先将400kg水泥、960kg石子、475kg河砂和27.5kg氧化铁黄在 430r/min的转速下混合搅拌7.5min，得到混合料；

II.将170kg水和50kg硅丙乳液混合搅拌2.5min后，再加入步骤I所得的混合料中，然后加入17.5kg纳米二氧化硅、7.5kg玄武岩纤维、6kg聚丙烯纤维、5kg羧甲基纤维素钠和17.5kg高吸水性树脂，在475r/min的转速下，搅拌12.5min，最后加入7.5kg聚羧酸系减水剂和2.5kg消泡剂继续搅拌 7.5min，得到彩色混凝土。

实施例3

一种高强度彩色混凝土的制备方法，包括以下步骤：

I.先将450kg水泥、920kg石子、500kg河砂和25kg氧化铬绿在 460r/min的转速下混合搅拌10min，得到混合料；

II.将180kg水和55kg硅丙乳液混合搅拌3min后，再加入步骤I所得的混合料中，然后加入20kg纳米二氧化硅、5kg玄武岩纤维、8kg聚丙烯纤维、 3kg羧甲基纤维素钠和20kg高吸水性树脂，在500r/min的转速下，搅拌 15min，最后加入5kg萘系减水剂和2kg消泡剂继续搅拌10min，得到彩色混凝土。

实施例4

一种高强度彩色混凝土的制备方法，包括以下步骤：

I.先将370kg水泥、940kg石子、465kg河砂和26kg氧化铁红在 415r/min的转速下混合搅拌6min，得到混合料；

II.将165kg水和47kg硅丙乳液混合搅拌2min后，再加入步骤I所得的混合料中，然后加入16kg纳米二氧化硅、6.3kg玄武岩纤维、4.5kg聚丙烯纤维、3.5kg羧甲基纤维素钠和16kg高吸水性树脂，在460r/min的转速下，搅拌11min，最后加入6.3kg萘系减水剂和2.2kg消泡剂继续搅拌6min，得到彩色混凝土。

实施例5

一种高强度彩色混凝土的制备方法，包括以下步骤：

I.先将425kg水泥、980kg石子、489kg河砂和28.5kg氧化铁黄在 450r/min的转速下混合搅拌8min，得到混合料；

II.将178kg水和52kg硅丙乳液混合搅拌3min后，再加入步骤I所得的混合料中，然后加入18.5kg纳米二氧化硅、8.8kg玄武岩纤维、7.6kg聚丙烯纤维、6.5kg羧甲基纤维素钠和19kg高吸水性树脂，在490r/min的转速下，搅拌14min，最后加入8.9kg聚羧酸系减水剂和2.8kg消泡剂继续搅拌9min，得到彩色混凝土。

实施例6

一种高强度彩色混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于：纳米二氧化硅采用以下方法进行改性：

在22℃的温度下，以及3000r/min的转速下，将2.2kg纳米二氧化硅、 60kg乙醇、3.25kg水、0.5kg硅烷偶联剂KH-550和10kg草酸，混合搅拌 60min，过滤、洗涤，在120℃的温度下烘干1h，得到改性纳米二氧化硅。

实施例7

一种高强度彩色混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于：纳米二氧化硅采用以下方法进行改性：

在26℃的温度下，以及3500r/min的转速下，将2.8kg纳米二氧化硅、 65kg乙醇、3.35kg水、1.5kg硅烷偶联剂KH-550和18kg草酸，混合搅拌 80min，过滤、洗涤，在140℃的温度下烘干2h，得到改性纳米二氧化硅。

实施例8

一种高强度彩色混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于：玄武岩纤维采用以下方法进行改性：

在20℃的温度下将10kg玄武岩纤维、12kg硅烷偶联剂KH-550和60kg 质量浓度为85％的乙醇水溶液混合，分散50min，过滤，洗涤，然后在80℃的温度下干燥1h，得到改性玄武岩纤维。

实施例9

一种高强度彩色混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于：玄武岩纤维采用以下方法进行改性：

在24℃的温度下将10kg玄武岩纤维、18kg硅烷偶联剂KH-550和 100kg质量浓度为90％的乙醇水溶液混合，分散60min，过滤，洗涤，然后在85℃的温度下干燥2h，得到改性玄武岩纤维。

实施例10

一种高强度彩色混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于：高吸水性树脂采用苹果渣高吸水树脂；

苹果渣高吸水树脂采用以下方法制得：

a.将苹果渣在70℃的温度下干燥1h；

b.将丙烯酸与氢氧化钠混合搅拌，得到中和浓度为60％的丙烯酸混合溶液；

c.将经过步骤a处理后的40kg苹果渣在2000r/min的转速下粉碎至40目，然后与步骤b的200kg丙烯酸混合溶液、0.6kg H₂O₂和13kg N,N’-亚甲基双丙烯酰胺在温度为25℃，搅拌速度为300r/min的条件下充分混合均匀，之后在200W的功率下进行微波辐射，反应1h，得到苹果渣高吸水树脂。

实施例11

一种高强度彩色混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于：高吸水性树脂采用苹果渣高吸水树脂；

苹果渣高吸水树脂采用以下方法制得：

a.将苹果渣在80℃的温度下干燥2h；

b.将丙烯酸与氢氧化钠混合搅拌，得到中和浓度为80％的丙烯酸混合溶液；

c.将经过步骤a处理后的80kg苹果渣在2000r/min的转速下粉碎至100 目，然后与步骤b的100kg丙烯酸混合溶液、0.7kg H₂O₂和8.5kg N,N’-亚甲基双丙烯酰胺在温度为30℃，搅拌速度为350r/min的条件下充分混合均匀，之后在250W的功率下进行微波辐射，反应2h，得到苹果渣高吸水树脂。

实施例12

一种高强度彩色混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于：消泡剂采用以下方法制得：

S1.将80kg甲基含氢硅油、98kg聚氧烷基醚和19kg乙烯基乙二醇醚混合，升温至120℃，加入2.8kg氯铂酸-异丙醇催化剂，恒温反应5h，降温至 30℃，得到聚醚改性硅油；

S2.将步骤S1得到的98kg聚醚改性硅油、3kg MQ硅树脂和18kg乳化剂HA在9000r/min的转速下剪切15min，然后加入2.5kg质量浓度为18％的羟甲基纤维素钠水溶液，在1000r/min的转速下，搅拌20min，得到消泡剂。

实施例13

一种高强度彩色混凝土的制备方法，与实施例2的不同之处在于：消泡剂采用以下方法制得：

S1.将86kg甲基含氢硅油、102kg聚氧烷基醚和21kg乙烯基乙二醇醚混合，升温至130℃，加入3.0kg氯铂酸-异丙醇催化剂，恒温反应6h，降温至 35℃，得到聚醚改性硅油；

S2.将步骤S1得到的102kg聚醚改性硅油、5kg MQ硅树脂和22kg乳化剂HA在15000r/min的转速下剪切20min，然后加入3.5kg质量浓度为22％的羟甲基纤维素钠水溶液，在1400r/min的转速下，搅拌25min，得到消泡剂。

对比例1

市售彩色混凝土，购自广西广林环保建筑材料有限公司。

对比例2

与实施例2的不同之处在于：水泥为300kg、粗骨料为1500kg、细骨料为400kg、颜料为40kg、水为120kg、减水剂为20kg、硅丙乳液为40kg、消泡剂为5kg、纳米二氧化硅为10kg、玄武岩纤维为20kg、聚丙烯纤维为 2kg、羧甲基纤维素钠为10kg、高吸水性树脂为10kg。

对比例3

与实施例2的不同之处在于：水泥为500kg、粗骨料为800kg、细骨料为600kg、颜料为20kg、水为200kg、减水剂为3kg、硅丙乳液为60kg、消泡剂为0.5kg、纳米二氧化硅为30kg、玄武岩纤维为3kg、聚丙烯纤维为 10kg、羧甲基纤维素钠为1kg、高吸水性树脂为30kg。

性能检测试验

对实施例1-13、对比例1-3制得的彩色混凝土进行孔隙率和强度的测试，测试结果如表2所示：

彩色混凝土孔隙率根据《JGJ55-2000普通混凝土配合比设计规程》检测彩色混凝土的孔隙率(％)；

彩色混凝土强度根据GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》检测彩色混凝土28d抗压强度(MPa)和28d抗折强度(MPa)。

表2

从表2可以看出，本申请实施例1-5制得的彩色混凝土的孔隙率小于 5.1％，28d抗压强度在58.4-60.3MPa范围内，28d抗折强度在5.8-6.3MPa范围内；而对比例1的孔隙率为6.5％，28d抗压强度在31.5MPa，28d抗折强度在4.2MPa，说明本申请实施例1-5制得的彩色混凝土具有较高的抗压强度和抗折强度，力学性能较好，可以广泛应用在各种场合。

实施例6-7的孔隙率小于实施例2，抗压强度和抗折强度大于实施例2，说明对纳米二氧化硅进行改性处理，可以增强纳米二氧化硅的分散能力，从而提高彩色混凝土的力学性能。

实施例8-9的孔隙率小于实施例2，抗压强度和抗折强度大于实施例2，说明对玄武岩纤维进行改性处理，可以增强玄武岩纤维的分散能力，从而提高彩色混凝土的力学性能。

实施例10-11的孔隙率小于实施例2，抗压强度和抗折强度大于实施例 2，说明采用的实施例10-11制得的苹果渣高吸水树脂具有较强的吸水性能，可以降低彩色混凝土中的水灰比，从而提高彩色混凝土的力学性能。

实施例12-13的孔隙率小于实施例2，抗压强度和抗折强度大于实施例 2，说明采用的实施例12-13制得的消泡剂消泡速率快、抑泡能力强、稳定性好，可以消除彩色混凝土中的有害气泡，从而降低了彩色混凝土的孔隙率，提高了彩色混凝土的力学性能。

对比例2-3的孔隙率大于实施例2，抗压强度和抗折强度小于实施例2，说明水泥、粗骨料、细骨料、颜料、水、减水剂、硅丙乳液、消泡剂、纳米二氧化硅、玄武岩纤维、聚丙烯纤维、羧甲基纤维素钠和高吸水性树脂的使用量不在本申请的范围内，都会降低彩色混凝土的力学性能。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度彩色混凝土，其特征在于，所用原料包括以下重量份的组分：

水泥350-450份、粗骨料920-1000份、细骨料450-500份、颜料25-30份、水160-180份、减水剂5-10份、硅丙乳液45-55份、消泡剂2-3份、纳米二氧化硅15-20份、玄武岩纤维5-10份、聚丙烯纤维4-8份、羧甲基纤维素钠3-7份、高吸水性树脂15-20份。

2.根据权利要求1所述的一种高强度彩色混凝土，其特征在于：所述纳米二氧化硅采用以下方法进行改性：

在22-26℃的温度下，以及3000-3500r/min的转速下，将纳米二氧化硅、乙醇、水、硅烷偶联剂和草酸，混合搅拌60-80min，过滤、洗涤，在120-140℃的温度下烘干1-2h，得到改性纳米二氧化硅；其中纳米二氧化硅、乙醇、水、硅烷偶联剂和草酸的重量比为（2.2-2.8）:（60-65）:（3.25-3.35）:（0.5-1.5）:（10-18）。

3.根据权利要求1所述的一种高强度彩色混凝土，其特征在于：所述玄武岩纤维采用以下方法进行改性：

在20-24℃的温度下将玄武岩纤维、硅烷偶联剂和质量浓度为85-90%的乙醇水溶液混合，分散50-60min，过滤，洗涤，然后在80-85℃的温度下干燥1-2h，得到改性玄武岩纤维；其中玄武岩纤维、硅烷偶联剂和乙醇水溶液的重量比为1:（1.2-1.8）:（6-10）。

4.根据权利要求1所述的一种高强度彩色混凝土，其特征在于：所述高吸水性树脂采用苹果渣高吸水树脂；

所述苹果渣高吸水树脂采用以下方法制得：

a.将苹果渣在70-80℃的温度下干燥1-2h；

b.将丙烯酸与氢氧化钠混合搅拌，得到中和浓度为60-80%的丙烯酸混合溶液；

c.将经过步骤a处理后的苹果渣在2000-2500r/min的转速下粉碎，然后与步骤b的丙烯酸混合溶液、引发剂和交联剂在温度为25-30℃，搅拌速度为300-350r/min的条件下充分混合均匀，之后在200-250W的功率下进行微波辐射，反应1-2h，得到苹果渣高吸水树脂；

所述苹果渣、丙烯酸混合溶液、引发剂和交联剂的重量比为（0.2-0.8）:1:（0.003-0.007）:（0.065-0.085）。

5.根据权利要求4所述的一种高强度彩色混凝土，其特征在于：所述步骤c中，引发剂采用H₂O₂，交联剂采用N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。

6.根据权利要求4所述的一种高强度彩色混凝土，其特征在于：所述步骤c中，苹果渣粉碎后的颗粒尺寸为40-100目。

7.根据权利要求1所述的一种高强度彩色混凝土，其特征在于：所述消泡剂采用以下方法制得：

S1.将甲基含氢硅油、聚氧烷基醚和乙烯基乙二醇醚混合，升温至120-130℃，加入氯铂酸-异丙醇催化剂，恒温反应5-6h，降温至30-35℃，得到聚醚改性硅油；所述甲基含氢硅油、聚氧烷基醚、乙烯基乙二醇醚和氯铂酸-异丙醇催化剂的重量比为（80-86）:（98-102）:（19-21）:（2.8-3.0）；

S2.将步骤S1得到的聚醚改性硅油、MQ硅树脂和乳化剂在9000-15000r/min的转速下剪切15-20min，然后加入质量浓度为18-22%的羟甲基纤维素钠水溶液，在1000-1400r/min的转速下，搅拌20-25min，得到消泡剂；所述聚醚改性硅油、MQ硅树脂、乳化剂和羟甲基纤维素钠水溶液的重量比为（98-102）:（3-5）:（18-22）:（2.5-3.5）。

8.根据权利要求1所述的一种高强度彩色混凝土，其特征在于：所述减水剂采用聚羧酸系减水剂和萘系减水剂中的一种。

9.根据权利要求1所述的一种高强度彩色混凝土，其特征在于：所述颜料采用氧化铁红、氧化铁黄、氧化铬绿中的一种。

10.一种权利要求1-9任一项所述的高强度彩色混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

I.先将水泥、粗骨料、细骨料和颜料在400-460r/min的转速下混合搅拌5-10min，得到混合料；

II.将水和硅丙乳液混合搅拌2-3min后，再加入步骤I所得的混合料中，然后加入纳米二氧化硅、玄武岩纤维、聚丙烯纤维、羧甲基纤维素钠和高吸水性树脂，在450-500r/min的转速下，搅拌10-15min，最后加入减水剂和消泡剂继续搅拌5-10min，得到彩色混凝土。