CN113387634A

CN113387634A - 一种建筑用高性能混凝土及其制造方法

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Publication number: CN113387634A
Application number: CN202110494076.4A
Authority: CN
Inventors: 罗纯
Original assignee: Jiaxing Shangjianhongcheng Concrete Co ltd
Current assignee: Jiaxing Shangjianhongcheng Concrete Co ltd
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2021-09-14
Anticipated expiration: 2041-05-07
Also published as: CN113387634B

Abstract

本发明涉及混凝土制造技术领域，公开了一种建筑用高性能混凝土及其制造方法，其包括以下重量份原料：硅酸盐水泥44‑68份、碎石28‑33份、石英砂28‑30份、粉煤灰18‑23份、硼酸钙石粉24‑30份、铁尾矿13‑15份、砂岩2‑7份、亚硝酸钠7‑13份、葡萄糖酸钠5‑11份、热稳定剂11‑14份、减水剂5‑9份、抗渗透剂6‑9份、抗冻剂4‑11份、抗侵蚀剂5‑8份、水23‑34份。本发明有效的阻止液体进入到混凝土内部，增强了混凝土对低温胁迫环境的适应能力，有效的减少混凝土裂纹，极大的提升混凝土的抗侵蚀性能，提高混凝土的使用寿命。

Description

一种建筑用高性能混凝土及其制造方法

技术领域

本发明涉及混凝土制造技术领域，尤其涉及一种建筑用高性能混凝土及其制造方法。

背景技术

混凝土，或者水泥混凝土，是一种将细骨料和粗骨料用水泥粘结，经过一段时间硬化而形成的复合材料，过去最常见的是石灰基水泥，像是石灰膏，但是有时也采用水硬性水泥，如铝酸钙水泥或者硅酸盐水泥。非水泥基混凝土与其他混凝土不同，它将各种骨料直接粘结起来。非水泥基混凝土包括采用沥青粘结的沥青混凝土和采用聚合物作为胶凝材料的聚合物混凝土。其中沥青混凝土经常用于路面。当骨料与干燥的硅酸盐水泥和水混合时，混合物形成易于浇注和成型的浆体。水泥与水和其他成分反应，形成一种坚硬的基质，将这些材料结合在一起，形成一种耐用的岩石状材料，这种材料具有许多用途。混合物中通常需要加入外加剂，以改善浆体和最终成品的物理性能。大多数混凝土在浇筑时会埋入钢筋以提供抗拉强度，从而得到钢筋混凝土。

混凝土的耐久性是混凝土的使用寿命具有重要因素。但在寒冷地区，特别是在水位变化的工程部位以及在饱水状态下受到频繁的冻融交替作用时，混凝土易于损坏。为此对混凝土要有一定的抗冻性要求。用于不透水的工程时，要求混凝土具有良好的抗渗性和耐蚀性。抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性为混凝土耐久性。现有的混凝土在抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性方面性能表现一般，耐久性差造成使用寿命较低，水分和液体进入混凝土内，导致混凝土自身结构疏松，低温环境容易使得混凝土出现裂纹，同时混凝土受到侵蚀降低本身的使用寿命，不能满足建筑施工的需求，因此，我们提出一种建筑用高性能混凝土及其制造方法来解决以上问题。

发明内容

本发明提出的一种建筑用高性能混凝土及其制造方法,解决了背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种建筑用高性能混凝土，包括以下重量份原料：硅酸盐水泥44-68份、碎石28-33份、石英砂28-30份、粉煤灰18-23份、硼酸钙石粉24-30份、铁尾矿13-15份、砂岩2-7份、亚硝酸钠7-13份、葡萄糖酸钠5-11份、热稳定剂11-14份、减水剂5-9份、抗渗透剂6-9份、抗冻剂4-11份、抗侵蚀剂5-8份、水23-34份。

优选的，所述抗渗透剂包括以下重量份的原料：环氧树脂2-6份、三乙酰甘油酯1-5份、甲基丙烯酸甲酯1-3份、硬脂酸1-2.5份、苯甲酸1.5-3.5份。

优选的，所述抗冻剂包括以下重量份的原料：三乙醇胺2-4份、氯化铵1.2-1.7份、三聚磷酸钠1.5-2.5份、木质磺酸钙1.2-1.8份、的碳酸钙0.8-1.5份、锰盐2-2.8份；

优选的，所述抗侵蚀剂包括以下重量份的原料：将二氧化硅5-9份、氧化镁3-9份、氧化钾7-11份、树脂3-8份、氟硅橡胶5-14份、三乙醇胺2-3份和水6-14份。

优选的，所述减水剂为聚羧酸溶液和亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物中的任一种，热稳定剂为水合三盐基硫酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、二盐基亚磷酸铅中的一种或多种的组合。

优选的，包括以下重量份原料：硅酸盐水泥48-62份、碎石29-32份、石英砂29-30份、粉煤灰19-22份、硼酸钙石粉25-29份、铁尾矿14-15份、砂岩2-6份、亚硝酸钠7-12份、葡萄糖酸钠7-11份、热稳定剂12-14份、减水剂6-9份、抗渗透剂7-9份、抗冻剂5-11份、抗侵蚀剂6-8份、水25-34份。

优选的，包括以下重量份原料：硅酸盐水泥56份、碎石30份、石英砂29份、粉煤灰21份、硼酸钙石粉27份、铁尾矿14份、砂岩5份、亚硝酸钠10份、葡萄糖酸钠8份、热稳定剂12份、减水剂7份、抗渗透剂8份、抗冻剂8份、抗侵蚀剂7份、水29份。

本发明另一方面提供一种建筑用高性能混凝土的制造方法，包括以下步骤：

S1、抗渗透剂制备，称取以上重量份的环氧树脂、三乙酰甘油酯、甲基丙烯酸甲酯加入反应釜混合搅拌，升温到65-80℃，搅拌1-2h，然后加入以上重量份的硬脂酸和苯甲酸持续搅拌，搅拌1-1.5h，冷却得到抗渗透剂；

S2、抗冻剂制备，先将木质磺酸钙、碳酸钙、锰盐混合在一起，加入粉碎机中粉碎成350-450目的粉状，混合粉末；将三乙醇胺、氯化铵、三聚磷酸钠混合，升温80℃，搅拌均匀后再加混合粉末，继续搅拌30min，经6h使溶液中悬浮物沉淀后，即得所需的抗冻剂；

S3、抗侵蚀剂制备，将二氧化硅、氧化镁和氧化钾进行熔融，然后冷却、粉碎得到粉碎颗粒；将粉碎颗粒、树脂、氟硅橡胶、三乙醇胺和水进行球磨以得到抗侵蚀剂；

S4、混合主料制备：将硅酸盐水泥、碎石、石英砂、粉煤灰、硼酸钙石粉、铁尾矿、砂岩、亚硝酸钠、葡萄糖酸钠和水依次加入高速搅拌机中，转速为800-1000r/min，搅拌40-60min，得到混合主料；

S5、混合试剂制备：热稳定剂、减水剂、抗渗透剂、抗冻剂、抗侵蚀剂加入反应釜进行混合，得到混合试剂；

S6、将混合主料送入到反应釜中与混合试剂搅拌混合，升温到60-80℃，搅拌反应50-60min分钟，制得高性能混凝土。

优选的，所述树脂是选自乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酮、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚氨基甲酸酯中的一种或多种。

优选的，所述S3中，采用球磨机进行球磨，设定球磨转速为100-500r/min，球磨时间为6-8h。

本发明的有益效果是：

本发明通过环氧树脂、三乙酰甘油酯、甲基丙烯酸甲酯加入反应釜混合搅拌，升温搅拌，然后加入以上重量份的硬脂酸和苯甲酸持续搅拌，自制抗渗透剂，将自制的抗渗透剂混合到混凝土的制备中，使得混凝土结构紧密，提高混凝土的致密程度，极大的提高混凝土的抗渗透性能，有效的阻止液体进入到混凝土内部。

本发明通过将木质磺酸钙、碳酸钙、锰盐混合在一起，粉碎混合，通过三乙醇胺、氯化铵、三聚磷酸钠混合，在高温下搅拌均匀后再加混合粉末搅拌混合，自制抗冻剂添加到混凝土中，使得混凝土对冻害的抵御能力得到增强，从而增强了混凝土对低温胁迫环境的适应能力，有效的减少混凝土裂纹。

本发明通过将二氧化硅、氧化镁和氧化钾进行熔融，然后冷却、粉碎得到粉碎颗粒；将粉碎颗粒、树脂、氟硅橡胶、三乙醇胺和水进行球磨以得到抗侵蚀剂融入混凝土主料中，有利于提升混凝土的化学稳定性，极大的提升混凝土的抗侵蚀性能，提高混凝土的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的混凝土制造流程示意图。

图2为本发明的混合主料制备的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

一种建筑用高性能混凝土，包括以下重量份原料：硅酸盐水泥44份、碎石28份、石英砂28份、粉煤灰18份、硼酸钙石粉24份、铁尾矿13份、砂岩2份、亚硝酸钠7份、葡萄糖酸钠5份、热稳定剂11份、减水剂5份、抗渗透剂6份、抗冻剂4份、抗侵蚀剂5份、水23份。

在本实施例中，抗渗透剂包括以下重量份的原料：环氧树脂2份、三乙酰甘油酯1份、甲基丙烯酸甲酯1份、硬脂酸1份、苯甲酸1.5份。抗冻剂包括以下重量份的原料：三乙醇胺2份、氯化铵1.2份、三聚磷酸钠1.5份、木质磺酸钙1.2份、的碳酸钙0.8份、锰盐2份；抗侵蚀剂包括以下重量份的原料：将二氧化硅5份、氧化镁3份、氧化钾7份、树脂3份、氟硅橡胶5份、三乙醇胺2份和水6份。

在本实施例中，减水剂为聚羧酸溶液，热稳定剂为水合三盐基硫酸铅。

如图1-2所示，建筑用高性能混凝土的制造方法，包括以下步骤：

S1、抗渗透剂制备，称取以上重量份的环氧树脂、三乙酰甘油酯、甲基丙烯酸甲酯加入反应釜混合搅拌，升温到65℃，搅拌1h，然后加入以上重量份的硬脂酸和苯甲酸持续搅拌，搅拌1h，冷却得到抗渗透剂；

S2、抗冻剂制备，先将木质磺酸钙、碳酸钙、锰盐混合在一起，加入粉碎机中粉碎成350目的粉状，混合粉末；将三乙醇胺、氯化铵、三聚磷酸钠混合，升温80℃，搅拌均匀后再加混合粉末，继续搅拌30min，经6h使溶液中悬浮物沉淀后，即得所需的抗冻剂；

S4、混合主料制备：将硅酸盐水泥、碎石、石英砂、粉煤灰、硼酸钙石粉、铁尾矿、砂岩、亚硝酸钠、葡萄糖酸钠和水依次加入高速搅拌机中，转速为800r/min，搅拌40min，得到混合主料；

S6、将混合主料送入到反应釜中与混合试剂搅拌混合，升温到60℃，搅拌反应50min分钟，制得高性能混凝土。

在本实施例中，树脂是选自乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酮、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚氨基甲酸酯中的一种或多种。S3中，采用球磨机进行球磨，设定球磨转速为100r/min，球磨时间为6h。

实施例二

一种建筑用高性能混凝土，包括以下重量份原料：硅酸盐水泥56份、碎石30份、石英砂29份、粉煤灰21份、硼酸钙石粉27份、铁尾矿14份、砂岩5份、亚硝酸钠10份、葡萄糖酸钠8份、热稳定剂12份、减水剂7份、抗渗透剂8份、抗冻剂8份、抗侵蚀剂7份、水29份。

在本实施例中，抗渗透剂包括以下重量份的原料：环氧树脂4份、三乙酰甘油酯3份、甲基丙烯酸甲酯2份、硬脂酸1.75份、苯甲酸2.5份。抗冻剂包括以下重量份的原料：三乙醇胺3份、氯化铵1.4份、三聚磷酸钠2份、木质磺酸钙1.5份、的碳酸钙1.2份、锰盐2.4份；抗侵蚀剂包括以下重量份的原料：将二氧化硅7份、氧化镁6份、氧化钾9份、树脂6份、氟硅橡胶10份、三乙醇胺2.5份和水10份。

在本实施例中，减水剂为亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物热稳定剂为二盐基邻苯二甲酸铅。

S1、抗渗透剂制备，称取以上重量份的环氧树脂、三乙酰甘油酯、甲基丙烯酸甲酯加入反应釜混合搅拌，升温到73℃，搅拌1.5h，然后加入以上重量份的硬脂酸和苯甲酸持续搅拌，搅拌1.25h，冷却得到抗渗透剂；

S2、抗冻剂制备，先将木质磺酸钙、碳酸钙、锰盐混合在一起，加入粉碎机中粉碎成400目的粉状，混合粉末；将三乙醇胺、氯化铵、三聚磷酸钠混合，升温80℃，搅拌均匀后再加混合粉末，继续搅拌30min，经6h使溶液中悬浮物沉淀后，即得所需的抗冻剂；

S4、混合主料制备：将硅酸盐水泥、碎石、石英砂、粉煤灰、硼酸钙石粉、铁尾矿、砂岩、亚硝酸钠、葡萄糖酸钠和水依次加入高速搅拌机中，转速为900r/min，搅拌50min，得到混合主料；

S6、将混合主料送入到反应釜中与混合试剂搅拌混合，升温到70℃，搅拌反应55min分钟，制得高性能混凝土。

在本实施例中，树脂是选自乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酮、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚氨基甲酸酯中的一种或多种。S3中，采用球磨机进行球磨，设定球磨转速为300r/min，球磨时间为7h。

实施例三

一种建筑用高性能混凝土，包括以下重量份原料：硅酸盐水泥68份、碎石33份、石英砂30份、粉煤灰23份、硼酸钙石粉30份、铁尾矿15份、砂岩7份、亚硝酸钠13份、葡萄糖酸钠11份、热稳定剂14份、减水剂9份、抗渗透剂9份、抗冻剂11份、抗侵蚀剂8份、水34份。

在本实施例中，抗渗透剂包括以下重量份的原料：环氧树脂6份、三乙酰甘油酯5份、甲基丙烯酸甲酯3份、硬脂酸2.5份、苯甲酸3.5份。抗冻剂包括以下重量份的原料：三乙醇胺4份、氯化铵1.7份、三聚磷酸钠2.5份、木质磺酸钙1.8份、的碳酸钙1.5份、锰盐2.8份；抗侵蚀剂包括以下重量份的原料：将二氧化硅9份、氧化镁9份、氧化钾11份、树脂8份、氟硅橡胶14份、三乙醇胺3份和水14份。

在本实施例中，减水剂为亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物热稳定剂为二盐基亚磷酸铅。

S1、抗渗透剂制备，称取以上重量份的环氧树脂、三乙酰甘油酯、甲基丙烯酸甲酯加入反应釜混合搅拌，升温到80℃，搅拌2h，然后加入以上重量份的硬脂酸和苯甲酸持续搅拌，搅拌1.5h，冷却得到抗渗透剂；

S2、抗冻剂制备，先将木质磺酸钙、碳酸钙、锰盐混合在一起，加入粉碎机中粉碎成450目的粉状，混合粉末；将三乙醇胺、氯化铵、三聚磷酸钠混合，升温80℃，搅拌均匀后再加混合粉末，继续搅拌30min，经6h使溶液中悬浮物沉淀后，即得所需的抗冻剂；

S4、混合主料制备：将硅酸盐水泥、碎石、石英砂、粉煤灰、硼酸钙石粉、铁尾矿、砂岩、亚硝酸钠、葡萄糖酸钠和水依次加入高速搅拌机中，转速为1000r/min，搅拌60min，得到混合主料；

S6、将混合主料送入到反应釜中与混合试剂搅拌混合，升温到80℃，搅拌反应60min分钟，制得高性能混凝土。

在本实施例中，树脂是选自乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酮、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚氨基甲酸酯中的一种或多种。S3中，采用球磨机进行球磨，设定球磨转速为500r/min，球磨时间为8h。

对比例1

本对比例与实施例1的差别仅在于，抗渗透剂包括以下重量份的原料：环氧树脂1份、三乙酰甘油酯0.5份、甲基丙烯酸甲酯0.8份、硬脂酸0.5份、苯甲酸1份。

对比例2

本对比例与实施例1的差别仅在于，抗冻剂包括以下重量份的原料：三乙醇胺1份、氯化铵1.1份、三聚磷酸钠1.3份、木质磺酸钙1.1份、的碳酸钙0.3份、锰盐1.5份。

对比例3

本对比例与实施例1的差别仅在于，抗侵蚀剂包括以下重量份的原料：将二氧化硅3份、氧化镁2份、氧化钾4份、树脂1份、氟硅橡胶2份、三乙醇胺1份和水5份。

对实施例1-3及对比例1-3所得产品进行测试，对样品的抗渗透性能、抗冻性能、抗侵蚀性能进性能测试数据，得到以下表格：

通过以上表格可以得出，本发明制备的混凝土在抗渗性能、抗冻性能和抗侵蚀方面性能表现优异，同时本发明提供的各技术特征为优选的技术特征。本发明有效的阻止液体进入到混凝土内部、增强了混凝土对低温胁迫环境的适应能力，有效的减少混凝土裂纹、极大的提升混凝土的抗侵蚀性能，提高混凝土的使用寿命。

本发明本发明通过环氧树脂、三乙酰甘油酯、甲基丙烯酸甲酯加入反应釜混合搅拌，升温搅拌，然后加入以上重量份的硬脂酸和苯甲酸持续搅拌，自制抗渗透剂，将自制的抗渗透剂混合到混凝土的制备中，使得混凝土结构紧密，提高混凝土的致密程度，极大的提高混凝土的抗渗透性能，有效的阻止液体进入到混凝土内部。本发明通过将木质磺酸钙、碳酸钙、锰盐混合在一起，粉碎混合，通过三乙醇胺、氯化铵、三聚磷酸钠混合，在高温下搅拌均匀后再加混合粉末搅拌混合，自制抗冻剂添加到混凝土中，使得混凝土对冻害的抵御能力得到增强，从而增强了混凝土对低温胁迫环境的适应能力，有效的减少混凝土裂纹。本发明通过将二氧化硅、氧化镁和氧化钾进行熔融，然后冷却、粉碎得到粉碎颗粒；将粉碎颗粒、树脂、氟硅橡胶、三乙醇胺和水进行球磨以得到抗侵蚀剂融入混凝土主料中，有利于提升混凝土的化学稳定性，极大的提升混凝土的抗侵蚀性能，提高混凝土的使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种建筑用高性能混凝土，其特征在于，包括以下重量份原料：硅酸盐水泥44-68份、碎石28-33份、石英砂28-30份、粉煤灰18-23份、硼酸钙石粉24-30份、铁尾矿13-15份、砂岩2-7份、亚硝酸钠7-13份、葡萄糖酸钠5-11份、热稳定剂11-14份、减水剂5-9份、抗渗透剂6-9份、抗冻剂4-11份、抗侵蚀剂5-8份、水23-34份。

2.根据权利要求1所述的一种建筑用高性能混凝土，其特征在于，所述抗渗透剂包括以下重量份的原料：环氧树脂2-6份、三乙酰甘油酯1-5份、甲基丙烯酸甲酯1-3份、硬脂酸1-2.5份、苯甲酸1.5-3.5份。

3.根据权利要求1所述的一种建筑用高性能混凝土，其特征在于，所述抗冻剂包括以下重量份的原料：三乙醇胺2-4份、氯化铵1.2-1.7份、三聚磷酸钠1.5-2.5份、木质磺酸钙1.2-1.8份、的碳酸钙0.8-1.5份、锰盐2-2.8份。

4.根据权利要求1所述的一种建筑用高性能混凝土，其特征在于，所述抗侵蚀剂包括以下重量份的原料：将二氧化硅5-9份、氧化镁3-9份、氧化钾7-11份、树脂3-8份、氟硅橡胶5-14份、三乙醇胺2-3份和水6-14份。

5.根据权利要求1所述的一种建筑用高性能混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸溶液和亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物中的任一种，热稳定剂为水合三盐基硫酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、二盐基亚磷酸铅中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求1所述的一种建筑用高性能混凝土，其特征在于，包括以下重量份原料：硅酸盐水泥48-62份、碎石29-32份、石英砂29-30份、粉煤灰19-22份、硼酸钙石粉25-29份、铁尾矿14-15份、砂岩2-6份、亚硝酸钠7-12份、葡萄糖酸钠7-11份、热稳定剂12-14份、减水剂6-9份、抗渗透剂7-9份、抗冻剂5-11份、抗侵蚀剂6-8份、水25-34份。

7.根据权利要求1所述的一种建筑用高性能混凝土，其特征在于，包括以下重量份原料：硅酸盐水泥56份、碎石30份、石英砂29份、粉煤灰21份、硼酸钙石粉27份、铁尾矿14份、砂岩5份、亚硝酸钠10份、葡萄糖酸钠8份、热稳定剂12份、减水剂7份、抗渗透剂8份、抗冻剂8份、抗侵蚀剂7份、水29份。

8.如权利要求1-7任一项所述基于可降解纤维生产的混凝土制造的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种建筑用高性能混凝土的生产工艺，其特征在于，所述树脂是选自乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酮、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚氨基甲酸酯中的一种或多种。

10.根据权利要求8所述的一种建筑用高性能混凝土的生产工艺，其特征在于，所述S3中，采用球磨机进行球磨，设定球磨转速为100-500r/min，球磨时间为6-8h。