CN114133181A - 一种抗渗早强混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述抗渗早强混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥40‑50份、砂子70‑80份、碎石100‑120份、松香基超支化环氧树脂1‑3份、亲水性改性纳米蛭石粉3‑5份、氨基季铵盐基杯[3]咔唑0.1‑0.3份、早强型聚羧酸减水剂1‑3份、废弃橡胶粉3‑6份、废弃聚酯纤维2‑4份、纳米硼纤维1‑2份、水15‑20份。本发明还公开了一种所述抗渗早强混凝土的制备方法。本发明公开的抗渗早强混凝土抗渗早强效果显著，抗裂性能好，使用安全、环保无污染。

Description

一种抗渗早强混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土材料技术领域，尤其涉及一种抗渗早强混凝土及其制备方法。
背景技术
近年来，随着我国城市化进程的发展，交通运输系统与基础设施建设面临快速增长的需求，带动混凝土材料行业突飞猛进。混凝土材料简称为“砼”，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。由于其具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，被广泛应用于建筑工程项目中，其性能的好坏直接影响着建筑工程质量的优劣，是直接关系到人们生命和财产安全的关键因素之一。且随着其应用范围的进一步扩大，对混凝土的质量要求也越来越高，高强度、高耐久性和高抗渗性是混凝土材料发展的主流方向之一。
目前，抗渗早强混凝土通常是在普通水泥混凝土中加入外加剂制备而成。传统的外加剂存在用量不易控制、容易引发混凝土工作性能以及耐久性降低。现有的抗渗早强混凝土在使用过程中会发生一定的自收缩导致抗渗混凝土产生一定的裂缝。市面上的抗渗早强混凝土还或多或少存在早强抗渗性能不佳，综合性能和性能稳定性不好，后期强度不高，易产生泌水离析，抗冻性和耐久性有待进一步提高；腐蚀性、盐析和掺量大；多种外加剂同时加入影响综合性能，价格较高，毒性较大，易造成环境污染，影响人体健康的缺陷。
为了解决上述问题，中国发明专利CN110078448B公开了一种抗裂早强混凝土及其制备方法，该混凝土由以下重量份的原料制成：水泥460-475份、矿粉60-65份、砂子512-527份、碎石1252-1288份、纤维素-二氧化硅复合纳米材料5-10份、硫酸钙晶须2-5份、早强型聚羧酸减水剂4.1-4.9份、水175-180份。该发明制得的混凝土不仅凝结硬化速度快、早期强度高、早强性能好，而且后期抗压强度高，同时不易发生开裂、产生裂缝，具有优良的工作性能以及耐久性。然而，其产品性能稳定性和抗裂性能有待进一步提高，还存在着黏性太多，泵压太高的问题。
可见，开发一种抗渗早强效果显著，抗裂性能好，使用安全、环保无污染的抗渗早强混凝土及其制备方法符合市场需求，对促进混凝土材料的进一步发展具有非常重要的意义。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种抗渗早强效果显著，抗裂性能好，使用安全、环保无污染的抗渗早强混凝土及其制备方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述抗渗早强混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥40-50份、砂子70-80份、碎石100-120份、松香基超支化环氧树脂1-3份、亲水性改性纳米蛭石粉3-5份、氨基季铵盐基杯[3]咔唑0.1-0.3 份、早强型聚羧酸减水剂1-3份、废弃橡胶粉3-6份、废弃聚酯纤维2-4份、纳米硼纤维1-2 份、水15-20份。
优选的，所述水泥为普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥按质量比(2-3):1混合形成的混合物。
优选的，所述普通硅酸盐水泥的标号为42.5强度等级，所述矿渣硅酸盐水泥标号为早强型42.5R强度等级。
优选的，所述砂子是由特细砂、机制砂按质量比(3-5):2混合形成的混合物。
优选的，所述特细砂细度模数为0.6-0.8mm；所述机制砂细度模数为3.0-5.0mm。
优选的，所述碎石粒径为5-30mm。
优选的，所述松香基超支化环氧树脂的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述松香基超支化环氧树脂为按CN201610861045.7的中国发明专利实施例4的方法制成。
优选的，所述亲水性改性纳米蛭石粉的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65-75℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到亲水性改性纳米蛭石粉。
优选的，所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉、高沸点溶剂的质量比为(2-3):1:(0.5-1.5):1:(0.04-0.06):(18-30):(80-120)。
优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N- 二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
优选的，所述纳米蛭石粉的粒径为300-500nm。
优选的，所述氨基季铵盐基杯[3]咔唑的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐基杯[3]咔唑、 2,4-二氨基苯磺酸钠加入到水中，在50-70℃下搅拌3-5小时，后依次经过过滤、水洗，旋蒸除去水，得到氨基季铵盐基杯[3]咔唑。
优选的，所述季铵盐基杯[3]咔唑、2,4-二氨基苯磺酸钠、水的摩尔比为1:3:(20-30)。
优选的，所述季铵盐基杯[3]咔唑的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述季铵盐基杯[3]咔唑是按中国发明专利CN109836429B中实施例4的方法制成。
优选的，所述早强型聚羧酸减水剂为芜湖弘马新新材料有限公司生产的规格为T0J800-4 的早强型聚羧酸减水剂。
优选的，所述废弃橡胶粉为废弃的车辆轮胎、废弃的橡胶传送带、废弃的橡胶辊中的至少一种碾磨制成；所述废弃轮胎橡胶粉的粒径为0.01-1.0mm。
优选的，所述废弃聚酯纤维为废弃的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，其平均直径为3-9μm，长径比为(20-30):1。
优选的，所述纳米硼纤维的平均直径为300-500nm，长径比为(12-16):1。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述抗渗早强混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合混合均匀后，得到混凝土混合料，将混凝土混合料浇筑入模，成型养护，即得到抗渗早强混凝土。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)本发明提供的抗渗早强混凝土的制备方法，该制备方法工艺简单，操作施工方便，对设备依赖性小，耗能低，资金投入少，制备效率和成品合格率高，易于实现大批量生产。
(2)本发明提供的抗渗早强混凝土，通过组分和配比的合理选取，在各原料组分相互作用相互影响下，协同作用，使得制成的抗渗早强混凝土抗渗早强效果显著，抗裂性能好，没有使用有毒有害的物质，使得产品使用安全、环保无污染。
(3)本发明提供的抗渗早强混凝土，添加的松香基超支化环氧树脂上的环氧基和氨基季铵盐基杯[3]咔唑上的氨基能发生化学反应，在混凝土体系中形成网络结构，起到孔隙填充作用，有利于提高混凝土的后期抗压强度、抗渗性能以及抗裂性能；同时它们的加入能够有效提高各原料组分在混凝土中的均匀性，增强混凝土的和易性和强度；通过杯[3]咔唑疏水性结构的引入，能改善防水抗渗能力，延长混凝土的使用寿命，其特有的结构又能改善各原料组分的相容性，进而提高强度和性能稳定性。
(4)本发明提供的抗渗早强混凝土，亲水性改性纳米蛭石粉，通过亲水改性，提高了各原料组分之间的相容性及在混凝土中的分散均匀性，在纳米蛭石粉上引入多羟基、2-甲基 -N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基、两性离子和甲氧基硅烷结构，这些结构协同作用，能有效改善减水性能和早强性能，且具有吸水功能，有效防止干裂现象的发生；另外，该原料组分能对缝隙起到吸水膨胀填充，进而改善抗渗抗裂性能的作用。
(5)本发明提供的抗渗早强混凝土，通过废弃橡胶粉、废弃聚酯纤维这些废弃物材料的回收再利用，起到了节能减排，变废为宝的有益效果；它们的加入能起到改善增强、抗渗抗裂效果的作用；纳米硼纤维的加入，与其它组分协同作用，能使得上述效果更明显。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围；实施例中所述松香基超支化环氧树脂为按CN201610861045.7 的中国发明专利实施例4的方法制成；所述季铵盐基杯[3]咔唑是按中国发明专利 CN109836429B中实施例4的方法制成；所述早强型聚羧酸减水剂为芜湖弘马新新材料有限公司生产的规格为T0J800-4的早强型聚羧酸减水剂。
实施例1
一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述抗渗早强混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥40份、砂子70份、碎石100份、松香基超支化环氧树脂1份、亲水性改性纳米蛭石粉 3份、氨基季铵盐基杯[3]咔唑0.1份、早强型聚羧酸减水剂1份、废弃橡胶粉3份、废弃聚酯纤维2份、纳米硼纤维1份、水15份。
所述水泥为普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥按质量比2:1混合形成的混合物；所述普通硅酸盐水泥的标号为42.5强度等级，所述矿渣硅酸盐水泥标号为早强型42.5R强度等级。
所述砂子是由特细砂、机制砂按质量比3:2混合形成的混合物；所述特细砂细度模数为 0.6mm；所述机制砂细度模数为3.0mm；所述碎石粒径为5mm。
所述亲水性改性纳米蛭石粉的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、 2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65℃下搅拌反应3小时，后旋蒸除去溶剂，得到亲水性改性纳米蛭石粉；所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉、高沸点溶剂的质量比为2:1:0.5:1:0.04:18:80；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述惰性气体为氮气；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述纳米蛭石粉的粒径为300nm。
所述氨基季铵盐基杯[3]咔唑的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐基杯[3]咔唑、2,4-二氨基苯磺酸钠加入到水中，在50℃下搅拌3小时，后依次经过过滤、水洗，旋蒸除去水，得到氨基季铵盐基杯[3]咔唑；所述季铵盐基杯[3]咔唑、2,4-二氨基苯磺酸钠、水的摩尔比为 1:3:20。
所述废弃橡胶粉为废弃的车辆轮胎碾磨制成；所述废弃轮胎橡胶粉的粒径为0.05mm；所述废弃聚酯纤维为废弃的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，其平均直径为3μm，长径比为20:1；所述纳米硼纤维的平均直径为300nm，长径比为12:1。
一种所述抗渗早强混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合混合均匀后，得到混凝土混合料，将混凝土混合料浇筑入模，成型养护，即得到抗渗早强混凝土。
实施例2
一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述抗渗早强混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥43份、砂子72份、碎石105份、松香基超支化环氧树脂1.5份、亲水性改性纳米蛭石粉3.5份、氨基季铵盐基杯[3]咔唑0.15份、早强型聚羧酸减水剂1.5份、废弃橡胶粉4份、废弃聚酯纤维2.5份、纳米硼纤维1.2份、水17份。
所述水泥为普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥按质量比2.2:1混合形成的混合物；所述普通硅酸盐水泥的标号为42.5强度等级，所述矿渣硅酸盐水泥标号为早强型42.5R强度等级。
所述砂子是由特细砂、机制砂按质量比3.5:2混合形成的混合物；所述特细砂细度模数为 0.65mm；所述机制砂细度模数为3.5mm；所述碎石粒径为12mm。
所述亲水性改性纳米蛭石粉的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、 2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，68℃下搅拌反应3.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到亲水性改性纳米蛭石粉；所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉、高沸点溶剂的质量比为2.3:1:0.8:1:0.045:22:90；所述引发剂为偶氮二异庚腈；所述惰性气体为氦气；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述纳米蛭石粉的粒径为350nm。
所述氨基季铵盐基杯[3]咔唑的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐基杯[3]咔唑、2,4-二氨基苯磺酸钠加入到水中，在55℃下搅拌3.5小时，后依次经过过滤、水洗，旋蒸除去水，得到氨基季铵盐基杯[3]咔唑；所述季铵盐基杯[3]咔唑、2,4-二氨基苯磺酸钠、水的摩尔比为 1:3:23。
所述废弃橡胶粉为废弃的橡胶传送带碾磨制成；所述废弃轮胎橡胶粉的粒径为0.3mm；所述废弃聚酯纤维为废弃的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，其平均直径为4.5μm，长径比为23:1；所述纳米硼纤维的平均直径为350nm，长径比为13:1。
一种所述抗渗早强混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合混合均匀后，得到混凝土混合料，将混凝土混合料浇筑入模，成型养护，即得到抗渗早强混凝土。
实施例3
一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述抗渗早强混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥45份、砂子75份、碎石110份、松香基超支化环氧树脂2份、亲水性改性纳米蛭石粉 4份、氨基季铵盐基杯[3]咔唑0.2份、早强型聚羧酸减水剂2份、废弃橡胶粉4.5份、废弃聚酯纤维3份、纳米硼纤维1.5份、水18份。
所述水泥为普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥按质量比2.5:1混合形成的混合物；所述普通硅酸盐水泥的标号为42.5强度等级，所述矿渣硅酸盐水泥标号为早强型42.5R强度等级。
所述砂子是由特细砂、机制砂按质量比4:2混合形成的混合物；所述特细砂细度模数为 0.7mm；所述机制砂细度模数为4.0mm；所述碎石粒径为18mm。
所述亲水性改性纳米蛭石粉的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、 2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，70℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去溶剂，得到亲水性改性纳米蛭石粉；所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉、高沸点溶剂的质量比为2.5:1:1:1:0.05:24:100；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述惰性气体为氖气；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基乙酰胺；所述纳米蛭石粉的粒径为400nm。
所述氨基季铵盐基杯[3]咔唑的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐基杯[3]咔唑、2,4-二氨基苯磺酸钠加入到水中，在60℃下搅拌4小时，后依次经过过滤、水洗，旋蒸除去水，得到氨基季铵盐基杯[3]咔唑；所述季铵盐基杯[3]咔唑、2,4-二氨基苯磺酸钠、水的摩尔比为 1:3:25。
所述废弃橡胶粉为废弃的橡胶辊碾磨制成；所述废弃轮胎橡胶粉的粒径为0.6mm；所述废弃聚酯纤维为废弃的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，其平均直径为6μm，长径比为25:1；所述纳米硼纤维的平均直径为400nm，长径比为14:1。
一种所述抗渗早强混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合混合均匀后，得到混凝土混合料，将混凝土混合料浇筑入模，成型养护，即得到抗渗早强混凝土。
实施例4
一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述抗渗早强混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥48份、砂子78份、碎石115份、松香基超支化环氧树脂2.5份、亲水性改性纳米蛭石粉4.5份、氨基季铵盐基杯[3]咔唑0.25份、早强型聚羧酸减水剂2.5份、废弃橡胶粉5.5份、废弃聚酯纤维3.5份、纳米硼纤维1.8份、水19份。
所述水泥为普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥按质量比2.8:1混合形成的混合物；所述普通硅酸盐水泥的标号为42.5强度等级，所述矿渣硅酸盐水泥标号为早强型42.5R强度等级。
所述砂子是由特细砂、机制砂按质量比4.5:2混合形成的混合物；所述特细砂细度模数为 0.75mm；所述机制砂细度模数为4.7mm；所述碎石粒径为27mm。
所述亲水性改性纳米蛭石粉的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、 2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，73℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到亲水性改性纳米蛭石粉；所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉、高沸点溶剂的质量比为2.8:1:1.3:1:0.055:27:115；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈按质量比1:3混合形成的混合物；所述惰性气体为氩气；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比1:2:2:3混合形成的混合物；所述纳米蛭石粉的粒径为470nm。
所述氨基季铵盐基杯[3]咔唑的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐基杯[3]咔唑、2,4-二氨基苯磺酸钠加入到水中，在68℃下搅拌4.8小时，后依次经过过滤、水洗，旋蒸除去水，得到氨基季铵盐基杯[3]咔唑；所述季铵盐基杯[3]咔唑、2,4-二氨基苯磺酸钠、水的摩尔比为 1:3:28。
所述废弃橡胶粉为废弃的车辆轮胎碾磨制成；所述废弃轮胎橡胶粉的粒径为0.8mm；所述废弃聚酯纤维为废弃的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，其平均直径为8μm，长径比为28:1；所述纳米硼纤维的平均直径为480nm，长径比为15:1。
一种所述抗渗早强混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合混合均匀后，得到混凝土混合料，将混凝土混合料浇筑入模，成型养护，即得到抗渗早强混凝土。
实施例5
一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述抗渗早强混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥50份、砂子80份、碎石120份、松香基超支化环氧树脂3份、亲水性改性纳米蛭石粉 5份、氨基季铵盐基杯[3]咔唑0.3份、早强型聚羧酸减水剂3份、废弃橡胶粉6份、废弃聚酯纤维4份、纳米硼纤维2份、水20份。
所述水泥为普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥按质量比3:1混合形成的混合物；所述普通硅酸盐水泥的标号为42.5强度等级，所述矿渣硅酸盐水泥标号为早强型42.5R强度等级。
所述砂子是由特细砂、机制砂按质量比5:2混合形成的混合物；所述特细砂细度模数为 0.8mm；所述机制砂细度模数为5.0mm；所述碎石粒径为30mm。
所述亲水性改性纳米蛭石粉的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、 2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，75℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去溶剂，得到亲水性改性纳米蛭石粉；所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉、高沸点溶剂的质量比为3:1:1.5:1:0.06:30:120；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述惰性气体为氮气；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述纳米蛭石粉的粒径为500nm。
所述氨基季铵盐基杯[3]咔唑的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐基杯[3]咔唑、2,4-二氨基苯磺酸钠加入到水中，在70℃下搅拌5小时，后依次经过过滤、水洗，旋蒸除去水，得到氨基季铵盐基杯[3]咔唑；所述季铵盐基杯[3]咔唑、2,4-二氨基苯磺酸钠、水的摩尔比为 1:3:30。
所述废弃橡胶粉为废弃的橡胶传送带碾磨制成；所述废弃轮胎橡胶粉的粒径为1.0mm；所述废弃聚酯纤维为废弃的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，其平均直径为9μm，长径比为30:1；所述纳米硼纤维的平均直径为500nm，长径比为16:1。
一种所述抗渗早强混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合混合均匀后，得到混凝土混合料，将混凝土混合料浇筑入模，成型养护，即得到抗渗早强混凝土。
对比例1
一种抗渗早强混凝土，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，用纳米蛭石粉代替亲水性改性纳米蛭石粉。
对比例2
一种抗渗早强混凝土，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，没有添加松香基超支化环氧树脂。
对比例3
一种抗渗早强混凝土，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，没有添加氨基季铵盐基杯[3]咔唑。
对比例4
一种抗渗早强混凝土，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，没有添加纳米硼纤维。
将实施例1-5和对比例1-4所述抗渗早强混凝土样品进行性能测试，测试结果和测试方法见表1。
表1
Figure BDA0003386454590000091
从表1可见，本发明实施例公开的抗渗早强混凝土，与对比例产品相比，具有更佳优异的抗压强度、抗渗性和早强抗裂性，这是各原料协同作用的结果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述抗渗早强混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥40-50份、砂子70-80份、碎石100-120份、松香基超支化环氧树脂1-3份、亲水性改性纳米蛭石粉3-5份、氨基季铵盐基杯[3]咔唑0.1-0.3份、早强型聚羧酸减水剂1-3份、废弃橡胶粉3-6份、废弃聚酯纤维2-4份、纳米硼纤维1-2份、水15-20份。
2.根据权利要求1所述的一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥按质量比(2-3):1混合形成的混合物；所述普通硅酸盐水泥的标号为42.5强度等级，所述矿渣硅酸盐水泥标号为早强型42.5R强度等级。
3.根据权利要求1所述的一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述砂子是由特细砂、机制砂按质量比(3-5):2混合形成的混合物；所述特细砂细度模数为0.6-0.8mm；所述机制砂细度模数为3.0-5.0mm。
4.根据权利要求1所述的一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述碎石粒径为5-30mm。
5.根据权利要求1所述的一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述亲水性改性纳米蛭石粉的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65-75℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到亲水性改性纳米蛭石粉。
6.根据权利要求5所述的一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、乙烯基三甲氧基硅烷、引发剂、纳米蛭石粉、高沸点溶剂的质量比为(2-3):1:(0.5-1.5):1:(0.04-0.06):(18-30):(80-120)。
7.根据权利要求5所述的一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述纳米蛭石粉的粒径为300-500nm。
8.根据权利要求1所述的一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述氨基季铵盐基杯[3]咔唑的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐基杯[3]咔唑、2,4-二氨基苯磺酸钠加入到水中，在50-70℃下搅拌3-5小时，后依次经过过滤、水洗，旋蒸除去水，得到氨基季铵盐基杯[3]咔唑；所述季铵盐基杯[3]咔唑、2,4-二氨基苯磺酸钠、水的摩尔比为1:3:(20-30)。
9.根据权利要求1所述的一种抗渗早强混凝土，其特征在于，所述废弃橡胶粉为废弃的车辆轮胎、废弃的橡胶传送带、废弃的橡胶辊中的至少一种碾磨制成；所述废弃轮胎橡胶粉的粒径为0.01-1.0mm；所述废弃聚酯纤维为废弃的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，其平均直径为3-9μm，长径比为(20-30):1；所述纳米硼纤维的平均直径为300-500nm，长径比为(12-16):1。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述抗渗早强混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合混合均匀后，得到混凝土混合料，将混凝土混合料浇筑入模，成型养护，即得到抗渗早强混凝土。
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