CN115043624B - 一种耐侵蚀大体积混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及建筑材料领域，具体公开了一种耐侵蚀大体积混凝土及其制备方法。耐侵蚀大体积混凝土包括以下重量份的组分：200‑300份水泥、645‑660份砂子、700‑750份碎石、120‑135份水、40‑55份粉煤灰、60‑70份矿粉、6‑10份减水剂、8‑12份膨胀剂、6‑9份防腐阻锈剂；防腐阻锈剂包括防腐料、防锈料、导热网络材料，防腐料、防锈料和导热网络材料的质量比为1:1:3‑5；导热网络材料包括质量比为5‑8.5:1‑2:5‑10:4.2‑6的碳纤维、石墨烯、氮化硼纳米管和石蜡。本申请的耐侵蚀大体积混凝土具有提高了对硫酸盐和氯离子的抗侵蚀能力，改善了水泥水化产生大量热量造成的裂纹问题。

Description

一种耐侵蚀大体积混凝土及其制备方法
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种耐侵蚀大体积混凝土。
背景技术
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，它是由水泥等胶凝材料与颗粒状基料、水以及必要时加入的外加剂和掺合料按照一定比例配制，经均匀搅拌，养护硬化而形成的一种人工石材。但大体积混凝土由于其水化热不容易很快散失，容易产生由温度引起的裂缝；通常大体积混凝土通过掺加矿粉和粉煤灰来取代水泥，降低水泥用量，使水泥水化反应产生的热量大幅减少，降低开裂风险，但单掺大量粉煤灰时，混凝土强度将会降低，抗冻性下降；而单掺大量矿粉，矿粉颗粒表面吸附水分过多，将导致混凝土泌水，不利于混凝土的泵送施工。目前国内通常采用粉煤灰和矿粉双掺来配制大体积混凝土，但双掺粉煤灰和矿粉的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能较差，在沿海港口及盐渍土地区，含有大量硫酸盐及氯盐，对混凝土及钢筋具有严重侵蚀作用，使得钢筋混凝土结构遭到严重破坏，影响其使用寿命。现有的方法是掺入阻锈剂，现有常规的阻锈剂一般不具有抑制混凝土前期水化热的功能，因此不能很好地控制早期温度收缩裂缝的产生，并且常规的阻锈剂也不能同时抵抗硫酸盐和氯离子对混凝土的侵蚀，因此在含有大量硫酸盐及氯盐的沿海港口及盐渍土地区，钢筋混凝土结构遭到严重破坏。
发明内容
为了降低大体积混凝土的前期水化热，同时抵抗硫酸盐和氯离子对混凝土的侵蚀，使钢筋的防锈能力增强，本申请提供一种耐侵蚀大体积混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种耐侵蚀大体积混凝土，采用如下的技术方案：
一种耐侵蚀大体积混凝土，包括以下重量份的组分：200-300份水泥、645-660份砂子、700- 750份碎石、120-135份水、40-55份粉煤灰、60-70份矿粉、6-10份减水剂、8-12份膨胀剂、 6-9份防腐阻锈剂；所述防腐阻锈剂包括防腐料、防锈料、导热网络材料，防腐料、防锈料和导热网络材料的质量比为1:1:(3-5)；
所述导热网络材料包括质量比为(5-8.5):(1-2):(5-10):(4.2-6)的碳纤维、石墨烯、氮化硼纳米管和石蜡。
通过采用上述技术方案，使用水泥作为胶凝才，砂子和碎石作为骨料，增强混凝土的抗压强度，矿粉能减少水泥的用量，改善混凝土的工作性、降低水化热、增进后期强度、改善混凝土内部结构、提高抗渗和防腐蚀能力，粉煤灰加入混凝土中能填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层，使混凝土更加密实，抗压强度和抗渗性更强，且粉煤灰还能延缓水化速度，减少因水化热引起的温升，对防止混凝土因水化热而开裂十分有利。
防腐阻锈剂中不仅包括防腐料和防锈料，还包括导热网络材料，在混凝土具有防腐蚀和防钢筋锈蚀的同时，还具有吸收热量，降低水化热，防止混凝土开裂的效果；其中石墨烯、碳纤维和氮化硼纳米管均具有优异的导热性、热稳定性和活性稳定性，不仅能增大基体密实度，改善抗渗性和抗压强度，石蜡作为典型的相变储能材料，在产生水化热时，能吸收混凝土水化热，延缓升温速率，在温度降低时，冷却凝固，填充混凝土，降低混凝土结构内外温度差，减少表面开裂现象；导热网络材料还能阻止氯离子的迁移和扩散，能阻止裂缝的贯通，降低混凝土内部微裂缝的发展。
可选的，所述导热网络材料的制备方法包括以下步骤：
将氧化石墨烯分散至去离子水中，超声，制成氧化石墨烯分散液，混合，加入氮化硼纳米管，混匀，在160-180℃下水热加热2-3h，自然干燥，制得混合凝胶；
将所述混合凝胶在1900-2000℃下煅烧2-2.5h，制得预处理凝胶；
将碳纤维和所述预处理凝胶、酚醛树脂、去离子水混合，超声分散，抽滤，真空干燥，在 120-130℃下，以0.1-0.3MPa的压力压制1-3s，在180-200℃下固化，在氮气的气氛下，升温至800-850℃炭化，制成网络材料，碳纤维、氧化石墨烯、酚醛树脂的质量比为(5-8):(1- 2):(0.5-1)。
通过采用上述技术方案，将氧化石墨烯分散液与氮化硼纳米管混合后，氧化石墨烯作为分散剂和交联剂，在水热还原下，制成氮化硼纳米管/还原氧化石墨烯混合凝胶，混合凝胶经过高温处理后，还原氧化石墨烯的含氧官能团被去除，缺陷得到修复，从而获得氮化硼纳米管/石墨烯凝胶，再将其与碳纤维、酚醛树脂等混合、炭化，在酚醛树脂作为炭质粘结剂的作用下，形成多种导热通道，为热量提供更多的传导路径，同时增加了石墨烯等与石蜡的接触面积，有利于声子的传递以提升导热效率，且导热网络材料具有稳定固流作用，可有效改善石蜡的渗漏现象。
可选的，所述碳纤维经过以下预处理：将碳纤维与3-5wt％偶联剂KH550乙醇溶液混合浸渍，在氮气环境下回流反应2-3h，抽滤后与水玻璃、去离子水混合，制成预处理碳纤维，碳纤维、水玻璃和去离子水的质量比为1:(0.3-0.5):(1-2)；
将所述预处理碳纤维与氯化镁溶液混合，升温至60-80℃时，调节pH值至10-11，搅拌1-2h，抽滤，干燥，制成中间体纤维，预处理碳纤维和氯化镁溶液的质量比为1:(0.4-0.6)；
将所述中间体纤维置于2-4wt％的偶联剂KH560乙醇溶液中，升温至70-80℃，浸渍5-6h，抽滤，乙醇洗涤，真空干燥。
通过采用上述技术方案，将碳纤维先用偶联剂KH550进行处理，在碳纤维上接枝氨基，并使用水玻璃增大碳纤维的粘性，其含有的硅酸盐低聚体，可以与粉煤灰中的硅铝酸盐溶解物形成桥连作用，加速形成具有强度的网络结构，使样品的强度增大，然后利用氯化镁溶液合成氢氧化镁，在预处理碳纤维上原位浸渍合成氢氧化镁，氢氧化镁本身属于导热材料，且具有防腐蚀效果，能进一步改善碳纤维的导热性和防腐性，另外氢氧化镁硬度高，能改善混凝土的抗压强度，将沉积氢氧化镁的碳纤维使用偶联剂KH560 处理，氢氧化镁上羟基与偶联剂KH560接枝，而且偶联剂KH560中含有环氧基，碳纤维表面氨基能与氢氧化镁表面环氧基发生开环聚合反应，从而加强氢氧化镁的连接稳定性，改善碳纤维的导热性、防腐性和力学强度。
可选的，所述防腐阻锈剂的制备方法包括以下步骤：
将导热网络材料置于分散剂和水的混合溶液中，搅拌均匀后，干燥，然后将导热网络纤维分散在聚乙烯醇水溶液中，过滤，将导热网络纤维和防腐料、防锈料混合均匀，干燥。
通过采用上述技术方案，为使导热网络材料在混凝土中分散更加均匀，先将导热网络材料用分散剂进行润湿，使其分散均匀，并在其表面形成稳定的薄膜，阻止其在分散过程中聚集成束状，然后利用聚乙烯醇的粘性，将防腐料和防锈料附着在导热网络材料上，从而使防腐料和防锈料也均匀分散在混凝土中，改善混凝土的使用寿命。
可选的，所述粉煤灰经过以下预处理：将粉煤灰与钻井废弃物混合，加入糖滤泥，混匀后，模压成型，升温至850-1000℃，煅烧2-4h，粉碎后制成多孔材料，粉煤灰和钻井废弃物、糖滤泥的质量比为1:(0.8-1):(0.2-0.4)；
将所述多孔材料和聚乙二醇混合，升温至50-65℃，恒温加热并搅拌4-5h，在20℃密闭干燥环境中自然冷却，直至凝固，循环3-5次，每次循环时聚乙二醇的添加量与多孔材料的质量比为(0.2-0.4):1。
通过采用上述技术方案，粉煤灰中主要含有活性物质三氧化二铝和二氧化硅，具有高吸附性和胶结能力，在钻井废弃物的碱性环境下，粉煤灰中活性物质被激发，发生水化反应，形成具有一定强度的骨架结构，随着水化反应的进一步发生，水化产物形成钙钒石，可以有效提高钻井废弃物的强度，糖滤泥中主要成分为碳酸钙，在高温下产生气体，作为致孔剂，从而使粉煤灰和钻井废弃物的混合物中形成孔隙，制成多孔材料，多孔材料会降低导热系数，因此在多孔材料中加入相变材料，粉煤灰和废弃钻井废弃物经烧结后，具有很多不规则的微小孔道，为液相的相变材料提供了浸渍空间，填充到多孔材料内的相变材料在水泥发生水化反应，温度足够高时，聚乙二醇逐渐克服多孔材料壁面分子引力，先处于自由流动态，然后继续吸收热量使分子活化能增加，从而降低混凝土内部的温度，从而进一步降低因温差而导致混凝土开裂的问题。
可选的，所述水泥、砂子、碎石、水、粉煤灰、矿粉、减水剂、膨胀剂和防腐阻锈剂的质量比为1:2.62:2.89:0.5:0.19:0.25:0.032:0.04:0.03。
通过采用上述技术方案，防腐阻锈剂和膨胀剂与水泥按照此用量比，配制成的混凝土抗压强度高，抗渗性好，防腐阻锈能力强。
可选的，所述防腐料包括质量比为1:1-1.2的对羟基苯甲酸酯和磷酸锆；
所述防锈料包括质量比为0.8-1:1的D-葡萄糖酸钠和钼酸钠。
通过采用上述技术方案，对羟基苯甲酸酯具有酚羟基结构，能破坏微生物的细胞膜，使细胞内的蛋白质变性，并可以抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性，防腐效果好，磷酸锆能耐较强的酸和一定的碱度，稳定性和机械强度很强，化学稳定性较高，磷酸锆中含有层状结构，磷酸锆具有高比表面积和高硬度的优点，对环境中的氯离子和硫酸根离子等腐蚀组分具有一定的吸附作用，有助于延缓腐蚀，提高混凝土产品的抗腐蚀性能；而磷酸锆具有高硬度的特点有助于提高混凝土的硬度，有助于减少因除锈组分的加入对混凝土的硬度和强度带来的不利影响，有助于改善混凝土的强度性能。
D-葡萄糖酸钠属于吸附性阻锈成分，可以在钢筋表面发生吸附，形成保护性的吸附膜，钼酸钠属于氧化型缓蚀组分，能在对钢筋有良好的阻锈作用，在钢筋表面易生成钝化膜，因此二者能相辅相成的在钢筋表面形成保护膜，阻止钢筋的腐蚀。
可选的，所述膨胀剂为SY-K型膨胀纤维抗裂防水剂。
通过采用上述技术方案，SY-K型膨胀纤维抗裂防水剂是由硫铝酸盐微膨胀剂、聚丙烯纤维、防水剂、增强剂等多种功能材料复合而成，具有微膨胀性能和阻裂纤维的共同优点，同时还具有高抗裂、高抗渗的超叠加效应，使混凝土具有更高的抗渗防水能力和防收缩开裂能力。
可选的，所述粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，45μm方孔筛筛余量为8-12％，需水量比为95-98％，烧失量为2-4.5％。
通过采用上述技术方案，粉煤灰的活性成分为二氧化硅和三氧化二铝，与水泥和水混合后，能够生成较为稳定的胶凝材料，从而使混凝土具有较高的强度，同时粉煤灰中70％以上的颗粒是无定型的球形玻璃体，主要起到滚珠轴承作用，在混凝土拌合物中发挥润滑作用，改善混凝土拌合物的和易性，且粉煤灰与碎石等构成合理级配，使彼此之间互相填充，能有效增加混凝土密实度，进一步提高混凝土的抗压强度和抗渗性。
可选的，所述矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400-450m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％。
通过采用上述技术方案，矿粉矿物掺和料具有“活性效应”、“界面效应”、“微填效应”和“减水效应”等诸多综合效应，矿粉等矿物掺和料不仅可以改善流变性能，降低水化热，降低坍落度损失，减少离析和泌水，还可以改善混凝土结构的孔结构和力学性能，提高后期强度和耐久性。
第二方面，本申请提供一种耐侵蚀大体积混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种耐侵蚀大体积混凝土的制备方法，将水泥、砂子、碎石、粉煤灰、矿粉混合均匀，制得干混物；
将减水剂、膨胀剂和防腐阻锈剂与水混合均匀，加入干混物，充分混合，制得耐侵蚀大体积混凝土。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用双掺矿粉和粉煤灰，并加入含有防腐料、防锈料和导热网络材料的防腐阻锈剂、膨胀剂等制备混凝土，延缓了混凝土的升温速率，降低了水化热，从而改善了因内外温差导致混凝土开裂的问题，同时使混凝土具有抗氯离子和硫酸盐侵蚀的能力。
2、本申请中优选采用碳纤维、氮化硼纳米管、石墨烯和石蜡等原料制备导热网络材料，碳纤维与氮化硼纳米管/石墨烯凝胶在酚醛树脂的粘结作用下，形成三维网络结构，该三维网络导热性强，在混凝土产生水化热时，能吸收水化热，降低内外温度差，防止温度裂缝的产生，另外导热网络材料，还能抑制氯离子和硫酸盐的侵蚀，防止裂纹进一步扩展。
3、本申请中优选在碳纤维上原位浸渍合成氢氧化镁对碳纤维进行改性处理，制成的碳纤维导热性能提升，防腐效果得到改善。
4、本申请中优选采用钻井废弃物、聚乙二醇对粉煤灰进行预处理，在糖滤泥的作用下，粉煤灰与钻井废弃物经煅烧后含有微小孔道，再与聚乙二醇混合，填充相变材料，在混凝土产生水化热时，能进一步降低内外温差，抑制早期温度裂纹的产生。
具体实施方式
导热网络材料的制备例1-10
制备例1：(1)将1kg氧化石墨烯分散至去5kg离子水中，超声，制成氧化石墨烯分散液，混合，加入5kg氮化硼纳米管，混匀，在160℃下水热加热3h，自然干燥，制得混合凝胶；
(2)将混合凝胶在1900℃下煅烧2.5h，制得预处理凝胶；
(3)将5kg碳纤维和预处理凝胶、0.5kg酚醛树脂、5kg去离子水混合，超声分散，抽滤， 80℃下真空干燥4h，在120℃下，以0.1MPa的压力压制3s，在180℃下固化，在氮气的气氛下，升温至800℃炭化4h，真空浸渍4.2kg石蜡，制成网络材料，碳纤维、氧化石墨烯、酚醛树脂的质量比为5:1:0.5，碳纤维长度为8mm。
制备例2：(1)将2kg氧化石墨烯分散至去5kg离子水中，超声，制成氧化石墨烯分散液，混合，加入10kg氮化硼纳米管，混匀，在180℃下水热加热2h，自然干燥，制得混合凝胶；
(2)将混合凝胶在2000℃下煅烧2h，制得预处理凝胶；
(3)将8kg碳纤维和预处理凝胶、1kg酚醛树脂、10kg去离子水混合，超声分散，抽滤， 80℃下真空干燥4h，在130℃下，以0.3MPa的压力压制1s，在200℃下固化，在氮气的气氛下，升温至850℃炭化3.5h，真空浸渍6kg石蜡，制成网络材料，碳纤维、氧化石墨烯、酚醛树脂的质量比为8:2:1，碳纤维长度为8mm。
制备例3：将8kg碳纤维和10kg氮化硼纳米管、1kg酚醛树脂、10kg去离子水混合，超声分散，抽滤，80℃下真空干燥4h，在130℃下，以0.3MPa的压力压制1s，在200℃下固化，在氮气的气氛下，升温至850℃炭化3.5h，制成网络材料，碳纤维和酚醛树脂的质量比为8:1。
制备例4：将8kg碳纤维和2kg石墨烯、1kg酚醛树脂、10kg去离子水混合，超声分散，抽滤，80℃下真空干燥4h，在130℃下，以0.3MPa的压力压制1s，在200℃下固化，在氮气的气氛下，升温至850℃炭化3.5h，制成网络材料，碳纤维和酚醛树脂的质量比为 8:1。
制备例5：将2kg石墨烯、10kg氮化硼纳米管和6kg石蜡混合，真空浸渍，制成导热网络材料。
制备例6：将1kg碳纤维、1kg石墨烯和5kg氮化硼纳米管和4.2kg石蜡混合，升温至50℃，搅拌均匀，制成导热网络材料。
制备例7：与制备例3的区别在于，碳纤维经过以下预处理：
(1)将碳纤维与3wt％偶联剂KH550乙醇溶液混合浸渍，并在氮气环境下回流反应2h，抽滤后与水玻璃、去离子水混合，制成预处理碳纤维，碳纤维、水玻璃和去离子水的质量比为 1:0.3:1；
(2)将预处理碳纤维与摩尔浓度为1mol/l的氯化镁溶液混合，升温至60℃时，用氨水(稀释体积比为1:1)调节pH值至11，搅拌2h，抽滤，在80℃下干燥3h，制成中间体纤维，预处理碳纤维和氯化镁溶液的质量比为1:0.4；
(3)将中间体纤维置于2wt％的偶联剂KH560乙醇溶液中，升温至80℃，浸渍5h，抽滤，乙醇洗涤，在80℃下真空干燥4h。
制备例8：与制备例3的区别在于，碳纤维经过以下预处理：
(1)将碳纤维与5wt％偶联剂KH550乙醇溶液混合浸渍，并在氮气环境下回流反应3h，抽滤后与水玻璃、去离子水混合，制成预处理碳纤维，碳纤维、水玻璃和去离子水的质量比为 1:0.5:2；
(2)将预处理碳纤维与摩尔浓度为1mol/l的氯化镁溶液混合，升温至80℃时，用氨水(稀释体积比为1:1)调节pH值至10，搅拌1h，抽滤，在80℃下干燥3h，制成中间体纤维，预处理碳纤维和氯化镁溶液的质量比为1:0.6；
(3)将中间体纤维置于4wt％的偶联剂KH560乙醇溶液中，升温至70℃，浸渍6h，抽滤，乙醇洗涤，在80℃下真空干燥4h。
制备例9：与制备例8的区别在于，未进行步骤(2)和步骤(3)。
制备例10：与制备例8的区别在于，步骤(1)中未添加水玻璃。
实施例
实施例1：一种耐侵蚀大体积混凝土，其原料用量如表1所示，表1中水泥为P.042.5硅酸盐水泥，砂子的细度模数为2.2，碎石为粒径范围2-25mm级配碎石，粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，45μm方孔筛筛余量为8％，需水量比为95％，烧失量为2％，矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为450m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％，减水剂为 HSP-2005新型聚羧酸高效减水剂，膨胀剂为SY-K型膨胀纤维抗裂防水剂，防腐阻锈剂包括质量比为1:1:5的防腐料、防锈料和导热网络材料，导热网络材料由制备例1制成，防腐料为质量比为1:1的对羟基苯甲酸酯和磷酸锆，防锈料包括质量比为1:1的D-葡萄糖酸钠和钼酸钠，防腐阻锈剂的制备方法如下：将5kg导热网络材料置于2kg分散剂和5kg水的混合溶液中，搅拌均匀后，50℃干燥8h，然后将导热网络纤维分散在3wt％聚乙烯醇水溶液中，过滤，将导热网络纤维和1kg防腐料、1kg防锈料混合均匀，干燥。
上述耐侵蚀大体积混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、砂子、碎石、粉煤灰、矿粉混合均匀，制得干混物；
将减水剂、膨胀剂和防腐阻锈剂与水混合均匀，加入干混物，充分混合，制得耐侵蚀大体积混凝土。
表1实施例1-4中耐侵蚀大体积混凝土的原料用量
Figure 1
实施例2-4：一种耐侵蚀大体积混凝土，与实施例1的区别在于，原料用量如表1所示。
实施例5：一种耐侵蚀大体积混凝土，与实施例1的区别在于，防腐阻锈剂包括质量比为1:1:3的防腐料、防锈料和导热网络材料，导热网络材料由制备例2制成，防腐料为质量比为1:1.2的对羟基苯甲酸酯和磷酸锆，防锈料包括质量比为1:0.8的D-葡萄糖酸钠和钼酸钠。
实施例6-10：一种耐侵蚀大体积混凝土，与实施例1的区别在于，防腐阻锈剂中导热纤维材料的制备例选择如表2所示。
表2实施例1和实施例6-10中导热网络材料的制备例选择
实施例 导热网络材料制备例
实施例1 制备例1
实施例5 制备例2
实施例6 制备例6
实施例7 制备例7
实施例8 制备例8
实施例9 制备例9
实施例10 制备例10
实施例11：一种耐侵蚀大体积混凝土，与实施例8的区别在于，粉煤灰经过以下预处理：将粉煤灰与钻井废弃物混合，加入糖滤泥，混匀后，模压成型，升温至850℃，煅烧4h，粉碎后制成多孔材料，粉煤灰和钻井废弃物、糖滤泥的质量比为1:0.8:0.2；
将多孔材料和聚乙二醇混合，升温至50℃，恒温加热并搅拌4h，在20℃密闭干燥环境中自然冷却，直至凝固，循环3次，每次循环时聚乙二醇的添加量与多孔材料的质量比为0.2:1。
实施例12：一种耐侵蚀大体积混凝土，与实施例8的区别在于，粉煤灰经过以下预处理：将粉煤灰与钻井废弃物混合，加入糖滤泥，混匀后，模压成型，升温至1000℃，煅烧3h，粉碎后制成多孔材料，粉煤灰和钻井废弃物、糖滤泥的质量比为1:1:0.4；
将多孔材料和聚乙二醇混合，升温至65℃，恒温加热并搅拌5h，在20℃密闭干燥环境中自然冷却，直至凝固，循环5次，每次循环时聚乙二醇的添加量与多孔材料的质量比为0.4:1。
实施例13：一种耐侵蚀大体积混凝土，与实施例12的区别在于，粉煤灰经过以下预处理：将粉煤灰和聚乙二醇混合，升温至65℃，恒温加热并搅拌5h，在20℃密闭干燥环境中自然冷却，直至凝固，循环5次，每次循环时聚乙二醇的添加量与粉煤灰的质量比为 0.4:1。
实施例14：一种耐侵蚀大体积混凝土，与实施例12的区别在于，粉煤灰经过以下预处理：将粉煤灰与钻井废弃物混合，加入糖滤泥，混匀后，模压成型，升温至1000℃，煅烧3h，粉碎后制成多孔材料，粉煤灰和钻井废弃物、糖滤泥的质量比为1:1:0.4。
对比例
对比例1：一种耐侵蚀大体积混凝土，与实施例1的区别在于，防腐阻锈剂中导热网络材料由制备例3制成。
对比例2：一种耐侵蚀大体积混凝土，与实施例1的区别在于，防腐阻锈剂中导热网络材料由制备例4制成。
对比例3：一种耐侵蚀大体积混凝土，与实施例1的区别在于，防腐阻锈剂中导热网络材料由制备例5制成。
对比例4：一种耐侵蚀大体积混凝土，与实施例1的区别在于，防腐阻锈剂中未添加导热网络材料。
对比例5：一种耐侵蚀大体积混凝土，与实施例1的区别在于，防腐阻锈剂包括以下重量百分比的组分：亚硝酸钙25.0％，六偏磷酸钠1.0％，苯甲酸钠15.0％，引气剂0.03‰，其余为火山灰。
性能检测试验
按照实施例和对比例中方法制备混凝土，并参考以下方法进行性能检测，将检测结果记录于表3中。
1、抗压强度：按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行检测； 2、导热性能：在24h时检测混凝土中心温度，中心温度使用提前埋入混凝土内的温度传感器采集；
3、氯离子迁移系数：按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性性能试验方法标准》中第7部分抗氯离子渗透试验进行检测；
4、抗硫酸盐侵蚀系数：参考GB/T749-2008《水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法》中第4部分浸泡抗蚀性能试验方法进行检测；
5、早期抗裂性能：按照GB/T50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》制作标准试块，在混凝土浇注24h后，测量混凝土试块上单位面积的裂缝数目以及单位面积上的总开裂面积。
表3耐侵蚀大体积混凝土的性能检测
Figure BDA0003689545790000101
Figure BDA0003689545790000111
结合表3和实施例1-4的数据可以看出，采用制备例1制成的导热网络材料制成防腐阻锈剂，制成的混凝土中心温度在60℃以下，且氯离子扩散系数和抗硫酸盐侵蚀系数小，导热、抗裂效果好。
实施例5中采用制备例2制成的导热网络材料制备防腐阻锈剂，由实施例5制成的混凝土的抗压强度大，且中心温度与实施例1相近，也具有较强的防腐阻锈、导热抗裂性能。
实施例6与实施例1相比，将碳纤维、石墨烯等原料直接混合制成导热网络材料，由表3内数据对比可知，实施例6制备的混凝土的导热性能有所降低，抗裂效果减弱。
实施例7和实施例8与实施例1相比，分别采用制备例7和制备例8制成的制备导热网络材料，因对碳纤维进行了预处理，表3内数据显示，实施例7和实施例8制备的混凝土的中心温度降低，抗压强度增大，早期抗裂性能提升。
实施例9和实施例10中分别使用制备例9和制备例10制成的导热网络材料，制备例9中未负载氢氧化镁，制备例10中未添加水玻璃，由表3内数据可以看出，实施例9制成的混凝土，导热性有所减弱，混凝土的中心温度比实施例8高，实施例10制成的混凝土，抗压强度有所降低，抗氯离子和硫酸盐侵蚀能力减弱。
实施例11和实施例12中，不仅使用了实施例8制成的导热网络材料制备防腐阻锈剂，还对粉煤灰进行了预处理，实施例11和实施例12制成的混凝土的抗压强度增大，且导热性增强，中心温度降低，早期抗裂性增强。
实施例13与实施例12相比，未添加钻井废弃物和糖滤泥，表3内显示，实施例13 制成的混凝土的抗压强度降低，导热性减弱，早期抗裂性下降。
实施例14与实施例13相比，预处理粉煤灰时，未浸渍相变材料，实施例14制成的混凝土，中心温度升高，早期抗裂性能减弱。
对比例1、对比例2和对比例3中依次采用制备例3、制备例4和制备例5制备的导热网络材料，与实施例1相比，对比例1-3制成的混凝土的中心温度偏高，导热和散热效果下降，混凝土的裂缝数量增多，裂缝面积增大，抗裂性降低。
对比例4与实施例1相比，未添加导热网络材料，混凝土的中心温度高，早期抗裂性能差。
对比例5中混凝土中防腐阻锈剂为现有技术的配方，与实施例1相比，实施例5制成的混凝土导热性能较差，不具有导热和散热效果，混凝土的抗裂性能较差。
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 (7)

1.一种耐侵蚀大体积混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：200-300份水泥、645-660份砂子、700-750份碎石、120-135份水、40-55份粉煤灰、60-70份矿粉、6-10份减水剂、8-12份膨胀剂、6-9份防腐阻锈剂；
所述防腐阻锈剂包括防腐料、防锈料、导热网络材料，防腐料、防锈料和导热网络材料的质量比为1:1:（3-5）；
所述导热网络材料包括质量比为（5-8.5）:（1-2）:（5-10）:（4.2-6）的碳纤维、石墨烯、氮化硼纳米管和石蜡；
所述粉煤灰经过以下预处理：将粉煤灰与钻井废弃物混合，加入糖滤泥，混匀后，模压成型，升温至850-1000℃，煅烧2-4h，粉碎后制成多孔材料，粉煤灰和钻井废弃物、糖滤泥的质量比为1:（0.8-1）:（0.2-0.4）；
将所述多孔材料和聚乙二醇混合，升温至50-65℃，恒温加热并搅拌4-5h，在20℃密闭干燥环境中自然冷却，直至凝固，循环3-5次，每次循环时聚乙二醇的添加量与多孔材料的质量比为（0.2-0.4）:1。
2.根据权利要求1所述的耐侵蚀大体积混凝土，其特征在于，所述碳纤维经过以下预处理：将碳纤维与3-5wt%偶联剂KH550乙醇溶液混合浸渍，在氮气环境下回流反应2-3h，抽滤后与水玻璃、去离子水混合，制成预处理碳纤维，碳纤维、水玻璃和去离子水的质量比为1:（0.3-0.5）:（1-2）；
将所述预处理碳纤维与氯化镁溶液混合，升温至60-80℃时，调节pH值至10-11，搅拌1-2h，抽滤，干燥，制成中间体纤维，预处理碳纤维和氯化镁溶液的质量比为1:（0.4-0.6）；
将所述中间体纤维置于2-4wt%的偶联剂KH560乙醇溶液中，升温至70-80℃，浸渍5-6h，抽滤，乙醇洗涤，真空干燥。
3.根据权利要求1所述的耐侵蚀大体积混凝土，其特征在于，所述水泥、砂子、碎石、水、粉煤灰、矿粉、减水剂、膨胀剂和防腐阻锈剂的质量比为1:2.62:2.89:0.5:0.19:0.25:0.032:0.04:0.03。
4.根据权利要求1所述的耐侵蚀大体积混凝土，其特征在于，所述防腐料包括质量比为1:1-1.2的对羟基苯甲酸酯和磷酸锆；
所述防锈料包括质量比为0.8-1:1的D-葡萄糖酸钠和钼酸钠。
5.根据权利要求1所述的耐侵蚀大体积混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，45μm方孔筛筛余量为8-12％，需水量比为95-98％，烧失量为2-4.5％。
6.根据权利要求1所述的耐侵蚀大体积混凝土，其特征在于，所述矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400-450m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％。
7.权利要求1-6任一项所述的耐侵蚀大体积混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将水泥、砂子、碎石、粉煤灰、矿粉混合均匀，制得干混物；
将减水剂、膨胀剂和防腐阻锈剂与水混合均匀，加入干混物，充分混合，制得耐侵蚀大体积混凝土。
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