CN116835946A - 一种高强度混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度混凝土及其制备方法，包括如下按重量份计的各原料制成：水180‑200份、水泥200‑250份、砂子380‑420份、碎石680‑730份、火山灰30‑50份、金刚石粉8‑15份、海泡石粉80‑100份、纳米二氧化硅5‑10份、增强纤维8‑12份、乙烯基β‑环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐10‑15份、基于4,6‑二(1‑金刚烷)‑1,3‑二环氧丙烷氧基苯/2,2′‑双磺酸联苯胺聚合物3‑5份、松香基聚醚磺酸盐3‑5份、三乙烯基三甲基环三硅氮烷3‑5份、2,4‑二氨基‑6‑二烯丙氨基‑1,3,5‑三嗪3‑5份、光引发剂1‑2份。本发明公开的高强度混凝土抗压强度大，耐用性好，抗折强度高。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种高强度混凝土及其制备方法。
背景技术
近年来，随着社会经济和建筑技术的发展，建筑规模不断扩大，高层建筑和超高层建筑也越来越多，混凝土逐渐成为构建大型设施或超高层建筑的重要组成部分，是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料（也称为骨料），水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材；具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，被广泛应用于造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等领域。
对于建筑工程来说，混凝土强度是混凝土质量的重要指标，尤其对于大规模建筑，混凝土强度更为重要。然而当前使用的普通混凝土普遍成本较高，且混凝土中杂质较多，造成混凝土不稳定，强度不高，无法满足工程需求。正是在这种形势下，高强度混凝土应运而生。然而，现有的高强度混凝土大多需要耗费较多的水泥，成本较高，同时对环境的污染较大。另外，市面上的高强度混凝土还普遍存在抗折强度较低，耐用性不足，质脆，表面易出现龟裂、破损等缺陷。
为了解决上述问题，申请号为CN200910312376.5的中国发明专利公开了一种高强度混凝土及其制备方法，由下述重量配比的原料制备而成：480～530份水泥、640～690份砂、1100～1200份碎石、130～150份水、5～6.5份减水剂，不仅制备成本较高，而且对环境的改善并无作用，且仅仅添加碎石和砂作为填充料，其混凝土强度满足不了现在市场上所需的较高要求。
可见，本领域仍然需要一种抗压强度大，耐用性好，抗折强度高的高强度混凝土及其制备方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种抗压强度大，耐用性好，抗折强度高的高强度混凝土及其制备方法。
为达到以上目的，本发明提供一种高强度混凝土，包括如下按重量份计的各原料制成：水180-200份、水泥200-250份、砂子380-420份、碎石680-730份、火山灰30-50份、金刚石粉8-15份、海泡石粉80-100份、纳米二氧化硅5-10份、增强纤维8-12份、乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐10-15份、基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物3-5份、松香基聚醚磺酸盐3-5份、三乙烯基三甲基环三硅氮烷3-5份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪3-5份、光引发剂1-2份。
优选的，所述水泥为P·O 52.5型普通硅酸盐水泥。
优选的，所述砂子为天然河砂，细度模数为2.3～3.0；所述碎石为粒径为6～25mm，抗压强度90MPa以上、针片状含量小于5％、含泥量小于1％、质地坚硬、连续级配良好的石灰岩质碎石。
优选的，所述火山灰的粒径为800-1200目；所述金刚石粉的粒径为500-800目；所述海泡石粉的粒径为300-600目；所述纳米二氧化硅的粒径为15-55nm。
优选的，所述增强纤维是由硅灰石纤维、氧化石墨烯纤维、废弃超高分子量聚乙烯纤维按质量比1:(0.8-1.5):(2-4)混合形成的混合物。
优选的，所述增强纤维的平均直径为0.5-1.2mm，长度为5-10mm。
优选的，所述废弃超高分子量聚乙烯纤维为废弃的DSM公司生产的Dyneema纤维。
优选的，所述乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐的制备方法，包括如下步骤：将乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸加入到水中，在50-70℃下搅拌反应5-8小时，后旋蒸除去水，得到乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐。
优选的，所述乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸、水的摩尔比为1:5:(20-30)。
优选的，所述乙烯基β-环糊精季铵盐是按中国专利文献CN201610596491.X实施例5中的方法制成。
优选的，所述基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物的制备方法，包括如下步骤：将4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂加入到二甲亚砜中，在70-80℃下搅拌反应5-8小时，后旋蒸除去二甲亚砜，将得到的产品溶于水中，置于透析袋中于去离子水中透析10-14小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物。
优选的，所述4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂、二甲亚砜的摩尔比为1:1:(0.8-1.2):(8-12)；所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。
优选的，所述松香基聚醚磺酸盐是按中国专利文献CN108176326A实施例1的方法制成。
优选的，所述光引发剂为光引发剂1173。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述高强度混凝土的制备方法，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述高强度混凝土。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明公开的高强度混凝土的制备方法，只需将各原料按重量份混合均匀即可，无需专用设备，资金投入少，耗能低，施工方便，对环境影响小，制备周期短，适于连续规模化生产应用，具有较高的推广应用价值。
（2）本发明公开的高强度混凝土，通过各原料及其配比的合理选取，使得它们之间能更好地发生相互作用影响，进而赋予最终产品抗压强度大，耐用性性好，抗折强度高的优点。
（3）本发明公开的高强度混凝土，砂子、碎石、火山灰、金刚石粉、海泡石粉、纳米二氧化硅这些无机组分与水泥相互配合共同作用，能有效改善混凝土的力学性能、和易性和耐久性。同时还能大幅度降低水泥的用量。另外，它们还可以使得混凝土形成比较致密的结构，且显著改善混凝土的泌水性，避免形成连通的毛细孔，进而改善混凝土的抗渗性。
（4）本发明公开的高强度混凝土，增强纤维是由硅灰石纤维、氧化石墨烯纤维、废弃超高分子量聚乙烯纤维按质量比1:(0.8-1.5):(2-4)混合形成的混合物，它们之间协同作用，能较明显地改善混凝土的力学性能和抗裂防渗效果；进而提高混凝土的耐久性。同时氧化石墨烯纤维表面存在较多的活性基团，能改善混凝土各原料之间的相容性，从而提高内部结构致密性和稳定性。乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐的加入能起到粘结、保水作用，使黏聚性明显改善，该物质是通过乙烯基β-环糊精季铵氯盐与三(羟甲基)甲基甘氨酸发生离子交换形成，乙烯基β-环糊精季铵氯盐上的氯离子与三(羟甲基)甲基甘氨酸上的氢离子结合形成氯化氢挥发除去，使得混凝土中氯离子的量降低，进而提高了混凝土的耐腐蚀性和耐久性。
（5）本发明公开的高强度混凝土，基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物是由4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯上的双环氧基与2,2′-双磺酸联苯胺上的双氨基发生首尾相连的环氧开环反应而形成，其分子结构中同时含有金刚烷、联苯、羟基、仲氨基和磺酸盐结构，这些结构在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，使得其具有较好的减水效果；同时其加入后还能与其它组分配合作用，改善力学性能和耐久性。
（6）本发明公开的高强度混凝土，三乙烯基三甲基环三硅氮烷、海泡石粉和松香基聚醚磺酸盐协同作用，能增强各原料之间的相容性，进而改善结构致密性，提高抗渗和力学性能；乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐、三乙烯基三甲基环三硅氮烷和2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪在光引发剂的作用下，能发生固化，形成互穿网络结构，进一步改善力学性能、抗渗性和耐久性。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种高强度混凝土，包括如下按重量份计的各原料制成：水180份、水泥200份、砂子380份、碎石680份、火山灰30份、金刚石粉8份、海泡石粉80份、纳米二氧化硅5份、增强纤维8份、乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐10份、基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物3份、松香基聚醚磺酸盐3份、三乙烯基三甲基环三硅氮烷3份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪3份、光引发剂1份。
所述水泥为P·O 52.5型普通硅酸盐水泥；所述砂子为天然河砂，细度模数为2.3；所述碎石为粒径为6～25mm，抗压强度90MPa以上、针片状含量小于5％、含泥量小于1％、质地坚硬、连续级配良好的石灰岩质碎石。
所述火山灰的粒径为800目；所述金刚石粉的粒径为500目；所述海泡石粉的粒径为300目；所述纳米二氧化硅的粒径为15nm；所述增强纤维是由硅灰石纤维、氧化石墨烯纤维、废弃超高分子量聚乙烯纤维按质量比1:0.8:2混合形成的混合物；所述增强纤维的平均直径为0.5mm，长度为5mm；所述废弃超高分子量聚乙烯纤维为废弃的DSM公司生产的Dyneema纤维。
所述乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐的制备方法，包括如下步骤：将乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸加入到水中，在50℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去水，得到乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐；所述乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸、水的摩尔比为1:5:20；所述乙烯基β-环糊精季铵盐是按中国专利文献CN201610596491.X实施例5中的方法制成。通过元素分析最终产物中基本不含有氯离子，证明上述反应发生，其中的氯离子以氯化氢的形式挥发除去了。
所述基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物的制备方法，包括如下步骤：将4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂加入到二甲亚砜中，在70℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去二甲亚砜，将得到的产品溶于水中，置于透析袋中于去离子水中透析10小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物；所述4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂、二甲亚砜的摩尔比为1:1:0.8:8；所述碱性催化剂为氢氧化钠；通过测试分析，上述聚合物Mn=10763g/mol，Mw/Mn=1.127；该聚合物分子结构中分别由4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺引入的结构单元的摩尔比为1:1。
所述松香基聚醚磺酸盐是按中国专利文献CN108176326A实施例1的方法制成；所述光引发剂为光引发剂1173。
一种所述高强度混凝土的制备方法，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述高强度混凝土。
实施例2
一种高强度混凝土，包括如下按重量份计的各原料制成：水185份、水泥215份、砂子390份、碎石700份、火山灰35份、金刚石粉9份、海泡石粉85份、纳米二氧化硅6份、增强纤维9份、乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐11份、基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物3.5份、松香基聚醚磺酸盐3.5份、三乙烯基三甲基环三硅氮烷3.5份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪3.5份、光引发剂1.2份。
所述水泥为P·O 52.5型普通硅酸盐水泥；所述砂子为天然河砂，细度模数为2.5；所述碎石为粒径为6～25mm，抗压强度90MPa以上、针片状含量小于5％、含泥量小于1％、质地坚硬、连续级配良好的石灰岩质碎石；所述火山灰的粒径为900目；所述金刚石粉的粒径为600目；所述海泡石粉的粒径为400目；所述纳米二氧化硅的粒径为25nm。
所述增强纤维是由硅灰石纤维、氧化石墨烯纤维、废弃超高分子量聚乙烯纤维按质量比1:1:2.5混合形成的混合物；所述增强纤维的平均直径为0.7mm，长度为6mm；所述废弃超高分子量聚乙烯纤维为废弃的DSM公司生产的Dyneema纤维。
所述乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐的制备方法，包括如下步骤：将乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸加入到水中，在55℃下搅拌反应6小时，后旋蒸除去水，得到乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐；所述乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸、水的摩尔比为1:5:23；所述乙烯基β-环糊精季铵盐是按中国专利文献CN201610596491.X实施例5中的方法制成。
所述基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物的制备方法，包括如下步骤：将4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂加入到二甲亚砜中，在73℃下搅拌反应6小时，后旋蒸除去二甲亚砜，将得到的产品溶于水中，置于透析袋中于去离子水中透析11小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物；所述4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂、二甲亚砜的摩尔比为1:1:0.9:9；所述碱性催化剂为氢氧化钾。
所述松香基聚醚磺酸盐是按中国专利文献CN108176326A实施例1的方法制成；所述光引发剂为光引发剂1173。
一种所述高强度混凝土的制备方法，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述高强度混凝土。
实施例3
一种高强度混凝土，包括如下按重量份计的各原料制成：水190份、水泥230份、砂子400份、碎石710份、火山灰40份、金刚石粉12份、海泡石粉90份、纳米二氧化硅7份、增强纤维10份、乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐13份、基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物4份、松香基聚醚磺酸盐4份、三乙烯基三甲基环三硅氮烷4份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪4份、光引发剂1.5份。
所述水泥为P·O 52.5型普通硅酸盐水泥；所述砂子为天然河砂，细度模数为2.7；所述碎石为粒径为6～25mm，抗压强度90MPa以上、针片状含量小于5％、含泥量小于1％、质地坚硬、连续级配良好的石灰岩质碎石；所述火山灰的粒径为1000目；所述金刚石粉的粒径为650目；所述海泡石粉的粒径为450目；所述纳米二氧化硅的粒径为35nm；所述增强纤维是由硅灰石纤维、氧化石墨烯纤维、废弃超高分子量聚乙烯纤维按质量比1:1.2:3混合形成的混合物；所述增强纤维的平均直径为0.9mm，长度为7mm；所述废弃超高分子量聚乙烯纤维为废弃的DSM公司生产的Dyneema纤维。
所述乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐的制备方法，包括如下步骤：将乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸加入到水中，在60℃下搅拌反应6.5小时，后旋蒸除去水，得到乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐；所述乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸、水的摩尔比为1:5:25；所述乙烯基β-环糊精季铵盐是按中国专利文献CN201610596491.X实施例5中的方法制成。
所述基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物的制备方法，包括如下步骤：将4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂加入到二甲亚砜中，在75℃下搅拌反应6.5小时，后旋蒸除去二甲亚砜，将得到的产品溶于水中，置于透析袋中于去离子水中透析12小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物；所述4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂、二甲亚砜的摩尔比为1:1:1:10；所述碱性催化剂为碳酸钠。
所述松香基聚醚磺酸盐是按中国专利文献CN108176326A实施例1的方法制成；所述光引发剂为光引发剂1173。
一种所述高强度混凝土的制备方法，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述高强度混凝土。
实施例4
一种高强度混凝土，包括如下按重量份计的各原料制成：水195份、水泥240份、砂子410份、碎石720份、火山灰45份、金刚石粉13份、海泡石粉95份、纳米二氧化硅9份、增强纤维11份、乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐14份、基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物4.5份、松香基聚醚磺酸盐4.5份、三乙烯基三甲基环三硅氮烷4.5份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪4.5份、光引发剂1.8份。
所述水泥为P·O 52.5型普通硅酸盐水泥；所述砂子为天然河砂，细度模数为2.8；所述碎石为粒径为6～25mm，抗压强度90MPa以上、针片状含量小于5％、含泥量小于1％、质地坚硬、连续级配良好的石灰岩质碎石；所述火山灰的粒径为1100目；所述金刚石粉的粒径为750目；所述海泡石粉的粒径为550目；所述纳米二氧化硅的粒径为45nm；所述增强纤维是由硅灰石纤维、氧化石墨烯纤维、废弃超高分子量聚乙烯纤维按质量比1:1.3:3.5混合形成的混合物；所述增强纤维的平均直径为1.0mm，长度为9mm；所述废弃超高分子量聚乙烯纤维为废弃的DSM公司生产的Dyneema纤维。
所述乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐的制备方法，包括如下步骤：将乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸加入到水中，在65℃下搅拌反应7.5小时，后旋蒸除去水，得到乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐；所述乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸、水的摩尔比为1:5:28；所述乙烯基β-环糊精季铵盐是按中国专利文献CN201610596491.X实施例5中的方法制成。
所述基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物的制备方法，包括如下步骤：将4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂加入到二甲亚砜中，在78℃下搅拌反应7.5小时，后旋蒸除去二甲亚砜，将得到的产品溶于水中，置于透析袋中于去离子水中透析13.5小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物；所述4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂、二甲亚砜的摩尔比为1:1:1.1:11；所述碱性催化剂为碳酸钠。
所述松香基聚醚磺酸盐是按中国专利文献CN108176326A实施例1的方法制成；所述光引发剂为光引发剂1173。
一种所述高强度混凝土的制备方法，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述高强度混凝土。
实施例5
一种高强度混凝土，包括如下按重量份计的各原料制成：水200份、水泥250份、砂子420份、碎石730份、火山灰50份、金刚石粉15份、海泡石粉100份、纳米二氧化硅10份、增强纤维12份、乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐15份、基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物5份、松香基聚醚磺酸盐5份、三乙烯基三甲基环三硅氮烷5份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪5份、光引发剂2份。
所述水泥为P·O 52.5型普通硅酸盐水泥；所述砂子为天然河砂，细度模数为3.0；所述碎石为粒径为6～25mm，抗压强度90MPa以上、针片状含量小于5％、含泥量小于1％、质地坚硬、连续级配良好的石灰岩质碎石；所述火山灰的粒径为1200目；所述金刚石粉的粒径为800目；所述海泡石粉的粒径为600目；所述纳米二氧化硅的粒径为55nm；所述增强纤维是由硅灰石纤维、氧化石墨烯纤维、废弃超高分子量聚乙烯纤维按质量比1:1.5:4混合形成的混合物；所述增强纤维的平均直径为1.2mm，长度为10mm；所述废弃超高分子量聚乙烯纤维为废弃的DSM公司生产的Dyneema纤维。
所述乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐的制备方法，包括如下步骤：将乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸加入到水中，在70℃下搅拌反应8小时，后旋蒸除去水，得到乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐；所述乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸、水的摩尔比为1:5:30；所述乙烯基β-环糊精季铵盐是按中国专利文献CN201610596491.X实施例5中的方法制成。
所述基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物的制备方法，包括如下步骤：将4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂加入到二甲亚砜中，在80℃下搅拌反应8小时，后旋蒸除去二甲亚砜，将得到的产品溶于水中，置于透析袋中于去离子水中透析14小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物；所述4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂、二甲亚砜的摩尔比为1:1:1.2:12；所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。
所述松香基聚醚磺酸盐是按中国专利文献CN108176326A实施例1的方法制成；所述光引发剂为光引发剂1173。
一种所述高强度混凝土的制备方法，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述高强度混凝土。
对比例1
本发明提供一种高强度混凝土，其与实施例1相似，不同的是，没有添加乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐和三乙烯基三甲基环三硅氮烷，且增强纤维为硅灰石纤维。
对比例2
本发明提供一种高强度混凝土，其与实施例1相似，不同的是，没有添加基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物、金刚石粉和2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪。
为了进一步说明本发明各实施例制成的高强度混凝土的有益技术效果，将各例制成的高强度混凝土进行相关性能测试，测试结果见表1，测试方法如下：
①抗压强度：按照GB/T50081-2019《混凝土物理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：按照GB/T50081-2019《混凝土物理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7d的抗折强度。
③抗渗等级、单位面积上开裂面积：按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》制作标准试块，并测量标准试块养护28d后的抗渗等级和单位面积上开裂面积。
表1
| 项目 | 28d抗压强度 | 7d抗折强度 | 抗渗等级 | 单位面积上开裂面积 |
| 单位 | MPa | MPa | 级 | mm2/m2 |
| 实施例1 | 145 | 32 | ＞P12 | 83 |
| 实施例2 | 147 | 33 | ＞P12 | 80 |
| 实施例3 | 148 | 35 | ＞P12 | 79 |
| 实施例4 | 150 | 35 | ＞P12 | 77 |
| 实施例5 | 153 | 37 | ＞P12 | 73 |
| 对比例1 | 120 | 23 | P10 | 99 |
| 对比例2 | 128 | 26 | P10 | 104 |
从表1可见，本发明实施例公开的高强度混凝土，与对比例产品相比，具有更加优异的抗渗抗裂性能，且抗折抗压强度更高，这是各组分协同作用的结果。
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)
1.一种高强度混凝土，其特征在于，包括如下按重量份计的各原料制成：水180-200份、水泥200-250份、砂子380-420份、碎石680-730份、火山灰30-50份、金刚石粉8-15份、海泡石粉80-100份、纳米二氧化硅5-10份、增强纤维8-12份、乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐10-15份、基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物3-5份、松香基聚醚磺酸盐3-5份、三乙烯基三甲基环三硅氮烷3-5份、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪3-5份、光引发剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的高强度混凝土，其特征在于，所述水泥为P·O 52.5型普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的高强度混凝土，其特征在于，所述砂子为天然河砂，细度模数为2.3～3.0；所述碎石为粒径为6～25mm，抗压强度90MPa以上、针片状含量小于5％、含泥量小于1％、质地坚硬、连续级配良好的石灰岩质碎石。
4.根据权利要求1所述的高强度混凝土，其特征在于，所述火山灰的粒径为800-1200目；所述金刚石粉的粒径为500-800目；所述海泡石粉的粒径为300-600目；所述纳米二氧化硅的粒径为15-55nm。
5.根据权利要求1所述的高强度混凝土，其特征在于，所述增强纤维是由硅灰石纤维、氧化石墨烯纤维、废弃超高分子量聚乙烯纤维按质量比1:(0.8-1.5):(2-4)混合形成的混合物。
6.根据权利要求5所述的高强度混凝土，其特征在于，所述增强纤维的平均直径为0.5-1.2mm，长度为5-10mm；所述废弃超高分子量聚乙烯纤维为废弃的DSM公司生产的Dyneema纤维；所述光引发剂为光引发剂1173。
7.根据权利要求1所述的高强度混凝土，其特征在于，所述乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐的制备方法，包括如下步骤：将乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸加入到水中，在50-70℃下搅拌反应5-8小时，后旋蒸除去水，得到乙烯基β-环糊精季铵三(羟甲基)甲基甘氨酸盐；所述乙烯基β-环糊精季铵盐、三(羟甲基)甲基甘氨酸、水的摩尔比为1:5:(20-30)。
8.根据权利要求1所述的高强度混凝土，其特征在于，所述基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物的制备方法，包括如下步骤：将4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂加入到二甲亚砜中，在70-80℃下搅拌反应5-8小时，后旋蒸除去二甲亚砜，将得到的产品溶于水中，置于透析袋中于去离子水中透析10-14小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到基于4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯/2,2′-双磺酸联苯胺聚合物。
9.根据权利要求8所述的高强度混凝土，其特征在于，所述4,6-二(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、2,2′-双磺酸联苯胺、碱性催化剂、二甲亚砜的摩尔比为1:1:(0.8-1.2):(8-12)；所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述高强度混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述高强度混凝土。
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