本申请涉及建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种高抗渗混凝土及其制备方法。
背景技术：
抗渗混凝土指的是以水泥为凝胶材料，以水、砂、石子为主原料，以外加剂为辅助料，通过改变混凝土的孔隙结构减少混凝土的渗透通道制得的建筑材料。
混凝土一般空隙较大，用于修建水渠等长期浸水的建筑时，普通混凝乳的抗渗性较差，易渗水，导致建筑物耐久性较差。严重危害了建筑安全，危害人们的生命财产安全。为了提高混凝土的抗渗性，目前人们常在混凝土中添加膨胀剂制得抗渗混凝土。膨胀剂能够起到稳定混凝土体积的作用，降低混凝土因收缩而发生开裂的可能性，从而提高混凝土的抗渗性。
膨胀剂主要有钙矾石类和氧化钙类等，钙矾石类膨胀剂的碱含量较高，易导致抗渗混凝土的强度降低；氧化钙类膨胀剂的膨胀速度过快，与混凝土的收缩速度不协调，难以有效提高混凝土的抗渗性能。
针对上述相关技术，发明人认为：亟需在保证混凝土强度的同时提高混凝土的抗渗性能。
技术实现要素：
为了在保证混凝土的强度的同时提高混凝土的抗渗性能，本申请提供一种高抗渗混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种高抗渗混凝土，采用如下的技术方案：
一种高抗渗混凝土，制备原料按重量份计，包括水泥200-400份、水80-200份、粉煤灰70-90份、碎石850-920份、硅烷偶联剂0.3-5份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30-60份、纳米氧化铝4-12份。
通过采用上述技术方案，本申请在混凝土中添加了硅烷偶联剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和纳米氧化铝，这三种物质相互作用，不但提高了混凝土的强度，而且大大提高了混凝土的抗渗性。其中纳米氧化铝能够均匀分散于混凝土中，具有较高的强度和韧性，能够改善混凝土内部结构，而硅烷偶联剂能够同时和纳米氧化铝的表面羟基、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的活性端形成化学键，提高混凝土的稳定性及强度，从而降低了混凝土开裂的可能性，提高了混凝土的抗渗性能。
优选的，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯的质量百分比为33-50wt％。
通过采用上述技术方案，当乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯的质量百分比为33-50wt％时，混凝土的强度和抗渗性能均较高。
优选的，所述纳米氧化铝的平均粒径为15-30nm。
通过采用上述技术方案，本申请通过控制纳米氧化铝的粒径，进一步提高了混凝土的强度和抗渗性能，当纳米氧化铝的平均粒径为20nm时，纳米氧化铝在混凝土中的分散均匀性较高，与硅烷偶联剂之间形成化学键较多，使混凝土较稳定，提高了混凝土的抗压强度及抗渗性能。
优选的，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、三甲基羟基硅烷、羟甲基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
优选的，高抗渗混凝土的制备原料按重量份计还包括5-20份的低密度聚乙烯。
通过采用上述技术方案，低密度聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物共混能够改变混凝土的结晶形态，减少混凝土的缺陷，提高混凝土的稳定性，提高混凝土的强度和抗渗性能。
优选的，所述碎石为碎石a和碎石b的混合物，碎石a的粒径为4-6mm，碎石b的粒径为12-15mm，碎石a和碎石b的重量比1：(0.5-0.8)。
通过采用上述技术方案，本申请通过控制碎石的粒径及小粒径碎石和大粒径碎石的重量比，进一步提高了混凝土的抗渗性能。
优选的，所述水泥为硅酸盐水泥。
第二方面，本申请提供一种高抗渗混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种高抗渗混凝土的制备方法，包括如下制备步骤：
s1、将配方量的硅烷偶联剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、纳米氧化铝熔融共混制得共混料；
s2、将共混料和配方量的水泥、水、粉煤灰、碎石混合均匀制得抗渗混凝土。
通过采用上述技术方案，本申请通过在混凝土中添加硅烷偶联剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和纳米氧化铝，这三种物质相互作用，不但提高了混凝土的强度，而且大大提高了混凝土的抗渗性。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用在混凝土中添加了硅烷偶联剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和纳米氧化铝，由于纳米氧化铝能够均匀分散于混凝土中，具有较高的强度和韧性，能够改善混凝土内部结构，而硅烷偶联剂能够同时和纳米氧化铝的表面羟基、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的活性端形成化学键，提高混凝土的稳定性及强度，从而降低了混凝土开裂的可能性，提高了混凝土的抗渗性能；
2、本申请中优选采用在混凝土中添加低密度聚乙烯，由于低密度聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物共混能够改变混凝土的结晶形态，减少混凝土的缺陷，提高混凝土的稳定性，提高混凝土的强度和抗渗性能；
3、申请中优选采用平均粒径为15-30nm的纳米氧化铝，使纳米氧化铝在混凝土中的分散均匀性较高，与硅烷偶联剂之间形成化学键较多，使混凝土较稳定，提高了混凝土的抗压强度及抗渗性能。
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，如无特殊的说明，本申请所用的原料来源均见表1。
表1.本申请所用的原料来源
实施例
实施例1
一种高抗渗混凝土，其制备方法包括如下制备步骤：
s1、将3g硅烷偶联剂、45g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10g纳米氧化铝在280℃熔融共混2h制得共混料；
s2、将共混料和300g水泥、120g水、80g粉煤灰、880g碎石混合均匀制得抗渗混凝土；所用硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷；所用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯的质量百分比为14wt％；所用纳米氧化铝的平均粒径为50nm；所用水泥为硅酸盐水泥；所用碎石为碎石a，粒径为4-6mm。
实施例2-9
实施例2-9均以实施例1为基础，与实施例1的区别仅在于：原料组成不同，具体见表2。
表2.实施例1-9原料组成
实施例10
实施例10以实施例9为基础，与实施例9的区别仅在于：所用硅烷偶联剂为三甲基羟基硅烷。
实施例11
实施例11以实施例9为基础，与实施例9的区别仅在于：所用硅烷偶联剂为羟甲基三乙氧基硅烷。
实施例12
实施例12以实施例11为基础，与实施例11的区别仅在于：所用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯的质量百分比为70wt％。
实施例13
实施例13以实施例12为基础，与实施例12的区别仅在于：所用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯的质量百分比为33wt％。
实施例14
实施例14以实施例12为基础，与实施例12的区别仅在于：所用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯的质量百分比为40wt％。
实施例15
实施例15以实施例12为基础，与实施例12的区别仅在于：所用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯的质量百分比为50wt％。
实施例16
实施例16以实施例15为基础，与实施例15的区别仅在于：所用纳米氧化铝的平均粒径为15nm。
实施例17
实施例17以实施例15为基础，与实施例15的区别仅在于：所用纳米氧化铝的平均粒径为20nm。
实施例18
实施例18以实施例15为基础，与实施例15的区别仅在于：所用纳米氧化铝的平均粒径为30nm。
实施例19
实施例19以实施例18为基础，与实施例18的区别仅在于：在s1步骤制备共混料时添加了12g的低密度聚乙烯，具体步骤为:将3g硅烷偶联剂、45g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10g纳米氧化铝和12g低密度聚乙烯在280℃熔融共混2h制得共混料。
实施例20
实施例20以实施例19为基础，与实施例19的区别仅在于：所用低密度聚乙烯的用量为5g。
实施例21
实施例21以实施例19为基础，与实施例19的区别仅在于：所用低密度聚乙烯的用量为20g。
实施例22
实施例22以实施例21为基础，与实施例21的区别仅在于：所用碎石为碎石b，粒径为12-15mm。
实施例23
实施例23以实施例22为基础，与实施例22的区别仅在于：所用碎石为碎石a和碎石b的混合物，碎石a和碎石b的重量比1：0.5。
实施例24
实施例24以实施例23为基础，与实施例23的区别仅在于：所用碎石a和碎石b的重量比1：0.8。
实施例25
实施例25以实施例23为基础，与实施例23的区别仅在于：所用碎石a和碎石b的重量比1：0.6。
对比例
对比例1
对比例1以实施例8为基础，与实施例8的区别仅在于：以等质量的碎石代替乙烯-醋酸乙烯共聚物。
对比例2
对比例2以实施例8为基础，与实施例8的区别仅在于：以等质量的氧化铝代替纳米氧化铝，所用氧化铝的粒径为1-2mm，购自山东辰达化工有限公司。
对比例3
对比例3以实施例8为基础，与实施例8的区别仅在于：以等质量的三硬脂酸钛酸异丙酯代替乙烯基三乙氧基硅烷，所用三硬脂酸钛酸异丙酯的cas号为：61417-49-0，购自南京奥诚化工有限公司。
对比例4
一种高抗渗混凝土，制备方法为：将58g钙矾石和200g水泥、80g水、70g粉煤灰、850g碎石混合均匀制得抗渗混凝土；
所用钙矾石由自制得到，制备方法为：按照1:6的摩尔比将al2(so4)3·18h2o和ca(oh)2投入去离子水中，接着密封搅拌10h，过滤后取滤渣，将滤渣在中空干燥箱中干燥5h制得钙矾石，干燥温度为50℃，所用去离子水与al2(so4)3·18h2o的摩尔比为5:1；
制备钙矾石所用al2(so4)3·18h2o和ca(oh)2均购自国药集团化学试剂有限公司。
性能检测试验
分别对实施例1-25、对比例1-4进行如下性能测试。
抗压强度测试：按照gb/t50010《普通混凝土力学性能实验方法》的规定，将混凝土制作成边长为150mm的立方体试件，在标准条件(温度20±3℃，相对湿度90％以下)下养护28天并对制得的试件进行抗压强度测试，测试结果见表3。
抗水渗透性能测试：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》中的逐级加压法测试标准试件的渗水深度，测试结果见表3。
抗渗压力测试：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》对标准试件的抗渗压力进行测试，测试结果见表3。
表3.实施例1-25、对比例1-4测试结果
分析上述可知，本申请制得的高抗渗混凝土的渗水深度均不高于3.8mm，抗渗压力均不低于3.5mpa，且抗压强度均不低于66mpa，对比实施例1-9的数据可知，实施例1为实施例1-9的最佳实施例。
分析实施例8与实施例1-4的数据可知，不添加乙烯-醋酸乙烯共聚物、纳米氧化铝和硅烷偶联剂的混凝土的抗渗压力、抗压强度较低，渗水深度较高，由对比例4的数据可知，若使用钙矾石提高混凝土的抗渗性能，则混凝土的强度明显较低，因此对比例1-3和实施例8的数据说明硅烷偶联剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和纳米氧化铝相互作用，不但提高了混凝土的强度，而且大大提高了混凝土的抗渗性。
分析实施例13-15与实施例12、实施例11的数据可知，当乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯的质量百分比为33-50wt％时，混凝土的抗渗压力、抗压强度较高，渗水深度较低，其中当乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯酯的质量百分比为40wt％时，混凝土的抗渗压力、抗压强度较高，渗水深度较低，混凝土的强度和抗渗性能较强。
分析实施例16-18与实施例15的数据可知，本申请通过控制纳米氧化铝的粒径，能够提高混凝土的抗渗压力并降低混凝土渗水深度，说明当纳米氧化铝的平均粒径为15-30nm时，纳米氧化铝在混凝土中的分散均匀性较高，与硅烷偶联剂之间形成化学键较多，使混凝土较稳定，混凝土不易产生裂缝，提高了混凝土的抗渗性能。其中当纳米氧化铝的平均粒径为20nm时，混凝土的抗渗性能及抗压强度较高。
分析实施例19-21与实施例18的数据，说明在混凝土中添加5-20g低密度聚乙烯，提高混凝土的强度和抗渗性能。低密度聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物共混能够改变混凝土的结晶形态，减少混凝土的缺陷，降低了混凝土的渗水深度，并提高了混凝土的抗渗压力及抗压强度。其中当添加的低密度聚乙烯为12g时，混凝土的抗压强度和抗渗性能较高。
分析实施例23-25与实施例22、实施例21的数据，实施例22与实施例21相比，虽然实施例22的渗水深度较低，抗渗压力较高，但是抗压强度有所降低，实施例23-25的数据说明通过改变碎石的粒径，使用4-6mm的碎石与12-15mm的碎石混合，能够提高混凝土的抗渗压力和抗压强度，降低混凝土的渗水深度，其中当4-6mm的碎石与12-15mm的碎石的重量比为1:0.6时，混凝土的抗渗性能和抗压强度较高。
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。