本发明涉及建筑材料技术领域，具体是一种抗冲磨的混凝土材料及其制备方法和应用。
背景技术：
混凝土，是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作骨料；与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。但是普通水泥混凝土存在抗压抗折性能低、抗环境腐蚀耐久性低、耐磨性差等缺点。特别是在水利工程中，尤其是大型水利工程中混凝土是最主要的建筑材料。对其要求也极高，要求具有较好的抗渗性、抵热性和低收缩性；在受高速水流冲刷的部位使用时，要求具有抗冲刷、耐磨及抗气蚀性等；在寒冷地区、特别是在水位变动区应用时，要求具有较高的抗冻性、耐蚀性。现有混凝土材料中很少使用蒙脱石，因为蒙脱石吸水性很强。吸水后其体积膨胀而增大几倍至十几倍，在混凝土中是很不适用的，使其在本领域应用时混凝土性能不稳定且耐磨性强度降低。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种抗冲磨的混凝土材料及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种抗冲磨的混凝土材料，按照重量份的原料包括：硅酸盐水泥45-55份、细砂20-30份、醋酸乙烯树脂12-20份、蒙脱石16-24份、马来酸酯辛基锡1-5份、乙酰丙酸7-15份。
作为本发明进一步的方案：所述抗冲磨的混凝土材料，按照重量份的原料包括：硅酸盐水泥48-52份、细砂22-28份、醋酸乙烯树脂14-18份、蒙脱石18-22份、马来酸酯辛基锡2-4份、乙酰丙酸9-13份。
作为本发明进一步的方案：所述抗冲磨的混凝土材料，按照重量份的原料包括：硅酸盐水泥50份、细砂25份、醋酸乙烯树脂16份、蒙脱石20份、马来酸酯辛基锡3份、乙酰丙酸11份。
一种抗冲磨的混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将乙酰丙酸与其质量8-9倍的水混合，制得乙酰丙酸溶液；
2)将马来酸酯辛基锡、蒙脱石混合研磨、过100-150目筛，然后与乙酰丙酸溶液混合，加热至70-72℃并在该温度下密封搅拌处理2.2-2.4h，离心分离取沉淀，洗涤后干燥制得混合物；
3)向混合物中加入醋酸乙烯树脂，球磨55-60min，然后与硅酸盐水泥、细砂混合，搅拌均匀；浇注，振捣，养护即得。
作为本发明进一步的方案：步骤2)中，搅拌速度为300r/min。
作为本发明进一步的方案：步骤2)中，离心速度为3000r/min，离心时间为10-20min。
作为本发明进一步的方案：步骤3)中，搅拌速度为150r/min。
作为本发明进一步的方案：步骤3)中，球磨时球料质量比5:1。
本发明另一目的是提供所述混凝土材料在制备土木工程材料中的应用。
作为本发明进一步的方案：所述土木工程包括水利工程。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用上述原料及制备工艺制得的混凝土材料，抗压强度和抗折强度更高，在vc值、抗渗等级、抗冻强度、极限拉伸、绝热温升、抗化学腐蚀性能等方面均具有显著性的提高，有效提高了抗冲磨能力，有效降低混凝土的干缩变形，提高抗裂能力，综合性能优良。本发明的制备工艺简单，环保无污染，节能环保效益显著，广泛应用于对混凝土要求较高的海港工程、水利大坝工程、核电工程等土木工程领域中，特别适合水工泄水建筑物等对混凝土的抗冲蚀能力以及抗裂能力要求较高的环境。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种抗冲磨的混凝土材料，包括以下原料：硅酸盐水泥45kg、细砂20kg、醋酸乙烯树脂12kg、蒙脱石16kg、马来酸酯辛基锡1kg、乙酰丙酸7kg。
将乙酰丙酸与其质量8倍的水混合，制得乙酰丙酸溶液。将马来酸酯辛基锡、蒙脱石混合研磨、过100目筛，然后与乙酰丙酸溶液混合，加热至70℃并在该温度下密封搅拌处理2.2h，搅拌速度为300r/min。离心分离取沉淀，洗涤后干燥制得混合物；离心速度为3000r/min，离心时间为10min。向混合物中加入醋酸乙烯树脂，球磨55min，球磨时球料质量比5:1。然后与硅酸盐水泥、细砂混合，搅拌均匀；搅拌速度为150r/min。浇注，振捣，养护即得。
实施例2
本发明实施例中，一种抗冲磨的混凝土材料，包括以下原料：硅酸盐水泥55kg、细砂30kg、醋酸乙烯树脂20kg、蒙脱石24kg、马来酸酯辛基锡5kg、乙酰丙酸15kg。
将乙酰丙酸与其质量9倍的水混合，制得乙酰丙酸溶液。将马来酸酯辛基锡、蒙脱石混合研磨、过150目筛，然后与乙酰丙酸溶液混合，加热至72℃并在该温度下密封搅拌处理2.4h，搅拌速度为300r/min。离心分离取沉淀，洗涤后干燥制得混合物；离心速度为3000r/min，离心时间为20min。向混合物中加入醋酸乙烯树脂，球磨60min，球磨时球料质量比5:1。然后与硅酸盐水泥、细砂混合，搅拌均匀；搅拌速度为150r/min。浇注，振捣，养护即得。
实施例3
本发明实施例中，一种抗冲磨的混凝土材料，包括以下原料：硅酸盐水泥48kg、细砂22kg、醋酸乙烯树脂14kg、蒙脱石18kg、马来酸酯辛基锡2kg、乙酰丙酸9kg。
将乙酰丙酸与其质量9倍的水混合，制得乙酰丙酸溶液。将马来酸酯辛基锡、蒙脱石混合研磨、过150目筛，然后与乙酰丙酸溶液混合，加热至71℃并在该温度下密封搅拌处理2.3h，搅拌速度为300r/min。离心分离取沉淀，洗涤后干燥制得混合物；离心速度为3000r/min，离心时间为20min。向混合物中加入醋酸乙烯树脂，球磨60min，球磨时球料质量比5:1。然后与硅酸盐水泥、细砂混合，搅拌均匀；搅拌速度为150r/min。浇注，振捣，养护即得。
实施例4
本发明实施例中，一种抗冲磨的混凝土材料，包括以下原料：硅酸盐水泥52kg、细砂28kg、醋酸乙烯树脂18kg、蒙脱石22kg、马来酸酯辛基锡4kg、乙酰丙酸13kg。
将乙酰丙酸与其质量9倍的水混合，制得乙酰丙酸溶液。将马来酸酯辛基锡、蒙脱石混合研磨、过150目筛，然后与乙酰丙酸溶液混合，加热至71℃并在该温度下密封搅拌处理2.3h，搅拌速度为300r/min。离心分离取沉淀，洗涤后干燥制得混合物；离心速度为3000r/min，离心时间为20min。向混合物中加入醋酸乙烯树脂，球磨60min，球磨时球料质量比5:1。然后与硅酸盐水泥、细砂混合，搅拌均匀；搅拌速度为150r/min。浇注，振捣，养护即得。
实施例5
本发明实施例中，一种抗冲磨的混凝土材料，包括以下原料：硅酸盐水泥50kg、细砂25kg、醋酸乙烯树脂16kg、蒙脱石20kg、马来酸酯辛基锡3kg、乙酰丙酸11kg。
将乙酰丙酸与其质量9倍的水混合，制得乙酰丙酸溶液。将马来酸酯辛基锡、蒙脱石混合研磨、过150目筛，然后与乙酰丙酸溶液混合，加热至71℃并在该温度下密封搅拌处理2.3h，搅拌速度为300r/min。离心分离取沉淀，洗涤后干燥制得混合物；离心速度为3000r/min，离心时间为20min。向混合物中加入醋酸乙烯树脂，球磨60min，球磨时球料质量比5:1。然后与硅酸盐水泥、细砂混合，搅拌均匀；搅拌速度为150r/min。浇注，振捣，养护即得。
对比例1
除不含有乙酰丙酸外，其配方及制备过程与实施例5一致。
对比例2
除不含有马来酸酯辛基锡外，其配方及制备过程与实施例5一致。
对比例3
将各原料直接混合，加入实施例5中所添加的其它原料，搅拌均匀；浇注，振捣，养护即得。其原料份量与实施例5一致。
实施例6
本发明混凝土材料在水利工程等土木工程相关的性能均优异，性能测试如下所述。
采用本领域所公知行业测定标准测定本发明实施例1-5、对比例1-3制得的混凝土材料。测定结果参见表1和表2，并与市售混凝土作对比。
表1本发明混凝土材料的抗压强度和抗折强度测定
由表1可以看出，本发明实施例1-5所制备得到的混凝土材料的抗压强度和抗折强度显著优于对比例1-3所对应的混凝土材料以及现有市售混凝土的抗压强度和抗折强度，这表明本发明混凝土材料采用上述原料及制备工艺使其具有上述显著的效果。
表2本发明混凝土材料性能试验结果
本发明实施例1-5所制备得到的混凝土材料在vc值、抗渗等级、抗冻强度、极限拉伸、绝热温升等方面显著优于对比例1-3所对应的混凝土材料以及现有市售混凝土。表明本发明混凝土材料采用上述原料及制备工艺使其具有上述显著的效果。
还采用dl/t5150-2001《水工混凝土试验规程》中的圆环法以及水下钢球法，进行抗冲磨强度试验，见表3。
表3
本发明实施例1-5所制备得到的混凝土材料在抗冲磨强度方面显著优于对比例1-3所对应的混凝土材料以及现有市售混凝土。表明本发明混凝土材料采用上述原料及制备工艺使其具有上述显著的效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。