本发明涉及建筑材料工程技术领域，具体涉及一种高密实抗渗硅酸盐水泥混凝土及其制备方法。
背景技术
当今社会水泥基材料在建筑工程中广泛应用，水泥基材料的耐久性也受到了越来越多的关注，大部分硅酸盐水泥混凝土结构的过早破坏均是因为混凝土的耐久性不足。美国学者用“五倍定律”形象地说明了耐久性的重要性。设计时，对新建项目在钢筋防护方面每节省一美元，就意味着发现钢筋锈蚀时采取措施需多追加维修费5美元，顺筋开裂时多追加维修费25美元，严重破坏时则需额外多追加维修费用。所以耐久性问题应该受到足够的重视。
但是混凝土本身是气-液-固三相的多孔结构，在海洋工程服役时不可避免发生盐离子侵蚀和冻融破坏，究其原因在于混凝土内部存在孔隙和可溶蚀矿物。混凝土搅拌时加入的拌合水主要用于水泥水化和和易性能，但有少量以自由水形式存在，在混凝土的长期服役过程中会逐渐挥发于空气中从而留下孔隙，甚至是连通孔隙。同时，硅酸盐水泥水化产物氢氧化钙的可溶性加剧了混凝土耐久性的恶化。因此，降低孔隙率尤其连通孔隙率，减少水化相中氢氧化钙含量，能有效提高混凝土长期密实度，改善耐久性。
技术实现要素：
针对硅酸盐水泥混凝土存在耐久性差的问题，本发明提供了一种高密实抗渗硅酸盐水泥混凝土，采用琼脂吸、失水体积变化改变水泥水化过程体积变化，各个原料间的相互作用，减少水化相中氢氧化钙含量；本发明同时还提供了该高密实抗渗硅酸盐水泥混凝土的制备方法。
一种高密实抗渗硅酸盐水泥混凝土，由以下质量份数的原料制得：改性水泥420-470份、纳米氧化铝20-50份、覆膜剂25-60份、骨料1300-1800份和水100-160份。
所述的改性水泥由硅酸盐水泥360-410份、琼脂粉25-50份和纳米硅灰5-10份组成。
所述的改性水泥的制备方法为：将琼脂30-45份和纳米碳酸钠5-10份混合，微波分散同时搅拌5-10分钟，再与硅酸盐水泥300-350份混合搅拌10-20分钟。
所述的覆膜剂为：海藻酸钠15-40份、聚乙烯醇5-10份、玉米蛋白质5-10份。
上述混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将覆膜剂25-60份与50-80份水搅拌均匀；
（2）再依次加入20-50份纳米氧化铝搅拌均匀；
（3）再加入420-470份改性水泥、1300-1800份骨料和50-80份水并搅拌6-10分钟，得到高抗渗混凝土。
有益效果：
（1）密实度高
琼脂吸水体积膨胀，失水体积干缩。随着硅酸盐水泥水化相体积增大，对琼脂形成挤压，琼脂含水量降低，体积变小，最终形成体积互补，提高了混凝土中浆体的密实度。同时本发明的部分拌合水储存于琼脂，降低了拌合水在混凝土中所占有的孔隙率，同时琼脂以粉状存在于混凝土中，降低了孔的连通率。
同时骨料中骨料级配的不连续分布，实现小颗粒填充大颗粒堆积而形成的孔隙，从而提高混凝土的密实度。
覆膜剂主要成分为海藻酸钠、聚乙烯醇和玉米蛋白质，具有良好的亲水性，能有效实现纳米硅灰、纳米氧化铝在水中均匀分散。同时，覆膜剂覆盖于氧化铝表层，抑制氧化铝水化，降低拌合用水量（拌和水量过大，在水泥水化硬化后，在混凝土中仍会存在大量的自由水。部分自由水挥发从而留下大量孔隙，降低密实度），有利于提高密实度。
（2）氢氧化钙含量低
纳米硅灰与水泥水化生成的氢氧化钙反应生成不溶于水的碳酸钙，纳米氧化铝与硅酸盐水泥水化生成的氢氧化钙和水泥中石膏反应生成钙矾石，有利于阻断连通孔隙，并降低硬化水泥浆体中氢氧化钙含量，防止氢氧化钙溶失造成新的连通孔隙的出现。
具体实施方法
实施例1
一种高密实抗渗硅酸盐水泥混凝土，由以下质量份数的原料制得：改性水泥420份、纳米氧化铝50份、覆膜剂60份、骨料1300份和水100份。
改性水泥由硅酸盐水泥360份、琼脂粉50份和纳米硅灰10份组成。所述的改性水泥的制备方法为：将琼脂和纳米碳酸钠混合，微波分散同时搅拌5分钟，再与硅酸盐水泥混合搅拌20分钟。
覆膜剂为：海藻酸钠40份、聚乙烯醇10份、玉米蛋白质10份。
混凝土的制备方法：将60份覆膜剂与50份水搅拌均匀，再依次加入50份纳米氧化铝搅拌3分钟，再加入420份改性水泥、1300份骨料和50份水并搅拌10分钟，得到高抗渗混凝土。
实施例2
一种高密实抗渗硅酸盐水泥混凝土由以下质量份数的原料制得：改性水泥470份、纳米氧化铝20份、覆膜剂25份、骨料1800份和水160份。
改性水泥由硅酸盐水泥410份、琼脂粉50份和纳米硅灰10份组成。所述的改性水泥的制备方法为：将琼脂和纳米碳酸钠混合，微波分散同时搅拌10分钟，再与硅酸盐水泥混合搅拌10分钟。
覆膜剂为：海藻酸钠15份、聚乙烯醇5份、玉米蛋白质5份。
混凝土的制备方法：将覆膜剂25份与80份水搅拌均匀，再依次加入20份纳米氧化铝搅拌6分钟，再加入470份改性水泥、1800份骨料和80份水并搅拌6分钟，得到高抗渗混凝土。
实施例3
一种高密实抗渗硅酸盐水泥混凝土由以下质量份数的原料制得：改性水泥440份、纳米氧化铝40份、覆膜剂40份、骨料1500份和水120份。
改性水泥由硅酸盐水泥410份、琼脂粉25份和纳米硅灰5份组成。所述的改性水泥的制备方法为：将琼脂和纳米碳酸钠混合，微波分散同时搅拌8分钟，再与硅酸盐水泥混合搅拌15分钟。
覆膜剂为：海藻酸钠25份、聚乙烯醇7份、玉米蛋白质8份。
混凝土的制备方法：将40份覆膜剂与60份水搅拌均匀，再依次加入40份纳米氧化铝搅拌4分钟，再加入440份改性水泥、1500份骨料和60份水并搅拌7分钟，得到高抗渗混凝土。
实施例4
一种高密实抗渗硅酸盐水泥混凝土由以下质量份数的原料制得：改性水泥460份、纳米氧化铝30份、覆膜剂50份、骨料1700份和水140份。
改性水泥由硅酸盐水泥408份、琼脂粉44份和纳米硅灰8份组成，所述的改性水泥的制备方法为：将琼脂和纳米碳酸钠混合，微波分散同时搅拌8分钟，再与硅酸盐水泥混合搅拌15分钟。
覆膜剂为：海藻酸钠35份、聚乙烯醇8份、玉米蛋白质7份。
混凝土的制备方法：将50份覆膜剂与70份水搅拌均匀，再依次加入30份纳米氧化铝搅拌5分钟，再加入460份改性水泥、1700份骨料和70份水并搅拌9分钟，得到高抗渗混凝土。
对比例1
一种高密实抗渗硅酸盐水泥混凝土由以下质量份数的原料制得：普通硅酸盐水泥460份、纳米氧化铝30份、覆膜剂50份、骨料1700份和水140份。
覆膜剂为：海藻酸钠35份、聚乙烯醇8份、玉米蛋白质7份。
混凝土的制备方法：将50份覆膜剂与70份水搅拌均匀，再依次加入30份纳米氧化铝搅拌5分钟，再加入460份水泥、1700份骨料和70份水并搅拌9分钟，得到高抗渗混凝土。
按《混凝土强度检验评定标准》（gb/t50107-2010）和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（gb/t50082-2009）检测实施例1-4及对比例1所得混凝土，检测结果如下表。