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硫铝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，许多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。
硫铝酸盐水泥混凝土因其抗硫酸盐侵蚀性能高、原材料来源广泛和适应性强等特点，已广泛应用于码头、跨海大桥和岛礁工程等海洋工程。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。从而，限制硫铝酸盐水泥用作抗侵蚀特种水泥的一个重要原因在于其水化生成体积膨胀的钙矾石，但钙矾石不稳定会转变为体积低的单硫型水化硫铝酸钙和另一水化产物氢氧化钙的可溶性，造成硫铝酸盐水泥混凝土的长期密实度降低。
技术实现要素：
针对水泥混凝土现阶段存在的问题，本发明提供了一种高密实抗渗硫铝酸盐水泥混凝土，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，提高了混凝土的密实度，同时减少水化相中氢氧化钙含量，降低可溶性，进一步提高密实度，同时还提供了上述混凝土的制备方法。
一种高密实抗渗硫铝酸盐水泥混凝土，由以下质量份数的原料制得：改性水泥220-270份、琼脂粉180-230份、纳米碳酸钠90-150份、聚乙烯吡咯烷酮分散剂20-50份、偶氮二异丁咪唑啉引发剂15-40份、骨料1300-1800份和水100-160份。
所述的改性水泥由硫铝酸盐水泥400-450份、琼脂粉20-50份和纳米碳酸钠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，微波分散并同时搅拌5-10分钟，再与硅酸盐水泥300-350份混合搅拌10-20分钟。
所述的硫铝酸盐水泥粒径为30-40μm，琼脂粉粒径为2-8μm。
所述的骨料为：19-26.5mm骨料400-520份、9.5-16.0mm骨料300-380份、2.36-4.75mm骨料400-560份和0.075-0.15mm骨料200-340份。
上述混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将90-150份纳米碳酸钠、20-50份聚乙烯吡咯烷酮分散剂、15-40份偶氮二异丁咪唑啉引发剂与50-80份水，搅拌均匀；
（2）再加入180-230份琼脂粉并静置至琼脂吸水饱和；
（3）再加入1300-1800份骨料，搅拌均匀；
（4）再依次加入220-270份改性水泥和50-80份水，搅拌均匀，得到高抗渗混凝土。
有益效果：
（1）密实度高
设计了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；琼脂吸水体积膨胀，失水体积干缩。随着硫铝酸盐水泥水化体积增大，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，不但提高了混凝土中浆体的密实度，而且不影响骨料的堆积密实度。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。
（2）氢氧化钙含量低
通过聚乙烯吡咯烷酮分散剂、偶氮二异丁咪唑啉引发剂使纳米碳酸钠在水中均匀分散，以便于与水泥水化生成的氢氧化钙反应生成不溶于水的碳酸钙，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。
具体实施方式
实施例1
一种高密实抗渗混凝土由以下质量份数的原料制得：改性水泥220份、琼脂粉180份、纳米碳酸钠150份、聚乙烯吡咯烷酮分散剂50份、偶氮二异丁咪唑啉引发剂40份、骨料1300份和水100份。
改性水泥由硫铝酸盐水泥400份、琼脂粉20份和纳米碳酸钠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，微波分散并同时搅拌5分钟，再与硅酸盐水泥混合搅拌20分钟。
骨料为：19-26.5mm骨料400份、9.5-16.0mm骨料300份、2.36-4.75mm骨料400份和0.075-0.15mm骨料200份。
混凝土的制备方法：将150份纳米碳酸钠、50份聚乙烯吡咯烷酮分散剂、40份偶氮二异丁咪唑啉引发剂与50份水搅拌4分钟，再加入180份琼脂粉并静置至琼脂吸水饱和，再加入1300份骨料并搅拌2分钟，再依次加入220份改性水泥和50份水并搅拌10分钟，得到高抗渗混凝土。
实施例2
一种高密实抗渗混凝土由以下质量份数的原料制得：改性水泥270份、琼脂粉230份、纳米碳酸钠90份、聚乙烯吡咯烷酮分散剂20份、偶氮二异丁咪唑啉引发剂15份、骨料1800份和水160份。
改性水泥由硫铝酸盐水泥450份、琼脂粉50份和纳米碳酸钠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，微波分散并同时搅拌10分钟，再与硅酸盐水泥混合搅拌10分钟。
骨料为：19-26.5mm骨料520份、9.5-16.0mm骨料380份、2.36-4.75mm骨料560份和0.075-0.15mm骨料340份。
混凝土的制备方法：将90份纳米碳酸钠、20份聚乙烯吡咯烷酮分散剂、15份偶氮二异丁咪唑啉引发剂与80份水搅拌7分钟，再加入230份琼脂粉并静置至琼脂吸水饱和，再加入1800份骨料并搅拌1分钟，再依次加入270份改性水泥和80份水并搅拌6分钟，得到高抗渗混凝土。
实施例3
一种高密实抗渗混凝土由以下质量份数的原料制得：改性水泥240份、琼脂粉200份、纳米碳酸钠130份、聚乙烯吡咯烷酮分散剂40份、偶氮二异丁咪唑啉引发剂35份、骨料1500份和水140份。
改性水泥由硫铝酸盐水泥420份、琼脂粉30份和纳米碳酸钠7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，微波分散并同时搅拌8分钟，再与硅酸盐水泥混合搅拌15分钟。
骨料为：19-26.5mm骨料450份、9.5-16.0mm骨料350份、2.36-4.75mm骨料450份和0.075-0.15mm骨料250份。
混凝土的制备方法：将130份纳米碳酸钠、40份聚乙烯吡咯烷酮分散剂、35份偶氮二异丁咪唑啉引发剂与70份水搅拌5分钟，再加入200份琼脂粉并静置至琼脂吸水饱和，再加入1500份骨料并搅拌1.5分钟，再依次加入240份改性水泥和70份水并搅拌8分钟，得到高抗渗混凝土。
对比例1
一种高密实抗渗混凝土由以下质量份数的原料制得：硫铝酸盐水泥240份、琼脂粉200份、纳米碳酸钠130份、聚乙烯吡咯烷酮分散剂40份、偶氮二异丁咪唑啉引发剂35份、骨料1500份和水140份。
骨料为：19-26.5mm骨料450份、9.5-16.0mm骨料350份、2.36-4.75mm骨料450份和0.075-0.15mm骨料250份。
混凝土的制备方法：将130份纳米碳酸钠、40份聚乙烯吡咯烷酮分散剂、35份偶氮二异丁咪唑啉引发剂与70份水搅拌5分钟，再加入200份琼脂粉并静置至琼脂吸水饱和，再加入1500份骨料并搅拌1.5分钟，再依次加入240份硫铝酸盐水泥和70份水并搅拌8分钟，得到高抗渗混凝土。
对比例2
一种高密实抗渗混凝土由以下质量份数的原料制得：改性水泥240份、琼脂粉200份、纳米碳酸钠130份、骨料1500份和水140份。
改性水泥由硫铝酸盐水泥420份、琼脂粉30份和纳米碳酸钠7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，微波分散并同时搅拌8分钟，再与硅酸盐水泥混合搅拌15分钟。
骨料为：19-26.5mm骨料450份、9.5-16.0mm骨料350份、2.36-4.75mm骨料450份和0.075-0.15mm骨料250份。
混凝土的制备方法：将130份纳米碳酸钠与70份水搅拌5分钟，再加入200份琼脂粉并静置至琼脂吸水饱和，再加入1500份骨料并搅拌1.5分钟，再依次加入240份改性水泥和70份水并搅拌8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1-3及对比例1、2所得混凝土，检测结果如下表。