本发明涉及防渗工程技术领域，尤其是涉及一种抗无机盐的塑性混凝土及其制备方法。
背景技术
在现有技术中，专利申请cn102617073a公开了一种防渗墙用塑性混凝土，包括胶凝材料、骨料、减水剂和水，通过调节骨料的粒径、砂率和水胶比等实现了粉煤灰在塑性混凝土中的高掺量利用。cn105236901a公开了一种用于防渗漏的塑性混凝土及其制备方法，包括水泥、膨润土、粉煤灰、石膏、粘土、细骨料、粗骨料、可再分散乳胶粉、碳酸钠、丙烯酸钙、十二烷基苯磺酸钠、硅酸钠和水，通过采用普通硅酸盐水泥与矿渣硅酸盐水泥的组合，提高塑性混凝土的早期强度和抗渗性能、加入可再分散乳胶粉提高塑性混凝土和易性和强度、加入丙烯酸钙进一步提高混凝土的抗渗能力。
但是以上技术中的塑性混凝土遇海水侵蚀，特别是海水中的无机盐，会影响膨润土效果，降低塑性混凝土强度和防渗性能。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种抗无机盐的塑性混凝土，该塑性混凝土相比现有的塑形混凝土具有更高的抗无机盐性，并且在早强度、抗渗水性、和易性等方面能保持与现有塑形混凝土相同的水平，甚至优于现有塑形混凝土。
本发明的第二目的在于提供上述抗无机盐的塑性混凝土的制备方法，该制备方法能提高塑性混凝土物料的均匀性，以及材料内容的凝聚力，以及表面抗无机盐能，并且流程简单，操作难度低。
为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：
一种抗无机盐的塑性混凝土，主要由以下成分混合而成：按重量份计，
水泥：150～210份，
膨润土：40～80份，
粘土：75～105份，
粗砂：398～513份，
米砂：398～513份，
瓜子片：398～513份，
聚氧乙烯化的离子型表面活性剂：0.6～1份，
氟碳表面活性剂：0.1～2份，
聚醚型非离子表面活性剂：0.5～1.5份，
非离子型聚丙烯酰胺：0.0002～0.02份，
水：300～380份。
与现有技术相比，本发明主要通过改变骨料的组成以及添加复合型表面活性剂来提高塑性混凝土的抗无机盐渗透性，并且利用骨料、胶凝材料和表面活性剂之间的协同作用改良塑性混凝土的综合性能，使其满足抗渗用途的性能要求。
其中，梯度粒径的粗砂、米砂、瓜子片和粘土、膨润土、水泥，提高了塑性混凝土的均匀性，有利于提高塑性混凝土早期强度。
聚氧乙烯化的离子型表面活性剂可以有效提高塑性混凝土对无机盐的抵抗能力，保障强度和渗透系数。
聚醚型非离子表面活性剂提高了塑性混凝土对化学试剂的抵抗力，强化了稳定性。
本发明加入聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂，在塑性混凝土表层形成保护层，降低了塑性混凝土对离子吸附，进一步提高了对无机盐的抵抗能力。
本发明加入非离子型聚丙烯酰胺，降低了地下水对塑性混凝土的影响，加强各成分间的凝聚力，有利于提高塑性混凝土早期强度。
虽然以上聚合物发挥各自的主导作用，然而经研究发现，如果仅加入其中的一种、两种或三种，而不全部加入，或者采用其他配比，并不能获得理想的抗无机盐性能。
此外，上述塑性混凝土还可以进一步改进，具体如下。
优选地，按重量份计，
水泥：160～210份，优选160～200份，优选180～200份，
膨润土：50～80份，优选50～70份，优选60～80份，
粘土：80～105份，优选80～100份，优选90～105份，
粗砂：450～513份，优选450～490份，优选450～480份，
米砂：450～513份，优选450～490份，优选450～480份，
瓜子片：450～513份，优选450～490份，优选450～480份，
聚氧乙烯化的离子型表面活性剂：0.7～1份，优选0.8～1份，
氟碳表面活性剂：0.3～2份，优选0.5～2份，优选0.5～1.5份，
聚醚型非离子表面活性剂：0.8～1.5份，优选1～1.5份，
非离子型聚丙烯酰胺：0.0005～0.02份，优选0.005～0.02份，优选0.005～0.01份，
水：300～380份。
优选地，所述水泥为标号42.5强度等级普通硅酸盐水泥。
优选地，所述膨润土为钠基膨润土，其粒度满足400目筛余在10％以下。
优选地，所述粘土选用粉质粘土，其含水率在8％以下，粒度满足100目筛余在10％以下。
优选地，所述粗砂选用河沙，粒径0.5～3mm。
优选地，所述米砂为山卵石破碎而成，粒径3～5mm。
优选地，所述瓜子片为山卵石破碎而成，粒径5～10mm。
优选地，粗砂：米砂：瓜子片的质量比为1:1:1。
优选地，所述聚氧乙烯化的离子型表面活性剂为醇醚硫酸盐，优选脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，优选c12～c14脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐。
优选地，所述氟碳表面活性剂选用聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂。
优选地，所述聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂中的聚乙二醇的分子量为0.4k～2k。
优选地，所述聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂中的氟碳为全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物，或全氟-2,5-二甲基-3,6-二氧壬酰氟。
优选地，所述聚醚型非离子表面活性剂为聚丙二醇的环氧乙烷的加成物，其中环氧乙烷基数目优选为40～50。
本发明所提供的塑性混凝土可采用任意常规的制备方法制得，例如简单的混合，然而经研究发现，混合的顺序以及水和表面活性剂的添加时机、膨化土的加入方式等对塑性混凝土的性能有显著影响，为此，本发明提供了以下优选地制备方法：
优选地，包括下列步骤：
步骤a：将聚氧乙烯化的离子型表面活性剂与部分水、部分膨润土混匀，然后静置膨化，制成膨润土浆；
步骤b：将非离子型聚丙烯酰胺与剩余水、聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂、聚醚型非离子表面活性剂混匀，制成调节液；
步骤c：将其余原料与所述膨润土浆、所述调节液混匀。
在以上制备方法中，将部分膨润土预先膨化成泥浆，并加入聚氧乙烯化的离子型表面活性剂，在塑性混凝土表面能形成隔水的抗无机盐泥皮，有利于提高塑性混凝土早期强度和对无机盐抵抗力。
将非离子型聚丙烯酰胺、氟碳表面活性剂、聚醚型非离子表面活性剂混合成调节液，再与骨料混合，提高了塑性混凝土内部凝聚力和对无机盐的抵抗力。
优选地，在所述步骤a中，所用的水量为总水量的90％，所用的水量与所用的膨润土质量比为100:10～15。
优选地，所述步骤c进一步为：将水泥、粘土、粗砂、米砂、瓜子片和剩余的膨润土按照粒径由大至小的顺序，逐一添加混合，制成干料，然后将其与所述膨润土浆、所述调节液混匀。
优选地，所述步骤b进一步为：
将非离子型聚丙烯酰胺与剩余水在加热条件下混合，然后在冷却后加入聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂和聚醚型非离子表面活性剂，混匀，制成调节液。
优选地，所述膨化的时间为24h以上。
综上，与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：
(1)抗无机盐性能强；
(2)抗水渗透性强；
(3)早期强度大；
(4)和易性强；
(5)制备方法流程简单。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明的实施例基于以下基本的配，即一种抗无机盐的塑性混凝土，主要由以下成分混合而成：按重量份计，
水泥：150～210份，
膨润土：40～80份，
粘土：75～105份，
粗砂：398～513份，
米砂：398～513份，
瓜子片：398～513份，
聚氧乙烯化的离子型表面活性剂：0.6～1份，
氟碳表面活性剂：0.1～2份，
聚醚型非离子表面活性剂：0.5～1.5份，
非离子型聚丙烯酰胺：0.0002～0.02份，
水：300～380份。
该塑性混凝土通过改变骨料的组成以及添加复合型表面活性剂来提高塑性混凝土的抗无机盐渗透性，并且利用骨料、胶凝材料和表面活性剂之间的协同作用改良塑性混凝土的综合性能，使其满足抗渗用途的性能要求，在早强度、抗渗水性、和易性等方面至少保持与现有塑形混凝土相同的水平，甚至优于现有塑形混凝土。
以上塑性混凝土在配比上还可以进一步改进。
按重量份计，水泥可取以下任意范围内的值，如160～210份，优选160～200份，优选180～200份，具体地，可取160份、170份、180份、190份、200份、210份等。
按重量份计，膨润土可取以下任意范围内的值，如：50～80份，优选50～70份，优选50～60份，具体地，可取50份、55份、60份、65份、70份、75份等。
按重量份计，粘土可取以下任意范围内的值，如：80～105份，优选80～100份，优选80～90份，具体地，可取80份、85份、90份、95份、100份、105份等。
按重量份计，粗砂可取以下任意范围内的值，如：450～513份，优选450～490份，优选450～480份，具体地，可取450份、470份、490份、500份、510份等。
按重量份计，米砂可取以下任意范围内的值，如：450～513份，优选450～490份，优选450～480份，具体地，可取450份、470份、490份、500份、510份等。
按重量份计，瓜子片可取以下任意范围内的值，如：450～513份，优选450～490份，优选450～480份，具体地，可取450份、470份、490份、500份、510份等。
按重量份计，聚氧乙烯化的离子型表面活性剂可取以下任意范围内的值，如：0.7～1份，优选0.8～1份，具体地，可取0.7份、0.8份、0.9份、1份等。
按重量份计，氟碳表面活性剂可取以下任意范围内的值，如：0.3～2份，优选0.5～2份，优选0.5～1.5份，具体地，可取0.3份、0.5份、0.7份、0.9份、1份、1.2份、1.5份、1.7份等。
按重量份计，聚醚型非离子表面活性剂可取以下任意范围内的值，如：0.8～1.5份，优选1～1.5份，具体地，可取0.1份、0.3份、0.5份、0.7份、0.9份、1份、1.2份、1.5份等。
按重量份计，非离子型聚丙烯酰胺可取以下任意范围内的值，如：0.0005～0.02份，优选0.005～0.02份，优选0.005～0.01份，具体地，可取0.0007份、0.001份、0.003份、0.005份、0.01份、0.015份、0.02份等。
按重量份计，水可取以下任意范围内的值，如：300～380份，具体地，可取300份、310份、320份、330份、340份、350份、360份、370份等。
所述水泥选用硅酸盐水泥等，优选为标号42.5强度等级普通硅酸盐水泥。
所述膨润土为钠基膨润土，其粒度满足400目筛余在10％以下。
优选地，所述粘土选用粉质粘土，其含水率在8％以下，粒度满足100目筛余在10％以下。
优选地，所述粗砂选用河沙，粒径0.5～3mm；
优选地，所述米砂为山卵石破碎而成，粒径3～5mm。
优选地，所述瓜子片为山卵石破碎而成，粒径5～10mm。
优选地，粗砂：米砂：瓜子片的质量比为1：1：1。
优选地，所述聚氧乙烯化的离子型表面活性剂为醇醚硫酸盐，优选脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，优选c12～c14脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，例如c12醇聚氧乙烯醚硫酸盐，c13醇聚氧乙烯醚硫酸盐或c14醇聚氧乙烯醚硫酸盐。
优选地，所述氟碳表面活性剂选用聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂。
优选地，所述聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂中的聚乙二醇的分子量为0.4k～2k。
优选地，所述聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂中的氟碳为全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物，或全氟-2,5-二甲基-3,6-二氧壬酰氟。
优选地，所述聚醚型非离子表面活性剂为聚丙二醇的环氧乙烷的加成物，其中环氧乙烷基数目优选为40～50，例如42、44、45、47、49、50等。
在制备以上塑性混凝土时，其混合方式是任意的，为了简要说明，以下实施例均采用优选的制备方法，即：
步骤a：将聚氧乙烯化的离子型表面活性剂与部分水、部分膨润土混匀，然后静置膨化，制成膨润土浆；
步骤b：将非离子型聚丙烯酰胺与剩余水、聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂、聚醚型非离子表面活性剂混匀，制成调节液；
步骤c：将其余原料与所述膨润土浆、所述调节液混匀。
其中，所述步骤a和步骤b两步所用的水量可根据实际需求调整；优选地，步骤a所用的水量为总水量的90％，所用的水量与所用的膨润土质量比为100:10～15，例如100:11、100:12、100:13、100:14、100:15等。
所述步骤c进一步为：将水泥、粘土、粗砂、米砂、瓜子片和剩余的膨润土按照粒径由大至小的顺序，逐一添加混合，制成干料，然后将其与所述膨润土浆、所述调节液混匀；其按照粒径由大到小，将干料预先混合，提高了材料的均匀性，有利于提高塑性混凝土早期强度。
优选地，所述步骤b进一步为：
将非离子型聚丙烯酰胺与剩余水在加热条件下混合，然后在冷却后加入聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂和聚醚型非离子表面活性剂，混匀，制成调节液；先将聚丙烯酰胺溶解于水中，可以激发凝胶中网状节点的形成，有利于提高塑性混凝土的分子凝聚力。其中，加热的温度优选为60～80℃。
优选地，所述膨化的时间为24h以上。
在三个步骤中，每步的混合需要配合搅拌。例如，步骤a中可以在3000r/min转速下，搅拌混合15min。
步骤b中可在200r/min转速下，搅拌混合10min。
步骤c中，先将干料混合，混合的方式：按粒径由大到小逐次添加，将瓜子片、米砂、粗砂、粘土、水泥、膨润土混合到一起，每添加一种物料搅拌5～10min，制成混合干料。
步骤a中在混合聚氧乙烯化的离子型表面活性剂与部分水、部分膨润土时，可以先将聚氧乙烯化的离子型表面活性剂与水混合，通常在常温下混合(20～40℃)，然后再加入膨润土，在高速搅拌。
实施例1
以每立方塑性混凝土计，将150kg水泥(42.5普通硅酸盐水泥)，40kg钠基膨润土(粒度满足400目筛在10％以下)，75kg粘土(含水率在8％以下，粒度满足100目筛余在10％以下)，513kg粗砂(0.5～3mm)，513kg米砂(3～5mm)，513kg瓜子片(5～10mm)，0.6kg醇醚硫酸盐(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠)，0.1kg聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂(其中聚乙二醇分子量1.8k，氟碳为全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物)，0.5kg聚丙二醇的环氧乙烷的加成物(其中环氧乙烷基数目为45)，0.0002kg非离子型聚丙烯酰胺，300kg水。按照本发明所述制备方法制得塑性混凝土。
实施例2
以每立方塑性混凝土计，将160kg水泥(42.5普通硅酸盐水泥)，50kg纳基膨润土(型号同实施例1)，80kg粘土(型号同实施例1)，487kg粗砂(型号同实施例1)，487kg米砂(型号同实施例1)，487kg瓜子片(型号同实施例1)，0.7kg醇醚硫酸盐(型号同实施例1)，0.4kg聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂(型号同实施例1)，0.7kg聚丙二醇的环氧乙烷的加成物(型号同实施例1)，0.005kg非离子型聚丙烯酰胺，320kg水。按照本发明所述制备方法制得塑性混凝土。
实施例3
以每立方塑性混凝土计，将180kg水泥(42.5普通硅酸盐水泥)，60kg纳基膨润土(型号同实施例1)，90kg粘土(型号同实施例1)，465kg粗砂(型号同实施例1)，465kg米砂(型号同实施例1)，465kg瓜子片(型号同实施例1)，0.8kg醇醚硫酸盐(型号同实施例1)，1kg聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂(型号同实施例1)，1kg聚丙二醇的环氧乙烷的加成物(型号同实施例1)，0.01kg非离子型聚丙烯酰胺，330kg水。按照本发明所述制备方法制得塑性混凝土。
实施例4
以每立方塑性混凝土计，将200kg水泥(42.5普通硅酸盐水泥)，72kg纳基膨润土(型号同实施例1)，100kg粘土(型号同实施例1)，424kg粗砂(型号同实施例1)，424kg米砂(型号同实施例1)，424kg瓜子片(型号同实施例1)，0.9kg醇醚硫酸盐(型号同实施例1)，1.8kg聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂(型号同实施例1)，1.3kg聚丙二醇的环氧乙烷的加成物(型号同实施例1)，0.015kg非离子型聚丙烯酰胺，360kg水。按照本发明所述制备方法制得塑性混凝土。
实施例5
以每立方塑性混凝土计，将210kg水泥(42.5普通硅酸盐水泥)，80kg纳基膨润土(型号同实施例1)，105kg粘土(型号同实施例1)，398kg粗砂(型号同实施例1)，398kg米砂(型号同实施例1)，398kg瓜子片(型号同实施例1)，1kg醇醚硫酸盐(型号同实施例1)，2kg聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂(型号同实施例1)，1.5kg聚丙二醇的环氧乙烷的加成物(型号同实施例1)，0.02kg非离子型聚丙烯酰胺，380kg水。按照本发明所述制备方法制得塑性混凝土。
以上所有实施例的塑性混凝土的制备方法均为：
(1)将醇醚硫酸盐在20～40℃与90％重量的水混合均匀，再与水重量11％的钠基膨润土，在3000r/min转速下，搅拌混合15min，然后静置膨化24h，制成膨润土浆。
(2)将非离子型聚丙烯酰胺在60～80℃与10％重量的水混合均匀，冷却至20～40℃，再依次与聚乙二醇亲水性非离子氟碳表面活性剂、聚丙二醇的环氧乙烷的加成物混合，在200r/min转速下，搅拌混合10min，制成调节液。
(3)按粒径由大到小逐次添加，将瓜子片、米砂、粗砂、粘土、水泥、膨润土混合到一起，每添加一种物料搅拌5～10min，制成混合干料。
(4)将混合干料先与调节液混合均匀，再与膨润土浆混合均匀，即得抗无机盐的防渗用塑性混凝土。
对比例1
空白例
每立方塑性混凝土计，180kg水泥(42.5普通硅酸盐水泥)，60kg纳基膨润土(型号同实施例1)，90kg粘土(型号同实施例1)，465kg粗砂(型号同实施例1)，465kg米砂(型号同实施例1)，465kg瓜子片，330kg水。
制备方法为：向膨润土中加入水，静止膨化24h，将粘土、粗砂、米砂、瓜子片和水泥按粒径由大到小的顺序混合，然后将其与膨化后的膨润土以及水、其他原料混合，在3000r/min转速下，搅拌混合15min。
上文所得塑性混凝土的性能如下表1所示。
表1
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。