一种抗裂耐磨混凝土制备工艺的制作方法

本申请涉及水利工程建筑的领域，更具体地说，它涉及一种抗裂耐磨混凝土制备工艺。

背景技术：

1、针对水利工程建筑，通常对建筑材料有较高的要求，尤其是针对水流速度极快的河流，其流速可达到40-50m/s，这就要求建筑材料在保持高强度的同时具备良好的抗冲刷、耐磨损以及抗裂缝的能力。

2、为了提高水工混凝土的强度，通常采用的方式是降低水胶比，在提高混凝土强度的同时增强混凝土的抗冲刷和耐磨能力。

3、针对上述方式，采用低水胶比提高混凝土强度的做法，会导致内部的胶凝材料水化物在水化过程中封闭住毛细孔的通道，从而使得外部的水分无法向内部自由移动，混凝土内部失水干燥导致收缩变形高，进而容易开裂。

技术实现思路

1、为了减少高强度耐磨混凝土的开裂，提高其抗裂缝能力，本申请提供一种抗裂耐磨混凝土制备工艺，采用如下的技术方案：

2、一种抗裂耐磨混凝土制备工艺，包括以下步骤：按照比例将水泥、砂、掺合料、抗冲耐磨流化剂和水混合搅拌均匀，再加入碎石搅拌均匀，最后加入外加剂和抗裂剂搅拌混合均匀制得混凝土。

3、通过采用上述技术方案，先将水泥、砂、掺合料、抗冲耐磨流化剂和水混合制得砂浆，再将砂浆与碎石搅拌均匀，从而有效提高混凝土各组分的混合均匀度，最后加入外加剂和抗裂剂，一方面是有利于提高混凝土强度，另一方面有利于减少混凝土开裂，提高水工混凝土建筑的抗裂缝能力。

4、优选的，所述混凝土各原料以重量份数计为：碎石1100～1300份，砂600～800份，水泥250～350份，水160～180份，掺合料50～70份，外加剂2～3份，抗裂剂4～8份，抗冲耐磨流化剂7-11份。

5、通过采用上述技术方案，向混凝土中掺入掺合料和外加剂，从而使得混凝土用水量下降，用水量下降使得混凝土水胶比降低，进而通过降低水胶比提高混凝土强度和耐磨性，当混凝土发生干缩时，因为混凝土中添加有抗裂剂成分，从而使得混凝土的抗裂性能提升，有效减少混凝土建筑上的裂缝产生。

6、优选的，所述掺合料包括粉煤灰和矿渣，所述粉煤灰和矿渣二者重量之比为1:1。

7、通过采用上述技术方案，将粉煤灰和矿粉混合使用可促进混凝土后期强度增长，提高混凝土流动性，进而减少外加剂的使用，使得混凝土因外加剂使用量增加而强度下降的情况得到改善。

8、优选的，所述外加剂包括减水剂和膨胀剂，所述减水剂和膨胀剂二者重量之比为1:1。

9、通过采用上述技术方案，减水剂减少混凝土用水量，从而使得混凝土水胶比下降，有利于提高混凝土强度，而膨胀剂的使用则有利于在混凝土发生干缩时对混凝土收缩进行补偿，进而减少混凝土裂缝，减少混凝土开裂带来的不良影响。

10、优选的，所述抗裂剂包括改性纤维、连接剂和增强剂，所述增强剂负载于改性纤维上，所述连接剂包覆于负载有增强剂的改性纤维上。

11、通过采用上述技术方案，以增强剂对改性纤维进行性能增强，在提高改性纤维强度的同时，使得纤维表面粗糙度发生变化，连接剂提高增强剂在改性纤维上的连接强度，以及对改性纤维进行增强，有利于负载有增强剂的改性纤维在混凝土中与其他组分连接，从而呈现三维网状结构，减少混凝土干缩开裂。

12、优选的，所述改性纤维为聚丙烯纤维经酸碱处理而来。

13、通过采用上述技术方案，聚丙烯纤维表面经酸碱处理以后粗糙度提升，从而形成便于负载增强剂的凹槽，有效提高增强剂在聚丙烯纤维的连接强度，同时也有利于连接剂在聚丙烯纤维上附着，提高抗裂剂整体性能。

14、优选的，所述连接剂为单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液。

15、通过采用上述技术方案，以单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液在负载有增强剂的改性纤维表面形成相应的保护膜，一方面是对增强剂在改性纤维表面的连接强度进行提升，另一方面也是提高抗裂剂亲水性，更有利于抗裂剂与其他组分混合发挥作用，抗裂剂分散于混凝土中形成三维网状结构，减少混凝土开裂。

16、优选的，所述增强剂为纳米mofs结晶颗粒。

17、通过采用上述技术方案，在改性纤维表面形成纳米mofs结晶颗粒，从而对改性纤维强度进行增强的同时改变改性纤维表面粗糙度，使得改性纤维能够更好地与其他组分混合形成三维网状结构，减少混凝土开裂。

18、优选的，所述抗裂剂由以下步骤制得：将改性纤维先经增强剂进行增强处理，然后经连接剂进行表面改性，从而制得抗裂剂。

19、通过采用上述技术方案，聚丙烯纤维表面经酸碱处理出现凹槽，在提高表面粗糙度的同时使得聚丙烯纤维的强度下降，此时增强剂附着于凹槽内，使得聚丙烯纤维表面的粗糙度进一步提升，同时也对聚丙烯纤维强度进行提升，最后连接剂使得聚丙烯纤维和增强剂紧密结合，使得抗裂剂整体稳定性提升。

20、综上所述，本申请具有以下有益效果：

21、1、由于本申请的制备工艺，先通过将水泥、砂、掺合料、抗冲耐磨流化剂和水混合制得砂浆，再与碎石搅拌均匀提高混合均匀度，最后加入外加剂和抗裂剂，减少混凝土开裂，提高水工混凝土建筑的抗裂缝能力。

22、2、本申请中增强剂对改性纤维进行性能增强，在提高改性纤维强度的同时，使得纤维表面粗糙度发生变化，连接剂提高增强剂在改性纤维上的连接强度，以及对改性纤维进行增强，有利于负载有增强剂的改性纤维在混凝土中与其他组分连接，从而呈现三维网状结构，减少混凝土干缩开裂。

23、3、本申请中聚丙烯纤维表面经酸碱处理以后粗糙度提升，从而形成便于负载增强剂的凹槽，然后在改性纤维表面形成纳米mofs结晶颗粒，从而对改性纤维强度进行增强的同时改变改性纤维表面粗糙度，以单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液在负载有增强剂的改性纤维表面形成相应的保护膜，一方面是对增强剂在改性纤维表面的连接强度进行提升，另一方面也是提高抗裂剂亲水性，更有利于抗裂剂与其他组分混合发挥作用，抗裂剂分散于混凝土中形成三维网状结构，减少混凝土开裂。

技术特征：

1.一种抗裂耐磨混凝土制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：按照比例将水泥、砂、掺合料、抗冲耐磨流化剂和水混合搅拌均匀，再加入碎石搅拌均匀，最后加入外加剂和抗裂剂搅拌混合均匀制得混凝土。

2.根据权利要求1所述的抗裂耐磨混凝土制备工艺，其特征在于，所述混凝土各原料以重量份数计为：碎石1100～1300份，砂600～800份，水泥250～350份，水160～180份，掺合料50～70份，外加剂2～3份，抗裂剂4～8份，抗冲耐磨流化剂7-11份。

3.根据权利要求2所述的抗裂耐磨混凝土制备工艺，其特征在于，所述掺合料包括粉煤灰和矿渣，所述粉煤灰和矿渣二者重量之比为1:1。

4.根据权利要求2所述的抗裂耐磨混凝土制备工艺，其特征在于，所述外加剂包括减水剂和膨胀剂，所述减水剂和膨胀剂二者重量之比为1:1。

5.根据权利要求2所述的抗裂耐磨混凝土制备工艺，其特征在于，所述抗裂剂包括改性纤维、连接剂和增强剂，所述增强剂负载于改性纤维上，所述连接剂包覆于负载有增强剂的改性纤维上。

6.根据权利要求5所述的抗裂耐磨混凝土制备工艺，其特征在于，所述改性纤维为聚丙烯纤维经酸碱处理而来。

7.根据权利要求5所述的抗裂耐磨混凝土制备工艺，其特征在于，所述连接剂为单宁酸和聚乙烯亚胺的混合溶液。

8.根据权利要求5所述的抗裂耐磨混凝土制备工艺，其特征在于，所述增强剂为纳米mofs结晶颗粒。

9.根据权利要求5所述的抗裂耐磨混凝土制备工艺，其特征在于，所述抗裂剂由以下步骤制得：将改性纤维先经增强剂进行增强处理，然后经连接剂进行表面改性，从而制得抗裂剂。

技术总结
本申请涉及水利工程建筑的领域，具体公开了一种抗裂耐磨混凝土制备工艺。抗裂耐磨混凝土制备工艺包括以下步骤：按照比例将水泥、砂、掺合料和水混合搅拌均匀，再加入碎石搅拌均匀，最后加入外加剂和抗裂剂搅拌混合均匀制得混凝土。所述混凝土各原料以重量份数计为：碎石1100～1300份，砂600～800份，水泥250～350份，水160～180份，掺合料50～70份，外加剂2～3份，抗裂剂3～7份。本申请的混凝土可用于水利工程建筑，其具有减少开裂的优点。

技术研发人员：苗元亮,石天禹,卢正雷,孙宗阳
受保护的技术使用者：山东水总有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15