一种抗开裂抗渗混凝土的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种抗开裂抗渗混凝土，其原料按重量份包括以下组分：水泥70-100份、碎石400-500份、河砂50-70份、粉煤灰40-50份、矿渣30-60份、煤矸石5-20份、玄武岩纤维20-50份、聚丙烯纤维5-15份、玻璃纤维5-20份、膨胀珍珠岩6-13份、纳米二氧化硅20-80份、纳米碳酸钙5-15份、十二烷基硫酸钠1-3份、硬脂酸锌3-6份、硼酸锌2-5份、柠檬酸钠3-7份、乙酰柠檬酸三丁酯0.5-1.4份、二乙烯三胺0.7-1.3份、减水剂3-10份、水80-100份。本发明所述的抗开裂抗渗混凝土，其抗开裂性好，抗渗性能优异，耐久性好。
【专利说明】一种抗开裂抗渗混凝土
【技术领域】
[0001]本发明涉及混凝土【技术领域】，尤其涉及一种抗开裂抗渗混凝土。
【背景技术】
[0002]混凝土是当今最大宗的建筑工程材料，高性能混凝土代表了混凝土技术的发展方向。近年来，随着国内建筑业蓬勃发展，对建造过程中所消耗混凝土的抗开裂性和耐久性的要求不断提高。目前，混凝土的抗开裂性、抗渗性能和耐久性不能满足社会的要求，需要进一步研究和改进。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出了一种抗开裂抗滲混凝土，其抗开裂性好，抗渗性能优异，耐久性好。
[0004]本发明提出了一种抗开裂抗渗混凝土，其原料按重量份包括以下组分:水泥70-100份、碎石400-500份、河砂50-70份、粉煤灰40-50份、矿渣30-60份、煤矸石5_20份、玄武岩纤维20-50份、聚丙烯纤维5-15份、玻璃纤维5-20份、膨胀珍珠岩6_13份、纳米二氧化硅20-80份、纳米碳酸钙5-15份、十二烷基硫酸钠1-3份、硬脂酸锌3_6份、硼酸锌2_5份、柠檬酸钠3-7份、乙酰柠檬酸三丁酯0.5-1.4份、二乙烯三胺0.7-1.3份、减水剂3_10份、水80-100份；
[0005]其中，所述减水剂按照以下工艺进行制备:按重量份将20-40份甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和10-20份甲基丙烯酸加入到20-30份蒸馏水中，搅拌3-6min形成溶液A ;将2_3份过硫酸钠、0.1-0.5份过硫酸铵、3-6份双氧水加入到10-15份水中搅拌4-8min形成溶液B ；在烧瓶中加入100份去离子水和5-9份巯基乙酸，搅拌加热至72-78°C，同时滴加溶液A和1/3体积的溶液B，其中，滴加时间为200-230min，升温至80_85°C后搅拌反应130_150min，滴加1/2体积剩余的溶液B，搅拌反应30-40min后加入剩余的溶液B，搅拌反应40_60min，用氨水调节体系的PH为7，冷却至室温后得到所述减水剂。
[0006]优选地，其原料按重量份包括以下组分:水泥90-95份、碎石450-475份、河砂59-62份、粉煤灰42-47份、矿渣48-52份、煤矸石13-18份、玄武岩纤维38-42份、聚丙烯纤维9-13份、玻璃纤维13-17份、膨胀珍珠岩10-12份、纳米二氧化硅50-60份、纳米碳酸钙12-13.5份、十二烷基硫酸钠1.7-2.3份、硬脂酸锌3.9-4.6份、硼酸锌3.4-4.3份、柠檬酸钠5-6.7份、乙酰柠檬酸三丁酯0.9-1.3份、二乙烯三胺0.9-1.1份、减水剂6_9份、水93-97 份。
[0007]优选地，其原料按重量份包括以下组分:水泥93份、碎石459份、河砂61份、粉煤灰45份、矿渣48.7份、煤矸石14份、玄武岩纤维38.9份、聚丙烯纤维11.2份、玻璃纤维15.6份、膨胀珍珠岩11.3份、纳米二氧化硅56.9份、纳米碳酸钙12.7份、十二烷基硫酸钠
2.15份、硬脂酸锌4.3份、硼酸锌3.9份、柠檬酸钠6.3份、乙酰柠檬酸三丁酯1.1份、二乙烯三胺0.97份、减水剂7.3份、水95份。
[0008]优选地，所述水泥为普通硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥中的一种或者多种的组合。
[0009]优选地，所述减水剂按照以下工艺进行制备:按重量份将26-33份甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和14-16份甲基丙烯酸加入到25-27份蒸馏水中，搅拌3.5-4.6min形成溶液A ;将2.3-2.7份过硫酸钠、0.33-0.45份过硫酸铵、4-5.6份双氧水加入到12-13.6份水中搅拌4.5-6min形成溶液B ;在烧瓶中加入100份去离子水和6-7.9份巯基乙酸，搅拌加热至75-77°C，同时滴加溶液A和1/3体积的溶液B，其中，滴加时间为210_220min，升温至82-84°C后搅拌反应139-142min，滴加1/2体积剩余的溶液B，搅拌反应33_37min后加入剩余的溶液B，搅拌反应50-55min，用氨水调节体系的pH为7，冷却至室温后得到所述减水剂。
[0010]优选地，所述减水剂按照以下工艺进行制备:按重量份将29份甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和15.3份甲基丙烯酸加入到26.4份蒸馏水中，搅拌3.9min形成溶液A ;将2.55份过硫酸钠、0.4份过硫酸铵、5.2份双氧水加入到13.3份水中搅拌5min形成溶液B ;在烧瓶中加入100份去离子水和6.8份巯基乙酸，搅拌加热至76°C，同时滴加溶液A和1/3体积的溶液B，其中，滴加时间为215min，升温至83°C后搅拌反应141min，滴加1/2体积剩余的溶液B，搅拌反应34min后加入剩余的溶液B，搅拌反应53min，用氨水调节体系的pH为7，冷却至室温后得到所述减水剂。
[0011]本发明所述的抗开裂抗渗混凝土，其原料中，水泥的重量份数可以为70.3、71、71.4,72,72.3,73,73.5,74,74.6,75,75.6,76,76.4,77,77.8、78、79、80、82、84、85.6、87、89,92.3,95.6、96、97、97.8,98,98.5,99,99.3 份，碎石的重量份数可以为 403,407.6、413、415.9,425,428.2,432,435.8,443,445.7,452,456.3,467,468.4,472,476.8,482,485.9、490,493.6,498.7 份，河砂的重量份数可以为 53,56.8,57,59.3,60,60.4,62.3,63,63.5、65,65.8,66,67.2,68,68.4,69,69.5 份，粉煤灰的重量份数可以为 40.3,41,41.5,42.6、43,43.5,44,44.6,45.8,46,46.7,47.8,48,48.5,49,49.6 份，矿渣的重量份数可以为
30.6、31、32、35.6、37、38、39.4,40,40.5、42、45、46.5、49、50、52.3,53,53.6,55,55.9、58、58.4,59,59.3 份，煤矸石的重量份数可以为 5.6、6、6.3、7、7.4、8、8.5、9、9.6、10、10.5、11、
11.3,12,12.6,13.4,14.6,15,15.8,16,16.7,17,17.4,18.5,19,19.3 份，玄武岩纤维的重量份数可以为 23,24,26.5,28,28.9、31、34、35.6,37,38.5、39、43、44.5,45,45.6,46,46.8、47,48,49.3,49.7 份，聚丙烯纤维的重量份数可以为 5.3、6、6.7、7、7.5、8、8.6、9、9.4、10、10.5、11、11.3、12、12.6,13.4、14、14.6 份，玻璃纤维的重量份数可以为 5.6、6、6.3、7、7.5、
8.8.6、9、9.4、10、10.5、11、11.3、12、12.5,13.4、14、14.5、15、16、16.3,17.8、18、18.5、19、19.4份，膨胀珍珠岩的重量份数可以为6.4、7、7.5、8、8.6、9、9.4,10.3、11、11.5,12.6份，纳米二氧化硅的重量份数可以为 23,25,26.8、29、30、32.5、35、36、36.8,38,39.4、40、42、
45.46.9.48.50.6、53、56、59.4,60.8、64、68、69.4,70,70.5、72、75、76.8,78,78.9,79,79.5份，纳米碳酸钙的重量份数可以为 5.6,6.3、7、7.6、8、8.5、9、9.5、10、10.3、11、11.5,12.6、13,13.4、14、14.7份，十二烷基硫酸钠的重量份数可以为1.2,1.89,2,2.4,2.9,2.96份，硬脂酸锌的重量份数可以为3.2,3.6,3.89、4、5、5.2,5.7,5.89份，硼酸锌的重量份数可以为 2.3,2.7、3、3.5,3.7、4、4.2,4.5,4.78 份，柠檬酸钠的重量份数可以为 3.2,3.6,3.79、
3.9、4、4.6,4.9,5.3,5.7、6、6.2,6.89份，乙酰柠檬酸三丁酯的重量份数可以为0.6,0.75、0.8,0.83,0.94,1.0,1.07,1.15,1.2,1.27,1.36,1.39 份，二乙烯三胺的重量份数可以为0.79,0.96,1.0、1.05,1.13,1.2、1.25,1.29 份，减水剂的重量份数可以为 3.4、4、4.5、5、5.7,6.8、7、7.6、8、8.3,8.7,9.2,9.6 份，水的重量份数可以为 80.7、81、83、96、89、90.4、92,93.6,95.6,97.8,98,98.2,98.7,99,99.3 份。
[0012]本发明中，将粉煤灰、矿渣、煤矸石三者掺入到混凝土中，各组分的粒径不同，在混凝土胶凝材料中逐级填充，减小了各组分颗粒之间的空隙，减小了混凝土的总孔隙率，改善了孔结构，明显提高了混凝土的抗渗性；粉煤灰、矿渣、煤矸石、纳米碳酸钙和纳米二氧化硅可以与水泥水化产物反应生成凝胶，填充在混凝土的空隙中，提高了混凝土结构的密实性，进一步提高了混凝土的刚度和抗渗性；另外，纳米二氧化硅具有特殊的网状结构，与纳米碳酸钙配合，在水泥浆体原有的网状结构的基础上建立一个新的网状结构，有效阻止了混凝土内部微裂纹的扩展，提高了混凝土的抗弯拉强度和抗开裂性能；玄武岩纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维掺入到混凝土中相互配合，在混凝土中呈乱向分布且相互搭接，起到加筋作用，承托骨料，防止骨料下沉出现离析，同时减少因泌水形成的连通孔隙，降低孔隙率，其次，在混凝土硬化过程中，各纤维乱向分布状态，可切断毛细孔通道，减小基体的失水面积以及毛细管失水收缩张力，阻碍水分的迁移，改善孔结构，从而提高混凝土的强度、抗开裂性和抗渗性，发挥出改善作用，与粉煤灰、矿渣、煤矸石、纳米碳酸钙和纳米二氧化硅配合，在改善混凝土的抗渗性方面相互叠加，表现出良好的协同效果；加入十二烷基硫酸钠、硬脂酸锌、硼酸锌、柠檬酸钠与多种矿物协同作用，在混凝土中产生了独立的球状微气泡，这些微气泡呈封闭状态且均匀稳定地分布在混凝土中，将混凝土内连续的毛细孔隔断，使空隙变得更加曲折，进一步提高了混凝土的抗渗性能；减水剂中的-COOH与体系中的钙离子形成了配位化合物，减水剂以Ca2+作为介质吸附在水泥颗粒上，而溶解到搅拌水中的Ca2+被捕捉后，由于其浓度的降低，减少了一些结晶和凝胶的形成，从而抑制了水泥的水化，凝结时间变长，减水剂的分散保持性好。
[0013]本发明中，通过选择合适的原料，控制各原料的含量，使各原料优势协同促进，得到的抗开裂抗渗混凝土抗渗性好，抗开裂性好，耐久性好。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
[0015]实施例1
[0016]本发明所述的抗开裂抗渗混凝土，其原料按重量份包括以下组分:水泥70份、碎石500份、河砂50份、粉煤灰50份、矿渣30份、煤矸石20份、玄武岩纤维20份、聚丙烯纤维15份、玻璃纤维5份、膨胀珍珠岩13份、纳米二氧化硅80份、纳米碳酸钙15份、十二烷基硫酸钠3份、硬脂酸锌3份、硼酸锌2份、柠檬酸钠7份、乙酰柠檬酸三丁酯0.5份、二乙烯三胺1.3份、减水剂3份、水80份；
[0017]其中，所述减水剂按照以下工艺进行制备:按重量份将40份甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和20份甲基丙烯酸加入到20份蒸馏水中，搅拌6min形成溶液A ;将2份过硫酸钠、0.5份过硫酸铵、3份双氧水加入到15份水中搅拌4min形成溶液B ;在烧瓶中加入100份去离子水和9份巯基乙酸，搅拌加热至72°C，同时滴加溶液A和1/3体积的溶液B，其中，滴加时间为230min，升温至80°C后搅拌反应130min，滴加1/2体积剩余的溶液B，搅拌反应40min后加入剩余的溶液B，搅拌反应40min，用氨水调节体系的pH为7，冷却至室温后得到所述减水剂。
[0018]实施例2
[0019]本发明所述的抗开裂抗渗混凝土，其原料按重量份包括以下组分:粉煤灰硅酸盐水泥100份、碎石400份、河砂70份、粉煤灰40份、矿渣60份、煤矸石5份、玄武岩纤维50份、聚丙烯纤维5份、玻璃纤维20份、膨胀珍珠岩6份、纳米二氧化硅20份、纳米碳酸钙5份、十二烷基硫酸钠I份、硬脂酸锌6份、硼酸锌5份、柠檬酸钠3份、乙酰柠檬酸三丁酯1.4份、二乙烯三胺0.7份、减水剂10份、水100份；
[0020]其中，所述减水剂按照以下工艺进行制备:按重量份将20份甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和10份甲基丙烯酸加入到30份蒸馏水中，搅拌3min形成溶液A ;将3份过硫酸钠、0.1份过硫酸铵、6份双氧水加入到10份水中搅拌8min形成溶液B ;在烧瓶中加入100份去离子水和5份巯基乙酸，搅拌加热至78°C，同时滴加溶液A和1/3体积的溶液B，其中，滴加时间为200min，升温至85°C后搅拌反应150min，滴加1/2体积剩余的溶液B，搅拌反应30min后加入剩余的溶液B，搅拌反应60min，用氨水调节体系的pH为7，冷却至室温后得到所述减水剂。
[0021]实施例3
[0022]本发明所述的抗开裂抗渗混凝土，其原料按重量份包括以下组分:矿渣硅酸盐水泥85份、碎石423份、河砂56份、粉煤灰43份、矿洛42份、煤砰石16份、玄武岩纤维39份、聚丙烯纤维8.6份、玻璃纤维16份、膨胀珍珠岩9.6份、纳米二氧化硅75份、纳米碳酸钙12份、十二烷基硫酸钠1.9份、硬脂酸锌5.4份、硼酸锌4.5份、柠檬酸钠6.3份、乙酰柠檬酸三丁酯1.2份、二乙烯三胺1.15份、减水剂8.9份、水93份；
[0023]其中，所述减水剂按照以下工艺进行制备:按重量份将31份甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和16份甲基丙烯酸加入到27份蒸馏水中，搅拌3.Smin形成溶液A ;将2.6份过硫酸钠、0.24份过硫酸铵、4.5份双氧水加入到13份水中搅拌6.3min形成溶液B ;在烧瓶中加入100份去离子水和7.4份巯基乙酸，搅拌加热至76°C，同时滴加溶液A和1/3体积的溶液B，其中，滴加时间为221min，升温至83°C后搅拌反应142min，滴加1/2体积剩余的溶液B，搅拌反应36min后加入剩余的溶液B,搅拌反应49min,用氨水调节体系的pH为7,冷却至室温后得到所述减水剂。
[0024]实施例4
[0025]本发明所述的抗开裂抗渗混凝土，其原料按重量份包括以下组分:普通硅酸盐水泥20份、粉煤灰硅酸盐水泥30份、矿渣硅酸盐水泥43份、碎石459份、河砂61份、粉煤灰45份、矿洛48.7份、煤砰石14份、玄武岩纤维38.9份、聚丙烯纤维11.2份、玻璃纤维15.6份、膨胀珍珠岩11.3份、纳米二氧化硅56.9份、纳米碳酸钙12.7份、十二烷基硫酸钠2.15份、硬脂酸锌4.3份、硼酸锌3.9份、柠檬酸钠6.3份、乙酰柠檬酸三丁酯1.1份、二乙烯三胺0.97份、减水剂7.3份、水95份；
[0026]其中，所述减水剂按照以下工艺进行制备:按重量份将29份甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和15.3份甲基丙烯酸加入到26.4份蒸馏水中，搅拌3.9min形成溶液A ;将2.55份过硫酸钠、0.4份过硫酸铵、5.2份双氧水加入到13.3份水中搅拌5min形成溶液B ;在烧瓶中加Λ 100份去离子水和6.8份巯基乙酸，搅拌加热至76°C，同时滴加溶液A和1/3体积的溶液B，其中，滴加时间为215min，升温至83°C后搅拌反应141min，滴加1/2体积剩余的溶液B，搅拌反应34min后加入剩余的溶液B，搅拌反应53min，用氨水调节体系的pH为7，冷却至室温后得到所述减水剂。
[0027]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种抗开裂抗渗混凝土，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分:水泥70-100份、碎石400-500份、河砂50-70份、粉煤灰40-50份、矿渣30-60份、煤矸石5_20份、玄武岩纤维20-50份、聚丙烯纤维5-15份、玻璃纤维5-20份、膨胀珍珠岩6_13份、纳米二氧化硅20-80份、纳米碳酸钙5-15份、十二烷基硫酸钠1-3份、硬脂酸锌3_6份、硼酸锌2_5份、柠檬酸钠3-7份、乙酰柠檬酸三丁酯0.5-1.4份、二乙烯三胺0.7-1.3份、减水剂3_10份、水 80-100 份； 其中，所述减水剂按照以下工艺进行制备:按重量份将20-40份甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和10-20份甲基丙烯酸加入到20-30份蒸馏水中，搅拌3-6min形成溶液A ;将2_3份过硫酸钠、0.1-0.5份过硫酸铵、3-6份双氧水加入到10-15份水中搅拌4_8min形成溶液B ；在烧瓶中加入100份去离子水和5-9份巯基乙酸，搅拌加热至72-78°C，同时滴加溶液A和1/3体积的溶液B，其中，滴加时间为200-230min，升温至80_85°C后搅拌反应130_150min，滴加1/2体积剩余的溶液B，搅拌反应30-40min后加入剩余的溶液B，搅拌反应40_60min，用氨水调节体系的PH为7，冷却至室温后得到所述减水剂。
2.根据权利要求1所述的抗开裂抗渗混凝土，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分:水泥90-95份、碎石450-475份、河砂59-62份、粉煤灰42-47份、矿渣48-52份、煤矸石13-18份、玄武岩纤维38-42份、聚丙烯纤维9_13份、玻璃纤维13-17份、膨胀珍珠岩10-12份、纳米二氧化硅50-60份、纳米碳酸钙12-13.5份、十二烷基硫酸钠1.7-2.3份、硬脂酸锌3.9-4.6份、硼酸锌3.4-4.3份、柠檬酸钠5-6.7份、乙酰柠檬酸三丁酯0.9-1.3份、二乙烯三胺0.9-1.1份、减水剂6-9份、水93-97份。
3.根据权利要求1或2所述的抗开裂抗渗混凝土，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分:水泥93份、碎石459份、河砂61份、粉煤灰45份、矿渣48.7份、煤矸石14份、玄武岩纤维38.9份、聚丙烯纤维11.2份、玻璃纤维15.6份、膨胀珍珠岩11.3份、纳米二氧化硅56.9份、纳米碳酸钙12.7份、十二烷基硫酸钠2.15份、硬脂酸锌4.3份、硼酸锌3.9份、柠檬酸钠6.3份、乙酰柠檬酸三丁酯1.1份、二乙烯三胺0.97份、减水剂7.3份、水95份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的抗开裂抗渗混凝土，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥中的一种或者多种的组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的抗开裂抗渗混凝土，其特征在于，所述减水剂按照以下工艺进行制备:按重量份将26-33份甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和14-16份甲基丙烯酸加入到25-27份蒸馏水中，搅拌3.5-4.6min形成溶液A ;将2.3-2.7份过硫酸钠、0.33-0.45份过硫酸铵、4-5.6份双氧水加入到12-13.6份水中搅拌4.5_6min形成溶液B ;在烧瓶中加入100份去离子水和6-7.9份巯基乙酸，搅拌加热至75-77°C，同时滴加溶液A和1/3体积的溶液B，其中，滴加时间为210-220min，升温至82-84°C后搅拌反应139_142min，滴加1/2体积剩余的溶液B，搅拌反应33-37min后加入剩余的溶液B，搅拌反应50_55min，用氨水调节体系的PH为7，冷却至室温后得到所述减水剂。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的抗开裂抗渗混凝土，其特征在于，所述减水剂按照以下工艺进行制备:按重量份将29份甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和15.3份甲基丙烯酸加入到26.4份蒸馏水中，搅拌3.9min形成溶液A ;将2.55份过硫酸钠、0.4份过硫酸铵、5.2份双氧水加入到13.3份水中搅拌5min形成溶液B ;在烧瓶中加入100份去离子水和6.8份巯基乙酸，搅拌加热至76°C，同时滴加溶液A和1/3体积的溶液B，其中，滴加时间为215min，升温至83°C后搅拌反应141min，滴加1/2体积剩余的溶液B，搅拌反应34min后加入剩余的溶液B，搅拌反应53min，用氨水调节体系的pH为7，冷却至室温后得到所述减水剂。
【文档编号】C08F220/06GK104386959SQ201410581954
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】倪友 申请人:无为恒基商品混凝土有限公司