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【发明授权】一种抗渗抗冻融自密实混凝土及其制备方法_西安新意达建筑制品有限公司_201910708281.9 

申请/专利权人:西安新意达建筑制品有限公司

申请日:2019-08-01

公开(公告)日:2021-06-08

公开(公告)号:CN110395955B

主分类号:C04B28/04(20060101)

分类号:C04B28/04(20060101);C04B20/02(20060101);C04B20/10(20060101);C04B18/02(20060101);C04B14/10(20060101);C04B16/06(20060101);C04B111/20(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2021.06.08#授权;2019.11.26#实质审查的生效;2019.11.01#公开

摘要:本发明公开了一种抗渗抗冻融自密实混凝土及其制备方法。抗渗抗冻融自密实混凝土包括以下重量份的组分:350‑370份水泥、25‑45份粉煤灰、25‑35份改性偏高岭土、30‑50份矿粉、770‑800份中砂、810‑830份碎石、20‑40份硅灰、170‑180份水、1‑3份减水剂、20‑34份膨胀剂、2‑6份引气剂、10‑20份纤维组合物;所述纤维组合物由质量比为1:0.6‑0.9:0.3‑0.6的改性聚酯纤维、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维混合组成。本发明的抗渗抗冻融自密实混凝土具有和易性和流动性好,抗渗性能和抗冻性能优异的优点。

主权项:1.一种抗渗抗冻融自密实混凝土,其特征在于,包括以下重量份的组分:350-370份水泥、25-45份粉煤灰、25-35份改性偏高岭土、30-50份矿粉、770-800份中砂、810-830份碎石、20-40份硅灰、170-180份水、1-3份减水剂、20-34份膨胀剂、2-6份引气剂、10-20份纤维组合物;所述纤维组合物由质量比为1:0.6-0.9:0.3-0.6的改性聚酯纤维、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维混合组成;所述改性偏高岭土由以下方法制成:(1)将体积比为3-4:1.5-2的高氯酸和冰醋酸混合,制成混合溶液,将1-3份偏高岭土置于混合溶液中,浸泡5-10min;(2)再将步骤(1)处理的偏高岭土置于5-10份环氧树脂乳液中,依次加入0.5-0.8份十二烷基苯磺酸钠和0.8-1.2份硅烷偶联剂,在1500-2000rmin的条件下搅拌10-20min,干燥;所述改性聚酯纤维由以下方法制成:将1-3份聚酯纤维置于由10-13份质量浓度为90-95%的硫酸和5-10份质量浓度为5-7%的高锰酸钾溶液组成的混合溶液中,将混合溶液的温度控制在50-60℃,浸泡5-10min,取出,用蒸馏水冲洗至中性,干燥后,与1-5份聚对苯二甲酸丁二醇酯和5-10份橡胶颗粒进行混炼、塑化、拉片、造粒,粒子的粒径为200-300μm。

全文数据:一种抗渗抗冻融自密实混凝土及其制备方法技术领域本发明涉及混凝土技术领域,更具体地说,它涉及一种抗渗抗冻融自密实混凝土及其制备方法。背景技术混凝土是现代土木建筑工程中不可缺少的重要工程材料。而自密实混凝土又是高性能混凝土的一种,它的拌和物具有很高的流动性而不离析、不泌水,可不经振捣而自行流平,并充满模型和包裹钢筋;其坍落度经时损失小。由于自密实混凝土水泥用量低,废渣利用率大,施工性能好,从而可节利废,节省人力物力,加快施工进度,降低混凝土综合造价,并能解决浇筑混凝土扰民的问题,尤其是用于难以浇筑,甚至无法浇筑的部位,异形部位,可避免出现由于振捣不足而造成的蜂窝、麻面甚至空洞的混凝土质量缺陷。现有技术中,申请号为CN201010543987.3的中国发明专利文件中公开了一种自密实混凝土,由以下成分按比配制而成:水泥280kgm3、掺合料175kgm3、外加剂8.2kgm3、水洗特中砂230kgm3、中砂645kgm3、石子900kgm3、用水量146kgm3,其中所述的外加剂为6.6kgm3的聚羧酸高效减水剂和1.6kgm3的脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂的复合物。现有的这种自密实混凝土虽降低了水泥和胶凝材料的用量,综合利用了废弃物,降低混凝土的加工成本,而且加入的脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂增加了混凝土的防冻性,但是脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂只能用作固定温度-5℃的防冻剂,当本案中制备的混凝土在小于-5℃的环境下时,则防冻融效果不好,使得混凝土易出现裂缝和细纹。而混凝土的防渗性能较差时,较高的含水率会导致混凝土结构在低温条件下发生冻胀现象,因此,如何制备出具有优异抗渗性能和防冻融性能的自密实混凝土是需要解决的问题。发明内容针对现有技术存在的不足,本发明的第一个目的在于提供一种抗渗抗冻融自密实混凝土,其具有和易性好、不易离析、泌水,且抗渗性能和抗冻融性能强的优点。本发明的第二个目的在于提供一种抗渗抗冻融自密实混凝土的制备方法,其具有操作简单,且制备出的混凝土和易性好,不易离析、泌水,抗渗性能和抗冻融性强的优点。为实现上述第一个目的,本发明提供了如下技术方案:一种抗渗抗冻融自密实混凝土,包括以下重量份的组分:350-370份水泥、25-45份粉煤灰、25-35份改性偏高岭土、30-50份矿粉、770-800份中砂、810-830份碎石、20-40份硅灰、170-180份水、1-3份减水剂、20-34份膨胀剂、2-6份引气剂、10-20份纤维组合物;所述纤维组合物由质量比为1:0.6-0.9:0.3-0.6的改性聚酯纤维、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维混合组成。通过采用上述技术方案,由于硅灰是由颗粒极细的非晶态二氧化硅组成,具有很高的火山灰活性,而粉煤灰的组成物中也同样含有大量的活性物,因此也含有火山灰活性,当粉煤灰和硅灰掺入混凝土中,可迅速与水泥水化产物氢氧化钙起到二次反应,生成C-S-H凝胶,不仅使混凝土中游离的氢氧化钙相对数量减少,尺寸缩小,分散度提高,还能增大C-S-H凝胶的数量,使孔隙率减少,界面过度层减薄,结构密实度增加,使得混凝土的强度、抗渗性、气密性等大大增加;同时采用粉煤灰和硅灰相互配合,取代部分水泥,颗粒较细的粉煤灰和硅灰能够充当细骨料或细骨料的填料,对混凝土的粘聚性由明显的增强效果,减少泌水和骨料分离,改善混凝土的内部结构性能,提高混凝土的抗压强度、耐腐蚀能力和耐久性;膨胀剂能使混凝土的内部产生适度的膨胀,抵消混凝土硬化中的收缩拉应力,减少裂缝的产生,使混凝土的内部较为密实,从而提高混凝土的抗渗性能;引气剂能够向混凝土中引入大量微小封闭的气泡,这些气泡起到轴承作用,减少骨料之间的摩擦,增加混凝土的和易性和流动性,防止混凝土离析和泌水,同时增加混凝土的抗渗性能和抗冻性能。经过改性的偏高岭土在混凝土中分散性较好,偏高岭土由高岭土在500-800℃煅烧而成,具有无定形的结构和较高的火山灰活性,经过改性的偏高岭土在混凝土浆体中分散性较好,既能够提高混凝土的强度,又能够提高混凝土的抗氯离子渗透能力,还能减少对混凝土流动性的影响;改性聚氨酯纤维能明显改善混凝土的韧性,可有效阻止和减少混凝土早期塑性裂缝的产生,提高混凝土的力学性能,改善混凝土的抗冲击性能、抗渗性能和耐久性;玄武岩纤维是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后,通过漏板快速拉制而成,向混凝土中掺入玄武岩,不仅能够改善混凝土的粘聚性和稳定性,同时能够提高混凝土的抗冲击性、抗渗性能、抗冻融循环能力和抗收缩能力,聚丙烯腈纤维能够提高混凝土的抗裂能力,且分散在混凝土中的聚丙烯纤维和玄武岩纤维呈三维乱向分布,能够提高混凝土的密实性,减少或堵塞贯通性毛细孔隙的形成,从而提高混凝土的抗渗性能,聚丙烯腈纤维能够降低混凝土内部孔隙数量,减少混凝土内部的含水率,提高混凝土的抗冻性能。进一步地,所述改性偏高岭土由以下方法制成:1将体积比为3-4:1.5-2的高氯酸和冰醋酸混合,制成混合溶液,将1-3份偏高岭土置于混合溶液中5-10min;2再将步骤1处理的偏高岭土置于5-10份环氧树脂乳液中,依次加入0.5-0.8份十二烷基苯磺酸钠和0.8-1.2份硅烷偶联剂,在1500-2000rmin的条件下搅拌10-20min。通过采用上述技术方案,插层剂可插层到偏高岭土的层间,获得层间距更大的插层高岭土,使其达到纳米级的同时呈均匀分散、层间被剥离的状态,用十二烷基苯磺酸钠和硅烷偶联剂将环氧树脂乳液和偏高岭土相连接,随搅拌的外力作用,对偏高岭土进行改性处理,提高偏高岭土的分散性和颗粒的表面电荷,减少固体颗粒移动的阻力,使偏高岭土表面包覆一层环氧树脂乳液,使偏高岭土表面由亲水性变成亲油性,亲油性的改性偏高岭土掺入混凝土中,可提高混凝土的抗渗性能,且包裹环氧树脂乳液的改性偏高岭土的粘结力增大,与其余原料混合时,可增加混凝土的粘聚性,防止混凝土出现离析或泌水。进一步地,所述改性聚酯纤维由以下方法制成:将1-3份聚酯纤维置于由10-13份质量浓度为90-95%的硫酸和5-10份质量浓度为5-7%的高锰酸钾溶液组成的混合溶液中,将混合溶液的温度控制在50-60℃,浸泡5-10min,取出,用蒸馏水冲洗至中性,干燥后,与1-5份聚对苯二甲酸丁二醇酯和5-10份橡胶颗粒进行混炼塑化拉片造粒,粒子的粒径为200-300μm。通过采用上述技术方案,将聚酯纤维在硫酸和高锰酸钾混合溶液中浸泡,可是聚酯纤维表面发生部分水解,使聚酯纤维的密度面小,表面橙色不同程度的刻蚀沟纹和微孔,结晶度下降,与聚对苯二甲酸丁二醇酯、橡胶颗粒共混,可使聚酯纤维的理性性能得到较大改善,同时具有橡胶颗粒的耐用性和柔韧性,拉伸强度、抗冲击强度得到提高,可提高混凝土的抗裂性能,防止混凝土出现应力集中而开裂,从而增加混凝土的抗渗性能,同时由于橡胶颗粒的加入使得聚酯纤维的柔韧性增加,当水结冰时,可抵消混凝土硬化的收缩拉应力,减少裂缝的产生,提高混凝土的抗冻性能,同时改性的聚酯纤维粒子的粒径为200-300μm,较小的改性聚酯纤维粒子能够充分填充于碎石与中砂的孔隙之间,使混凝土内部密实度增大,抗渗性能和抗冻性能提高。进一步地,所述膨胀剂为硫铝酸钙、氧化钙、硫酸钙中的一种或几种的组合物。通过采用上述技术方案,硫铝酸钙、氧化钙和硫酸钙与水拌和后能生成大量膨胀性结晶水化物,使其产生适度的膨胀,抵消混凝土硬化中的收缩拉应力,减少裂缝的产生,膨胀性结晶水化物不断填充孔隙,使混凝土的内部较为密实,从而提高混凝土的抗渗性能。进一步地,所述减水剂为质量比为1:0.7-1.3的脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂和引气型聚羧酸减水剂。通过采用上述技术方案,脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂对水泥的适应性良好,且分散能力强,减水率可达15-30%,并且能够明显提高混凝土的早期强度,有效降低水泥的水化热,防止混凝土产生收缩,防止混凝土因收缩而出现开裂,且能够提高混凝土的抗冻性;引气型聚羧酸减水剂能够极大的降低混凝土的含气量,提高混凝土的强度,改善混凝土的和易性,在混凝土中引入大量均匀分布且闭合稳定的微小气泡,使混凝土的流动性增大,减少泌水量,提高保水性和粘聚性。进一步地,所述引气剂为松香酸钠、脂肪醇硫酸钠、三萜皂苷中的一种或几种的组合物。通过采用上述技术方案,松香酸钠、脂肪醇硫酸钠和三萜皂苷均能够在混凝土拌合物中形成大量微小的封闭状气泡,这些气泡能够减少骨料间的摩擦阻力,使混凝土拌合物具有较好的和易性和流动性,减少混凝土的泌水通道的毛细管,并且这些气泡能够堵塞或隔断混凝土中毛细管渗水通道,改变混凝土的孔结构,使混凝土的抗渗性能得到提高,这些微小气泡具有较大的弹性变形能力,对由水结冰所产生的膨胀应力有一定的缓冲作用,从而提高混凝土的抗冻性和耐久性。进一步地,所述中砂的细度模数为2.3-3.1,含泥量为≤2.0%。通过采用上述技术方案,中砂与碎石的粗细适宜,使混凝土有较好的工作性,施工和易性好,易搅拌,中砂填充于粗砂和碎石之间的孔隙内,提高混凝土的密实度和强度,降低混凝土中空隙率,减少混凝土离析、泌水,提高混凝土的抗冻性和抗渗性。进一步地,所述碎石为粒径为5-20mm的连续级配碎石,针片状颗粒含量为3-6%,表观密度为2500-2600kgm3,堆积密度为1500-1600kgm3,含泥量为0.2-0.4%。通过采用上述技术方案,碎石中针片状颗粒含量适宜,能够有效提高混凝土的强度,碎石粒径合理,避免颗粒较大,使得碎石之间的孔隙较大,造成混凝土强度较低,合理控制碎石的粒径,并与砂子和粉煤灰形成合理级配,可提高混凝土的密实度,从而提高混凝土的抗裂、抗渗和抗冻性能。进一步地,所述粉煤灰为I级粉煤灰,烧失量≤3.0%,45μm筛余量≤12%,需水量比≤95%,含水率≤1.0%。通过采用上述技术方案,粉煤灰的活性成分为二氧化硅和三氧化二铝,与水泥、水混合后,能够生成较为稳定的胶凝材料,从而使混凝土具有较高的强度,同时粉煤灰中70%以上的颗粒是无定型的球形玻璃体,主要起到滚珠轴承作用,在混凝土拌合物中发挥润滑作用,改善混凝土拌合物的和易性,且粉煤灰与碎石等构成合理级配,使彼此之间互相填充,能有效增加混凝土密实度,进一步提高混凝土的抗压强度,使混凝土结构密实,不易渗水,提高混凝土的抗渗性能和抗冻性能。为实现上述第二个目的,本发明提供了如下技术方案:一种抗渗抗冻融自密实混凝土的制备方法,包括以下步骤:S1、将碎石、硅灰和中砂进行搅拌,加入12量的水,快速搅拌15-25min,制得第一混合物;S2、向第一混合物中加入粉煤灰、矿粉和改性偏高岭土,在20-30℃下继续搅拌混合均匀,制得第二混合物;S3、向第二混合物中加入剩余12的水、水泥、减水剂、膨胀剂、引气剂,混合均匀,最后加入纤维组合物,搅拌15-20min,得到抗渗抗冻融自密实混凝土。综上所述,本发明具有以下有益效果:第一、由于本发明向混凝土中掺入改性偏高岭土,由于改性偏高岭土中活性Al2O3·2SiO2成分消耗了氢氧化钙,生成了凝胶等产物,使得水化产物中氢氧化钙这类大晶粒产物减少,粒径更小的凝胶产物增加,同时改性偏高岭土和粉煤灰、硅灰中的细微粉末相互配合,起到“填充作用”,使得混凝土结构中的孔隙变小,减少氯离子通道,提高混凝土的密实度、强度、抗渗性能和抗冻性能。第二、本发明中采用将偏高岭土进行插层处理后,与环氧树脂乳液、十二烷基苯磺酸钠和硅烷偶联剂混合的方法制备改性偏高岭土,由于插层处理能够增大偏高岭土的层间距,使偏高岭土达到纳米级,提高其与环氧树脂乳液的相容性,且将偏高岭土表面的亲水性变成亲油性,提高混凝土的抗渗性能,同时环氧树脂乳液包裹在偏高岭土上,提高偏高岭土与混凝土浆体的粘聚性,反正混凝土出现离析现象,环氧树脂乳液的拉伸性能可抵消混凝土结冰时的膨胀应力,防止混凝土开裂,从而提高混凝土的抗渗性能和抗渗性能。第三、本发明中采用先将聚酯纤维置于硫酸和高锰酸钾溶液中浸泡,再与PBT和橡胶颗粒进行塑炼、造粒,经过浸泡的聚酯纤维表面经过刻蚀,具有较多沟槽,增加了与PBT和橡胶颗粒的粘聚性,且橡胶颗粒的韧性和拉伸性能提高了改性聚酯纤维粒子的抗裂性能和韧性,在混凝土内部结冰时,抵消混凝土的内部应力,防止混凝土开裂,从而提高混凝土的抗渗性能和抗裂性能。具体实施方式以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。改性偏高岭土的制备例1-3制备例1-3中十二烷基苯磺酸钠选自广州市郅信贸易有限公司出售的型号为LAS-P70的十二烷基苯磺酸钠,硅烷偶联剂选自杜瓦化工上海有限公司出售的型号为KH-550型硅烷偶联剂,环氧树脂乳液选自无锡钱广化原料有限公司出售的额型号为QG-627的环氧树脂乳液。制备例1:1将体积比为3:1.5的高氯酸和冰醋酸混合,制成混合溶液,将1kg偏高岭土置于混合溶液中,浸泡5min,高氯酸的浓度为70%,冰醋酸的浓度为95%;2再将步骤1处理的偏高岭土置于5kg环氧树脂乳液中,依次加入0.5kg十二烷基苯磺酸钠和0.8kg硅烷偶联剂,在1500rmin的条件下搅拌10min。制备例2:1将体积比为3.5:1.8的高氯酸和冰醋酸混合,制成混合溶液,将2kg偏高岭土置于混合溶液中,浸泡8min,高氯酸的浓度为71%,冰醋酸的浓度为96%;2再将步骤1处理的偏高岭土置于8kg环氧树脂乳液中,依次加入0.6kg十二烷基苯磺酸钠和1.0kg硅烷偶联剂,在1800rmin的条件下搅拌15min。制备例3:1将体积比为4:2的高氯酸和冰醋酸混合,制成混合溶液,将3kg偏高岭土置于混合溶液中,浸泡10min,高氯酸的浓度为72%,冰醋酸的浓度为98%;2再将步骤1处理的偏高岭土置于10kg环氧树脂乳液中,依次加入0.8kg十二烷基苯磺酸钠和1.2kg硅烷偶联剂,在2000rmin的条件下搅拌20min。改性聚酯纤维的制备例4-6制备例4-6中聚酯纤维选自深圳市纤谷科技有限公司出售的规格为XGPE1306的聚酯纤维,聚对苯二甲酸丁二醇酯选自悠塑塑化科技上海有限公司出售的牌号为HTI619的聚对苯二甲酸丁二醇酯、橡胶颗粒选自常州荣奥化工新材料有限公司出售的货号为RA-789A橡胶颗粒。制备例4:将1kg聚酯纤维置于由10kg质量浓度为90%的硫酸和5kg质量浓度为5%的高锰酸钾溶液组成的混合溶液中,将混合溶液的温度控制在50℃,浸泡5min,取出,用蒸馏水冲洗至中性,干燥后,与1kg聚对苯二甲酸丁二醇酯和5kg橡胶颗粒进行混炼、塑化、拉片、造粒,粒子的粒径为200μm。制备例5:将2kg聚酯纤维置于由12kg质量浓度为93%的硫酸和8kg质量浓度为6%的高锰酸钾溶液组成的混合溶液中,将混合溶液的温度控制在55℃,浸泡8min,取出,用蒸馏水冲洗至中性,干燥后,与3kg聚对苯二甲酸丁二醇酯和8kg橡胶颗粒进行混炼、塑化、拉片、造粒,粒子的粒径为250μm。制备例6:将3kg聚酯纤维置于由13kg质量浓度为94%的硫酸和10kg质量浓度为7%的高锰酸钾溶液组成的混合溶液中,将混合溶液的温度控制在60℃,浸泡10min,取出,用蒸馏水冲洗至中性,干燥后,与5kg聚对苯二甲酸丁二醇酯和10kg橡胶颗粒进行混炼、塑化、拉片、造粒,粒子的粒径为300μm。实施例以下实施例中脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂选自北京双人达建材有限公司出售的RS-3型脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂,引气型聚羧酸减水剂选自沈阳盛鑫源建材有限公司出售的型号为SY-1B-E的引气型聚羧酸减水剂,玄武岩纤维选自武汉恒驰达新材料有限公司出售的型号为HCD的聚酯纤维、聚丙烯腈纤维选自南通科嘉纺织纤维制品有限公司出售的货号为PAN-F-01的聚丙烯腈纤维,硅灰选自灵寿县森迪矿产品加工厂出售的货号为SD-GH4512的硅灰,脂肪醇硫酸钠选自石家庄淼石化工有限公司出售的K12型脂肪醇硫酸钠,三萜皂苷选自济南飞凡化工有限公司出售的型号为LK-521的三萜皂苷。实施例1:一种抗渗抗冻融自密实混凝土的制备方法,包括以下步骤:S1、按照表1中的数据,将830kgm3碎石、40kgm3硅灰和770kgm3中砂进行搅拌,加入85kgm3水,快速搅拌15min,制得第一混合物;其中碎石为粒径为5-20mm的连续级配碎石,针片状颗粒含量为3%,表观密度为2500kgm3,堆积密度为1500kgm3,含泥量为0.2%,硅灰的粒径为6.5μm,中砂的细度模数为2.3,含泥量≤2.0%;S2、向第一混合物中加入45kgm3粉煤灰、50kgm3矿粉和25kgm3改性偏高岭土,在20℃下继续搅拌混合均匀,制得第二混合物;其中粉煤灰为I级粉煤灰,烧失量≤3.0%,45μm筛余量≤12%,需水量比≤95%,含水率≤1.0%,矿粉为S95级矿粉,矿粉的比表面积为400m2kg,28天活性指数为100%,流动度比为95%,改性偏高岭土由制备例1制备而成;S3、向第二混合物中加入85kgm3水、350kgm3水泥、1kgm3减水剂、20kgm3膨胀剂、2kgm3引气剂,混合均匀,最后加入20kgm3纤维组合物,搅拌15min,得到抗渗抗冻融自密实混凝土;其中水泥为P.O42.5硅酸盐水泥,减水剂为质量比为1:0.7的脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂和引气型聚羧酸减水剂,膨胀剂为硫铝酸钙,引气剂为松香酸钠,纤维组合物由质量比为1:0.6:0.3的改性聚酯纤维、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维混合而成,改性聚酯纤维由制备例4制备而成。表1实施例1-5和对比例1-3中混凝土的原料配比实施例2-3:一种抗渗抗冻融自密实混凝土的制备方法,与实施例1的区别在于,混凝土的原料配比如表1所示。实施例4:一种抗渗抗冻融自密实混凝土的制备方法,包括以下步骤:S1、按照表1中的数据,将830kgm3碎石、30kgm3硅灰和790kgm3中砂进行搅拌,加入88kgm3水,快速搅拌20min,制得第一混合物;其中碎石为粒径为5-20mm的连续级配碎石,针片状颗粒含量为4%,表观密度为2550kgm3,堆积密度为1550kgm3,含泥量为0.3%,硅灰的粒径为8μm,中砂的细度模数为2.7,含泥量≤2.0%;S2、向第一混合物中加入35kgm3粉煤灰、40kgm3矿粉和35kgm3改性偏高岭土,在25℃下继续搅拌混合均匀,制得第二混合物;其中粉煤灰为I级粉煤灰,烧失量≤3.0%,45μm筛余量≤12%,需水量比≤95%,含水率≤1.0%,矿粉为S95级矿粉,矿粉的比表面积为450m2kg,28天活性指数为100%,流动度比为98%,改性偏高岭土由制备例2制备而成;S3、向第二混合物中加入88kgm3水、360kgm3水泥、2kgm3减水剂、22kgm3膨胀剂、3kgm3引气剂,混合均匀,最后加入10kgm3纤维组合物,搅拌18min,得到抗渗抗冻融自密实混凝土;其中水泥为P.O42.5硅酸盐水泥,减水剂为质量比为1:1.0的脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂和引气型聚羧酸减水剂,膨胀剂为氧化钙,引气剂为脂肪醇硫酸钠,纤维组合物由质量比为1:0.7:0.4的改性聚酯纤维、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维混合而成,改性聚酯纤维由制备例5制备而成。实施例5:一种抗渗抗冻融自密实混凝土的制备方法,包括以下步骤:S1、按照表1中的数据,将810kgm3碎石、20kgm3硅灰和800kgm3中砂进行搅拌,加入90kgm3水,快速搅拌20min,制得第一混合物;其中碎石为粒径为5-20mm的连续级配碎石,针片状颗粒含量为6%,表观密度为2600kgm3,堆积密度为1600kgm3,含泥量为0.4%,硅灰的粒径为10μm,中砂的细度模数为3.1,含泥量≤2.0%;S2、向第一混合物中加入25kgm3粉煤灰、30kgm3矿粉和35kgm3改性偏高岭土,在30℃下继续搅拌混合均匀,制得第二混合物;其中粉煤灰为I级粉煤灰,烧失量≤3.0%,45μm筛余量≤12%,需水量比≤95%,含水率≤1.0%,矿粉为S95级矿粉,矿粉的比表面积为500m2kg,28天活性指数为100%,流动度比为100%,改性偏高岭土由制备例3制备而成;S3、向第二混合物中加入90kgm3水、370kgm3水泥、3kgm3减水剂、34kgm3膨胀剂、6kgm3引气剂,混合均匀,最后加入10kgm3纤维组合物,搅拌20min,得到抗渗抗冻融自密实混凝土;其中水泥为P.O42.5硅酸盐水泥,减水剂为质量比为1:1.3的脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂和引气型聚羧酸减水剂,膨胀剂为硫酸钙,引气剂为三萜皂苷,纤维组合物由质量比为1:0.9:0.6的改性聚酯纤维、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维混合而成,改性聚酯纤维由制备例6制备而成。对比例对比例1-3:一种抗渗抗冻融自密实混凝土的制备方法,与实施例1的区别在于,混凝土的原料配比如表1所示。对比例4:一种抗渗抗冻融自密实混凝土的制备方法,与实施例1的区别在于,改性偏高岭土的制备方法中不含步骤2。对比例5:以申请号为CN201610750099.6的中国发明专利申请文件中的实施例1作为对照,一种抗渗抗冻性混凝土,所述混凝土其原料按重量份包括以下组分:硅酸盐水泥140份、粗砂350份、中粗砂340份、碎石900份、水145份、硅粉10份、明矾石10份、熟石灰9份、氧化镁粉末13份、煤灰粉60份、AEA-高强熟料12份、石膏9份、减水剂0.86份、引气剂1.15份、聚乙烯醇纤维1.06份、玻璃纤维0.98份、碳纤维0.6份、硅氧烷0.52份、石蜡0.45份、亚硝酸盐0.8份、苯甲酸钠0.55份。应用例将改性偏高岭土和纤维组合物掺入不同强度等级的混凝土中,按照实施例1中的方法制备混凝土,不同强度等级的混凝土原料配比如表2所示,其中碎石为粒径为5-20mm的连续级配碎石,针片状颗粒含量为3%,表观密度为2400kgm3,堆积密度为1300kgm3,含泥量为0.2%,硅灰的粒径为6.5μm,中砂的细度模数为2.3,含泥量≤2.0%;粉煤灰为I级粉煤灰,烧失量≤3.0%,45μm筛余量≤12%,需水量比≤95%,含水率≤1.0%,矿粉为S95级矿粉,矿粉的比表面积为400m2kg,28天活性指数为100%,流动度比为95%,改性偏高岭土由制备例1制备而成;其中水泥为P.O42.5硅酸盐水泥,减水剂为质量比为1:0.7的脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂和引气型聚羧酸减水剂,膨胀剂为硫铝酸钙,引气剂为松香酸钠,纤维组合物由质量比为1:0.6:0.3的改性聚酯纤维、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维混合而成,改性聚酯纤维由制备例2制备而成。表2应用例1-9中混凝土的原料配比性能检测试验按照实施例1-5、对比例1-5和应用例1-9中的方法制备抗渗抗冻融自密实混凝土,并按照以下方法检测制得的混凝土的各项性能,检测结果如表3所示:1、坍落度:按照GBT50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验标准》进行检测;2、抗压强度:按照GBT50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行测试;3、抗渗性能:按照GBT-2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》中的逐级加压法测试混凝土的渗水高度,样品尺寸渗透压力为3.5MPa,加压时间为48h;4、抗氯离子渗透性能:按照GBT50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中快速氯离子迁移系数法测试混凝土的氯离子渗透深度;5、含气量:按照JGT246-2009《混凝土含气量测定仪》进行测试;6、抗冻融性能:按照ASTMC666《混凝土快速冻融能力的标准试验方法》进行测试。表3抗渗抗冻融自密实混凝土的性能测试结果由表3中数据可以看出,按照实施例1-5制得的混凝土的坍落度较大,均在260mm以上,28天抗压强度达到46.9MPa以上,渗水高度小,抗氯离子渗透性能好,含气量均在4.7%以内,300次冻融循环后,质量损失在0.54%以内,抗压强度损失均在11.52%以内,说明实施例1-5制得的混凝土和易性和流动性好,抗压强度高,且抗渗性能、抗冻融性能好;且由实施例1-3混凝土所用原料用量可以看出,其余原料用量不变,增大改性偏高岭土和纤维组合物的用量,可以增加混凝土的坍落度、抗压强度和渗水高度,使含气量增大,对比实施例3-5中混凝土原料用量可以看出,改性偏高岭土和纤维组合物的用量不变,降低硅灰、矿粉和碎石的含量,可挺好混凝土的坍落度,使混凝土的流动性增加。对比例1因未添加改性偏高岭土,由对比例1制得的混凝土的坍落度变小,流动性变差,渗水高度和氯离子渗透高度增大,抗渗性能下降,含气量减少,300次冻融循环后,质量损失和抗压强度损失均增大,抗冻性能下降,说明改性偏高岭土能够提高混凝土的和易性、流动性、抗渗性和抗冻性。对比例2因混凝土原料中未添加纤维组合物,对比例2制得的混凝土与实施例1相比,坍落度变小,流动性变差,渗水性能下降,抗冻融效果降低,说明聚酯纤维能够增加混凝土的和易性、抗冻性和抗渗性。对比例3因混凝土原料中未添加改性偏高岭土和纤维组合物,由表中数据可以看出,对比例3制得的混凝土的各项性能与实施例1相比,性能降低,与未添加改性偏高岭土的对比例1和未添加纤维组合物的对比例2相比,对比例3制得的混凝土的性能较差,说明改性偏高岭土和纤维组合物具有良好的复配协同效果,可显著提高混凝土的和易性、抗冻性和抗渗性。对比例4因制备改性偏高岭土时未添加环氧树脂乳液,制得的混凝土的坍落度减少,流动性变差,28天抗压强度减小,渗水高度变大,抗氯离子渗透性能下降,含气量变小,抗冻融性能下降,说明环氧树脂乳液能够提高混凝土的和易性,增加混凝土的抗冻性能和抗渗性能。对比例5为现有技术制备的混凝土,混凝土的各项性能与实施例1-5制得的混凝土相比,坍落度变小、流动性变差、抗冻抗渗性能较差,说明由实施例1-5制得的混凝土和易性、流动性、抗渗性和抗冻性均较好。由应用例1-3中C30混凝土、应用例4-6中C40混凝土和应用例7-9中C50混凝土的性能测试结构可以看出,将改性偏高岭土和纤维组合物掺入不同强度等级的混凝土中,可使不同强度等级混凝土具有较好的抗渗和抗冻效果,说明改性偏高岭土和纤维组合物在不同强度等级混凝土中具有较好的普适性。本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

权利要求:1.一种抗渗抗冻融自密实混凝土,其特征在于,包括以下重量份的组分:350-370份水泥、25-45份粉煤灰、25-35份改性偏高岭土、30-50份矿粉、770-800份中砂、810-830份碎石、20-40份硅灰、170-180份水、1-3份减水剂、20-34份膨胀剂、2-6份引气剂、10-20份纤维组合物;所述纤维组合物由质量比为1:0.6-0.9:0.3-0.6的改性聚酯纤维、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维混合组成。2.根据权利要求1所述的抗渗抗冻融自密实混凝土,其特征在于,所述改性偏高岭土由以下方法制成:(1)将体积比为3-4:1.5-2的高氯酸和冰醋酸混合,制成混合溶液,将1-3份偏高岭土置于混合溶液中,浸泡5-10min;(2)再将步骤(1)处理的偏高岭土置于5-10份环氧树脂乳液中,依次加入0.5-0.8份十二烷基苯磺酸钠和0.8-1.2份硅烷偶联剂,在1500-2000rmin的条件下搅拌10-20min,干燥。3.根据权利要求1所述的抗渗抗冻融自密实混凝土,其特征在于,所述改性聚酯纤维由以下方法制成:将1-3份聚酯纤维置于由10-13份质量浓度为90-95%的硫酸和5-10份质量浓度为5-7%的高锰酸钾溶液组成的混合溶液中,将混合溶液的温度控制在50-60℃,浸泡5-10min,取出,用蒸馏水冲洗至中性,干燥后,与1-5份聚对苯二甲酸丁二醇酯和5-10份橡胶颗粒进行混炼、塑化、拉片、造粒,粒子的粒径为200-300μm。4.根据权利要求1所述的抗渗抗冻融自密实混凝土,其特征在于,所述膨胀剂为硫铝酸钙、氧化钙、硫酸钙中的一种或几种的组合物。5.根据权利要求1所述的抗渗抗冻融自密实混凝土,其特征在于,所述减水剂为质量比为1:0.7-1.3的脂肪族(羟基)磺酸盐高效减水剂和引气型聚羧酸减水剂。6.根据权利要求1所述的抗渗抗冻融自密实混凝土,其特征在于,所述引气剂为松香酸钠、脂肪醇硫酸钠、三萜皂苷中的一种或几种的组合物。7.根据权利要求1所述的抗渗抗冻融自密实混凝土,其特征在于,所述中砂的细度模数为2.3-3.1,含泥量为≤2.0%。8.根据权利要求1所述的抗渗抗冻融自密实混凝土,其特征在于,所述碎石为粒径为5-20mm的连续级配碎石,针片状颗粒含量为3-6%,表观密度为2500-2600kgm3,堆积密度为1500-1600kgm3,含泥量为0.2-0.4%。9.根据权利要求1所述的抗渗抗冻融自密实混凝土,其特征在于,所述粉煤灰为I级粉煤灰,烧失量≤3.0%,45μm筛余量≤12%,需水量比≤95%,含水率≤1.0%。10.一种根据权利要求1-9任一项所述的抗渗抗冻融自密实混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、将碎石、硅灰和中砂进行搅拌,加入12量的水,快速搅拌15-25min,制得第一混合物;S2、向第一混合物中加入粉煤灰、矿粉和改性偏高岭土,在20-30℃下继续搅拌混合均匀,制得第二混合物;S3、向第二混合物中加入剩余12的水、水泥、减水剂、膨胀剂、引气剂,混合均匀,最后加入纤维组合物,搅拌15-20min,得到抗渗抗冻融自密实混凝土。

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