一種水利工程專用混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種水利工程專用混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水工混凝土是經(jīng)常或周期性地受環(huán)境水作用的水工構(gòu)筑物所用的混凝土。根據(jù)構(gòu) 筑物的大小，可分為大體積混凝土 (如大壩混凝土)和一般混凝土。大體積混凝土又分為內(nèi) 部混凝土和外部混凝土。水工混凝土常用于水上、水下和水位變動(dòng)區(qū)等部位。因其用途不 同，技術(shù)要求也不同：常與環(huán)境水相接觸時(shí)，一般要求具有較好的抗?jié)B性;在寒冷地區(qū)、特別 是在水位變動(dòng)區(qū)應(yīng)用時(shí)，要求具有較高的抗凍性;與侵蝕性的水相接觸時(shí)，要求具有良好的 耐蝕性;在大體積構(gòu)筑物中應(yīng)用時(shí)，為防止溫度裂縫的出現(xiàn)，要求具有抵熱性和低收縮性； 在受高速水流沖刷的部位使用時(shí)，要求具有抗沖刷、耐磨及抗氣蝕性等。水工混凝土是水利 工程中，尤其是大型水利工程中最主要的建筑材料。中國近30年來建成的大、中型混凝土 閘、壩達(dá)數(shù)百座，其中有的混凝土用量多達(dá)1000萬米以上，如長江的葛洲壩工程和臺(tái)灣省的 德基大壩（壩高達(dá)180米)除此以外，河港、農(nóng)田水利及地下防水工程中也都大量應(yīng)用。
[0003] 水工混凝土結(jié)構(gòu)在運(yùn)行過程中，由于受到水、大氣、各類侵蝕性介質(zhì)及正負(fù)溫度的 反復(fù)作用，易產(chǎn)生老化和各種病害，調(diào)查顯示，滲漏是引起水工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性不良的最 為普遍的病害，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)喪失強(qiáng)度，徹底崩潰。
[0004] 凍融破壞是高晝夜溫差地區(qū)混凝土破壞的主要形式，它嚴(yán)重影響了混凝土的使用 壽命和房屋安全。凍融破壞不是瞬間發(fā)生的，混凝土內(nèi)部裂縫中水分結(jié)冰體積膨脹，水分融 化體積縮小，多次循環(huán)導(dǎo)致混凝土裂縫擴(kuò)展，而裂縫擴(kuò)展使更多的水分進(jìn)入混凝土內(nèi)部產(chǎn) 生惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致混凝土破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的在于提供一種具有良好的綜合性能，以及突出的抗?jié)B性和抗凍性的水 利工程專用混凝土及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明水利工程專用混凝土，由以下重量份數(shù)的組分制成：快硬硫鋁酸鹽水泥66 ~76份、普通硅酸鹽水泥34~39份、粉煤灰28~36份、石膏18~22份、氫氧化鈣10~12份、納 米二氧化硅粉末1~1.5份、納米氧化鋅粉末1~1.5份、短切玻璃纖維4~6份、甲殼素6~8 份、梓檬酸銨3~4份、聚苯乙稀磺酸鈉1~1.5份、異丙基苯磺酸鈉1.5~2份、聚羧酸高性能 減水劑3~4份、水48~60份。
[0007] 作為優(yōu)化，該水利工程專用混凝土，由以下重量份數(shù)的原料制成:快硬硫鋁酸鹽水 泥72份、普通硅酸鹽水泥36份、平均粒徑ΙΟμπι的粉煤灰30份、平均粒徑20μπι的石膏19份、平 均粒徑1 Ομπι的氫氧化鈣11份、平均粒徑20nm的納米二氧化硅粉末1.2份、平均粒徑50nm的納 米氧化鋅粉末1.4份、短切玻璃纖維5份、甲殼素7份、檸檬酸銨3.5份、聚苯乙烯磺酸鈉1.2 份、異丙基苯磺酸鈉1.8份、聚羧酸高性能減水劑3.5份、水55份。
[0008] 制備本發(fā)明水利工程專用混凝土的方法，包括以下步驟： a、 將所述重量份數(shù)的快硬硫鋁酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、石膏、氫氧化鈣，加 入到攪拌機(jī)中混合均勻； b、 將所述重量份數(shù)的納米二氧化硅粉末、納米氧化鋅粉末、聚苯乙烯磺酸鈉1.2份、異 丙基苯磺酸鈉、水，加入到攪拌機(jī)中混合均勻； c、 將步驟b中的混合物加入到步驟a中的混合物中，攪拌均勻;然后依次加入所述重量 份數(shù)的短切玻璃纖維、甲殼素、檸檬酸銨、聚羧酸高性能減水劑，混合均勻，出料。
[0009] 作為優(yōu)化，選擇廣西云燕牌？.0 42.5快硬低堿度硫鋁酸鹽水泥、海螺牌？.0 4251? 普通硅酸鹽水泥、河北潤發(fā)建筑材料有限公司供應(yīng)平均粒徑lOwii的填料粉煤灰、江蘇省一 夫新材料科技有限公司平均粒徑20M1的α-型高強(qiáng)石膏、上海江滬鈦白化工制品有限公司平 均粒徑ΙΟμπι的氫氧化鈣、蘇州恒球石墨烯科技有限公司平均粒徑20nm的納米二氧化硅粉 末、蘇州恒球石墨烯科技有限公司平均粒徑50nm的納米氧化鋅、江陰萬千化學(xué)品有限公司 短切長度l〇mm短切玻璃纖維、鄭州誠祥化工產(chǎn)品有限公司甲殼素、壽光市魯科化工有限責(zé) 任公司檸檬酸銨、濟(jì)南鑫森源化工有限公司聚苯乙烯磺酸鈉、麗水博瑞特化工有限公司異 丙基苯磺酸鈉、鄭州艾克思建材有限公司聚羧酸高性能減水劑。
[0010]本發(fā)明水利工程專用混凝土，采用粉煤灰、型高強(qiáng)石膏、氫氧化鈣組成的復(fù)合填 料;特殊的添加劑組合，以及納米二氧化硅粉末、納米氧化鋅組成的活性粉末、l〇mm短切玻 璃纖維，大大減少了混凝土內(nèi)部的裂縫數(shù)量增強(qiáng)了混凝土的密實(shí)程度，強(qiáng)化了混凝土的整 體性能；該水利工程專用混凝土的抗?jié)B性能具有明顯提升、顯著降低了凍融試驗(yàn)中混凝土 的質(zhì)量損失和相對動(dòng)彈性模量損失，大大提高了混凝土抵抗凍融破壞的能力。非常適合高 晝夜溫差地區(qū)各類水利工程使用。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面給出的實(shí)施例擬對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不能理解為是對本發(fā)明保護(hù)范圍 的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
對本發(fā)明的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本 發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0012] 實(shí)施例1: a、將廣西云燕牌P. 0 42.5快硬低堿度硫鋁酸鹽水泥72千克、海螺牌P. 0 425R普通硅酸鹽水泥36千克、平均粒徑ΙΟμπι的粉煤灰30千克、平均粒徑20μπι的α-型高強(qiáng)石 膏19千克、平均粒徑10Μ1的氫氧化鈣11千克，加入到攪拌機(jī)中混合均勻； b、 將平均粒徑20nm的納米二氧化娃粉末1.2千克、平均粒徑50nm的納米氧化鋅粉末1.4 千克、聚苯乙烯磺酸鈉1.2千克、異丙基苯磺酸鈉1.8千克、水55千克，加入到攪拌機(jī)中混合 均勻； c、 將步驟b中的混合物加入到步驟a中的混合物中，攪拌均勻;然后依次加入長度10_ 短切玻璃纖維5千克、甲殼素7千克、朽1檬酸銨3.5千克、鄭州艾克思建材有限公司聚羧酸高 性能減水劑3.5千克，混合均勻，出料。
[0013] 實(shí)施例2: a、將廣西云燕牌P. 0 42.5快硬低堿度硫鋁酸鹽水泥66千克、海螺牌P. 0 425R普通硅酸鹽水泥34千克、平均粒徑ΙΟμπι的粉煤灰28千克、平均粒徑20μπι的α-型高強(qiáng)石 膏18千克、平均粒徑10Μ1的氫氧化鈣10千克，加入到攪拌機(jī)中混合均勻； b、將平均粒徑20nm的納米二氧化娃粉末1千克、平均粒徑50nm的納米氧化鋅粉末1千 克、聚苯乙烯磺酸鈉1千克、異丙基苯磺酸鈉1.5千克、水48千克，加入到攪拌機(jī)中混合均勻； C、將步驟b中的混合物加入到步驟a中的混合物中，攪拌均勻;然后依次加入長度10_ 短切玻璃纖維4千克、甲殼素6千克、朽1檬酸銨3千克、鄭州艾克思建材有限公司聚羧酸高性 能減水劑3千克，混合均勻，出料。
[0014] 實(shí)施例3: a、將廣西云燕牌P. 0 42.5快硬低堿度硫鋁酸鹽水泥76千克、海螺牌P. 0 425R普通硅酸鹽水泥39千克、平均粒徑ΙΟμπι的粉煤灰36千克、平均粒徑20μπι的α-型高強(qiáng)石 膏22千克、平均粒徑ΙΟμπι的氫氧化鈣12千克，加入到攪拌機(jī)中混合均勻； b、 將平均粒徑20nm的納米二氧化娃粉末1.5千克、平均粒徑50nm的納米氧化鋅粉末1.5 千克、聚苯乙烯磺酸鈉1.5千克、異丙基苯磺酸鈉2千克、水60千克，加入到攪拌機(jī)中混合均 勻； c、 將步驟b中的混合物加入到步驟a中的混合物中，攪拌均勻;然后依次加入長度10_ 短切玻璃纖維6千克、甲殼素8千克、朽1檬酸銨4千克、鄭州艾克思建材有限公司聚羧酸高性 能減水劑4千克，混合均勻，出料。
[0015] 對比例:采用海螺牌P.0 425R普通硅酸鹽58千克，平均粒徑ΙΟμL?的粉煤灰18千克， 細(xì)度模數(shù)為2.0的河砂20千克，粒徑為5~20 mm級(jí)配良好的碎石20千克，長度10mm短切玻璃 纖維3千克、鄭州艾克思建材有限公司聚羧酸高性能減水劑1千克，水45千克，混合均勻。
[0016] 試驗(yàn)方法:按照SL 352-2006《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》測試混凝土的力學(xué)性能。采用 GB/T 50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中的慢凍法測試混凝土 的抗凍和抗?jié)B性能?？?jié)B試驗(yàn):采用上口直徑175 mm、下口直徑185 mm、高150 mm的圓臺(tái)試 件，每組6個(gè)，標(biāo)養(yǎng)28d，采用逐級(jí)加壓法測試抗?jié)B等級(jí)。試驗(yàn)水壓從O.IMPa開始，每隔8 h增 加0.1 MPa，直至2.4 MPa，然后劈裂試件測定滲水高度?？箖鲈囼?yàn):采用100 mm X 100 mmX 400 mm棱柱體試件，每組3個(gè)，標(biāo)養(yǎng)56 d后將試件置于20±3~C的水中浸泡4 d，再進(jìn)行凍融 試驗(yàn)。每凍融循環(huán)25次，測定試件的相對動(dòng)彈性模量和質(zhì)量損失率。試驗(yàn)后不同組別技術(shù)指 標(biāo)見表1。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水利工程專用混凝土，其特征在于是由以下重量份數(shù)的組分制成：快硬硫鋁酸 鹽水泥66~76份、普通硅酸鹽水泥34~39份、粉煤灰28~36份、石膏18~22份、氫氧化鈣10 ~12份、納米二氧化硅粉末1~1.5份、納米氧化鋅粉末1~1.5份、短切玻璃纖維4~6份、甲 殼素6~8份、梓檬酸銨3~4份、聚苯乙稀磺酸鈉1~1.5份、異丙基苯磺酸鈉1.5~2份、聚羧 酸高性能減水劑3~4份、水48~60份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水利工程專用混凝土，其征在于由以下重量份數(shù)的原料制成： 快硬硫鋁酸鹽水泥72份、普通硅酸鹽水泥36份、平均粒徑ΙΟμπι的粉煤灰30份、平均粒徑20μπι 的石膏19份、平均粒徑ΙΟμπι的氫氧化鈣11份、平均粒徑20nm的納米二氧化硅粉末1.2份、平 均粒徑50nm的納米氧化鋅粉末1.4份、短切玻璃纖維5份、甲殼素7份、檸檬酸銨3.5份、聚苯 乙烯磺酸鈉1.2份、異丙基苯磺酸鈉1.8份、聚羧酸高性能減水劑3.5份、水55份。3. -種制備權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述水利工程專用混凝土的方法，其特征在于包括以 下步驟： a、 將所述重量份數(shù)的快硬硫鋁酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、石膏、氫氧化鈣，加 入到攪拌機(jī)中混合均勻； b、 將所述重量份數(shù)的納米二氧化硅粉末、納米氧化鋅粉末、聚苯乙烯磺酸鈉1.2份、異 丙基苯磺酸鈉、水，加入到攪拌機(jī)中混合均勻； c、 將步驟b中的混合物加入到步驟a中的混合物中，攪拌均勻;然后依次加入所述重量 份數(shù)的短切玻璃纖維、甲殼素、檸檬酸銨、聚羧酸高性能減水劑，混合均勻，出料。
【專利摘要】本發(fā)明水利工程專用混凝土，由以下重量份數(shù)的組分制成：快硬硫鋁酸鹽水泥66～76份、普通硅酸鹽水泥34～39份、粉煤灰28～36份、石膏18～22份、氫氧化鈣10～12份、納米二氧化硅粉末1～1.5份、納米氧化鋅粉末1～1.5份、短切玻璃纖維4～6份、甲殼素6～8份、檸檬酸銨3～4份、聚苯乙烯磺酸鈉1～1.5份、異丙基苯磺酸鈉1.5～2份、聚羧酸高性能減水劑3～4份、水48～60份。該水利工程專用混凝土的抗?jié)B性能具有明顯提升、顯著降低了凍融試驗(yàn)中混凝土的質(zhì)量損失和相對動(dòng)彈性模量損失，大大提高了混凝土抵抗凍融破壞的能力。非常適合高晝夜溫差地區(qū)各類水利工程使用。
【IPC分類】C04B14/06, C04B24/12, C04B18/08, C04B14/42, C04B111/74, C04B103/30, C04B14/30, C04B22/14, C04B28/06, C04B24/16, C04B7/02, C04B24/38, C04B22/06
【公開號(hào)】CN105601211
【申請?zhí)枴緾N201510991641
【發(fā)明人】喬俊擎
【申請人】喬俊擎
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月26日