CN113800846A - 一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑用料技术领域，且公开了一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土，其特征在于，所述刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土的组分包括水泥400‑500份，水100‑180份，石子1200‑1300份，砂子500‑600份，膨胀剂10‑30份，减水剂0.5‑2.5份，防水纳米粉10‑30份，所述防水纳米粉的组分包括云母粉、憎水珍珠岩粉、二甲基硅油、硅烷偶联剂和表面活性剂。该刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土及其制备方法，通过防水纳米粉的添加防水纳米粉具有强烈的憎水作用和独特的非金属片状结构，能有效促进高性能混凝土粗细骨料间的咬合、连接、扩大微观结构接触面积降低孔隙率提高密实性。

Description

一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土及其制备 方法

技术领域

本发明涉及建筑用料技术领域，具体为一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土及其制备方法*。

背景技术

随着科技的发展，建筑行业越来越发达，高楼大厦屹立，铁路、公路桥梁、机场、地铁、隧道、城市地下管廊、大型储备库、港口、码头、海岛建设等等，无一不是以高性能混凝土为主要建筑材料，高性能混凝土看起来是一个整体，其内部充斥大大小小的孔隙和缺陷，无孔不入的水分进入其中，而各种腐蚀离子很多是借助水分进入其中，造成高性能混凝土各种各样的破坏形式和缺陷，如渗水、冻融破坏、腐蚀破坏等等，大大降低了高性能混凝土的实际寿命，使得建筑物的使用寿命受到了极大的限制。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有的建筑渗漏腐蚀严重、寿命短的问题，本发明提供了一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土及其制备方法，具备防水、抗冻融、防腐、自密实等优点，解决了上述的问题。

(二)技术方案

为实现上述上述目的，本发明提供如下技术方案：一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土，其特征在于，所述刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土的组分包括水泥400-500份，水100-180份，石子1200-1300份，砂子500-600份，膨胀剂10-30份，减水剂0.5-2.5份，防水纳米粉10-30份，所述防水纳米粉的组分包括云母粉、憎水珍珠岩粉、二甲基硅油、硅烷偶联剂和表面活性剂，且所述防水纳米粉各组分的占比为云母粉56.95-70.96份，憎水珍珠岩粉8.23-28.42份，二甲基硅油1.0-5.9份，硅烷偶联剂1.05-19.52份，表面活性剂2.31-6.55份。

优选的，所述的减水剂为粉体聚羧酸高新能减水剂。

优选的，所述的膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土制备方法，包括以下步骤：

1)称取云母粉56.95-70.96份，憎水珍珠岩粉8.23-28.42份，二甲基硅油1.0-5.9份，硅烷偶联剂1.05-19.52份，表面活性剂2.31-6.55份，备用。

2)将步骤一备好的云母粉、憎水珍珠岩粉、二甲基硅油、硅烷偶联剂、表面活性剂依次加入至反应釜内，然后封闭反应釜，将反应釜的内部温度加热至190-250℃，内部压力升至400KPa，在升温加压的同时对物料进行搅拌，搅拌的转速为30-50转/分钟，搅拌时长为30-50分钟，带搅拌完毕后再将反应釜气压降至100KPa，得混合料。

3)将步骤2)中所制备出的混合料送入粉碎机中，粉碎至300-340目，经过筛网的筛分后得到防水纳米粉。

4)称取普通硅酸盐水泥400-500份，水100-180份，石子1200-1300份，砂子500-600份，膨胀剂10-30份，减水剂0.5-2.5份，以及步骤3)中制备的防水纳米粉10-30份备用。

5)将步骤4)中称取的普通硅酸盐水泥400-500份，水100-180份，石子1200-1300份，砂子500-600份，膨胀剂10-30份，减水剂0.5-2.5份，以及步骤3)中制备的防水纳米粉10-30依次加入到强制搅拌机中混合，混合过程中的搅拌转速为20-50转/分钟，搅拌时长为10-15分钟。

6)将步骤5)中搅拌制得的产物进行浇筑，再将混合物卸入浇筑仓内后进行振动捣实工序，使得混合均匀密实的铺设在浇筑仓内的内部，避免有气泡的产生，随后在温度为20℃的潮湿环境中进行养护，养护的时长应保证在七天以上，最终制得成品。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土及其制备方法，具备以下有益效果：

1、该刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土及其制备方法，通过膨胀剂的添加由于其强烈的膨胀作业在高性能混凝土凝固养护阶段就堵塞高性能混凝土中一部分比较大的空洞和缺陷，初步提高了高性能混凝土结构的抗裂防水能力。

2、该刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土及其制备方法，通过防水纳米粉的添加防水纳米粉具有强烈的憎水作用和独特的非金属片状结构，能有效促进高性能混凝土粗细骨料间的咬合、连接、扩大微观结构接触面积降低孔隙率提高密实性；具有憎水作用堵塞毛细孔隙，阻断高性能混凝土内部毛细孔隙与外界通路；减少高性能混凝土中水的移动，提高了高性能混凝土拌合物的合易性，降低泌水离析；有效阻止高性能混凝土中水及各种酸根离子的移动，因此大幅度降低了高性能混凝土及其中钢筋的氧化锈蚀，保护高性能混凝土应对冻融破坏及各种恶劣环境，提高了高性能混凝土的使用寿命。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

实施例一：一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土，由以下原料组成：普通硅酸盐水泥、水、石子、砂子、膨胀剂、减水剂、防水纳米粉；其中各原料的重量为：普通硅酸盐水泥450Kg，水132kg，石子1250kg，砂子550Kg，膨胀剂15kg，减水剂1.2kg，防水纳米粉25Kg，其中防水纳米粉由以下原料组成：云母粉、憎水珍珠岩粉、二甲基硅油、硅烷偶联剂、表面活性剂，其中各原料的重量为：云母粉56.95Kg，憎水珍珠岩粉8.23Kg，二甲基硅油1.0Kg，硅烷偶联剂1.05Kg，表面活性剂2.31Kg；所述的减水剂为粉体聚羧酸高新能减水剂，所述的膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂。

一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)称取云母粉56.95Kg，憎水珍珠岩粉8.23Kg，二甲基硅油1.0Kg，硅烷偶联剂1.05Kg，表面活性剂2.31Kg，备用。

2)将步骤1)备好的云母粉、憎水珍珠岩粉、二甲基硅油、硅烷偶联剂、表面活性剂依次加入至反应釜内，然后封闭反应釜，将反应釜的内部温度加热至190℃，内部压力升至400KPa，在升温加压的同时对物料进行搅拌，搅拌的转速为30转/分钟，搅拌时长为30分钟，带搅拌完毕后再将反应釜气压降至100KPa，得混合料。

3)将步骤2)中所制备出的混合料送入粉碎机中，粉碎至300目，经过筛网的筛分后得到防水纳米粉。

4)称取普通硅酸盐水泥450Kg，水132kg，石子1250kg，砂子550Kg，膨胀剂15kg，减水剂1.2kg，以及步骤3)中制备的防水纳米粉25Kg，备用。

5)将步骤4)中称取的普通硅酸盐水泥450Kg，水132kg，石子1250kg，砂子550Kg，膨胀剂15kg，减水剂1.2kg，以及步骤3)中制备的防水纳米粉25Kg依次加入到强制搅拌机中混合，混合过程中的搅拌转速为20转/分钟，搅拌时长为10分钟。

6)将步骤5)中搅拌制得的产物进行浇筑，再将混合物卸入浇筑仓内后进行振动捣实工序，使得混合均匀密实的铺设在浇筑仓内的内部，避免有气泡的产生，随后在温度为20℃的潮湿环境中进行养护，养护的时长应保证在七天以上，最终制得成品。

实施例二：一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土，由以下原料组成：普通硅酸盐水泥、水、石子、砂子、膨胀剂、减水剂、防水纳米粉；其中各原料的重量为：普通硅酸盐水泥450Kg，水140kg，石子1250kg，砂子550Kg，膨胀剂25kg，减水剂0.7kg，防水纳米粉15Kg，其中防水纳米粉由以下原料组成：云母粉、憎水珍珠岩粉、二甲基硅油、硅烷偶联剂、表面活性剂，其中各原料的重量为：云母粉70Kg，憎水珍珠岩粉21Kg，二甲基硅油4Kg，硅烷偶联剂1.5Kg，表面活性剂2.31Kg；所述的减水剂为粉体聚羧酸高新能减水剂，所述的膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂。

一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)称取云母粉70Kg，憎水珍珠岩粉21Kg，二甲基硅油4Kg，硅烷偶联剂1.5Kg，表面活性剂2.31Kg，备用。

2)将步骤1)备好的云母粉、憎水珍珠岩粉、二甲基硅油、硅烷偶联剂、表面活性剂依次加入至反应釜内，然后封闭反应釜，将反应釜的内部温度加热至250℃，内部压力升至400KPa，在升温加压的同时对物料进行搅拌，搅拌的转速为50转/分钟，搅拌时长为50分钟，带搅拌完毕后再将反应釜气压降至100KPa，得混合料。

3)将步骤2)中所制备出的混合料送入粉碎机中，粉碎至300目，经过筛网的筛分后得到防水纳米粉。

4)称普通硅酸盐水泥450Kg，水145kg，石子1250kg，砂子550Kg，膨胀剂25kg，减水剂0.7kg，以及步骤3)中制备的防水纳米粉15Kg，备用。

5)将步骤4)中称取的普通硅酸盐水泥450Kg，水145kg，石子1250kg，砂子550Kg，膨胀剂25kg，减水剂0.7kg，以及步骤3)中制备的防水纳米粉15Kg依次加入到强制搅拌机中混合，混合过程中的搅拌转速为30转/分钟，搅拌时长为15分钟。

6)将步骤5)中搅拌制得的产物进行浇筑，再将混合物卸入浇筑仓内后进行振动捣实工序，使得混合均匀密实的铺设在浇筑仓内的内部，避免有气泡的产生，随后在温度为20℃的潮湿环境中进行养护，养护的时长应保证在七天以上，最终制得成品

实施例三：一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土，由以下原料组成：普通硅酸盐水泥、水、石子、砂子、膨胀剂、减水剂、防水纳米粉；其中各原料的重量为：普通硅酸盐水泥450Kg，水140kg，石子1250kg，砂子550Kg，膨胀剂18kg，减水剂0.85kg，防水纳米粉19Kg，其中防水纳米粉由以下原料组成：云母粉、憎水珍珠岩粉、二甲基硅油、硅烷偶联剂、表面活性剂，其中各原料的重量为：云母粉65Kg，憎水珍珠岩粉18Kg，二甲基硅油3.1Kg，硅烷偶联剂1.1Kg，表面活性剂3.9Kg；所述的减水剂为粉体聚羧酸高新能减水剂，所述的膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂。

一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)称取云母粉云母粉65Kg，憎水珍珠岩粉18Kg，二甲基硅油3.1Kg，硅烷偶联剂1.1Kg，表面活性剂3.9Kg，备用。

2)将步骤1)备好的云母粉、憎水珍珠岩粉、二甲基硅油、硅烷偶联剂、表面活性剂依次加入至反应釜内，然后封闭反应釜，将反应釜的内部温度加热至220℃，内部压力升至400KPa，在升温加压的同时对物料进行搅拌，搅拌的转速为40转/分钟，搅拌时长为40分钟，带搅拌完毕后再将反应釜气压降至100KPa，得混合料。

3)将步骤2)中所制备出的混合料送入粉碎机中，粉碎至300目，经过筛网的筛分后得到防水纳米粉。

4)称取普通硅酸盐水泥450Kg，水132kg，石子1250kg，砂子550Kg，膨胀剂15kg，减水剂1.2kg，以及步骤3)中制备的防水纳米粉25Kg，备用。

5)将步骤4)中称取的普通硅酸盐水泥450Kg，水132kg，石子1250kg，砂子550Kg，膨胀剂15kg，减水剂1.2kg，以及步骤3)中制备的防水纳米粉25Kg依次加入到强制搅拌机中混合，混合过程中的搅拌转速为18转/分钟，搅拌时长为15分钟。

6)将步骤5)中搅拌制得的产物进行浇筑，再将混合物卸入浇筑仓内后进行振动捣实工序，使得混合均匀密实的铺设在浇筑仓内的内部，避免有气泡的产生，随后在温度为20℃的潮湿环境中进行养护，养护的时长应保证在七天以上，最终制得成品

判断标准：对实施例1-3所得高性能混凝土，再进行28天养护，依据GB/T 50082-2009标准，然后根据不同项目进行测试，测试结果如下。

1、抗压强度实验

2、抗冻融实验(快冻法)

3、抗氯离子渗透实验

4、抗水渗透实验

可以看出本发明具有很好的刚性防水的效果，从而阻止各种酸根离子的进入和移动，大幅度降低了高性能混凝土及其中钢筋的氧化锈蚀，保护高性能混凝土应对冻融破坏及各种恶劣环境，达到了提高了高性能混凝土的使用寿命的目的。

本发明的有益效果是：

在本方案中所用的普通硅酸盐水泥符合《GB175-2007》的规定，石子为GB/T14684-2011卵石、石子，砂子为GB/T 14684-2011石英砂；膨胀剂属硫铝酸钙型高性能混凝土膨胀剂，不含钠盐，不与高性能混凝土碱骨料反应，耐久性良好，膨胀性能稳定，强度持续上升，购自郑州市建文特材科技有限公司；聚羧酸系高性能减水剂，能防止高性能混凝土坍落度损失而不引起明显缓凝，低掺量下发挥较高的塑化效果，流动性保持性好，对高性能混凝土增强效果显著，能降低高性能混凝土收缩，有害物质含量极低等技术性能特点，赋予了高性能混凝土出色的施工和易性、良好的强度发展、优良的耐久性及环保特点，购自芜湖法尔胜科技有限公司；云母粉是一种非金属矿物，含有多种成分，其中主要有SiO2，含量一般在49％左右，Al2O3含量在30％左右，具有良好的弹性、韧性。绝缘性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性，是一种优良的添加剂，购自灵寿县裕丰矿产品加工厂；憎水珍珠岩粉起到与水分离的效果，不吸收水分、疏水性，进而可以更好的防水，本发明中的憎水珍珠岩粉为成品，购自东莞市瑞恒矿产品有限公司；二甲基硅油是一种疏水类的有机硅物料，无色或浅黄色液体，无味，透明度高，具有耐热性、耐寒性、黏度随温度变化小、防水性、表面张力小、具有导热性、疏水性的特效，购自山东隆汇化工有限公司；硅烷偶联剂的硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性，通过使用硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的材料连接在一起提高复合材料的性能和增加粘接强度的作用，购自广州市建双化工科技有限公司；表面活性剂，是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质，具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团，购自上海坚永实业有限公司。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土，其特征在于，所述刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土的组分包括水泥400-500份，水100-180份，石子1200-1300份，砂子500-600份，膨胀剂10-30份，减水剂0.5-2.5份，防水纳米粉10-30份，所述防水纳米粉的组分包括云母粉、憎水珍珠岩粉、二甲基硅油、硅烷偶联剂和表面活性剂，且所述防水纳米粉各组分的占比为云母粉56.95-70.96份，憎水珍珠岩粉8.23-28.42份，二甲基硅油1.0-5.9份，硅烷偶联剂1.05-19.52份，表面活性剂2.31-6.55份。

2.根据权利要求1所述的一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土，其特征在于，所述的减水剂为粉体聚羧酸高新能减水剂。

3.根据权利要求1所述的一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土，其特征在于，所述的膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂。

4.根据权利要求1所述的一种刚性防水、抗冻融、防腐、自密实高性能混凝土制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)称取云母粉56.95-70.96份，憎水珍珠岩粉8.23-28.42份，二甲基硅油1.0-5.9份，硅烷偶联剂1.05-19.52份，表面活性剂2.31-6.55份，备用。

2)将步骤一备好的云母粉、憎水珍珠岩粉、二甲基硅油、硅烷偶联剂、表面活性剂依次加入至反应釜内，然后封闭反应釜，将反应釜的内部温度加热至190-250℃，内部压力升至400KPa，在升温加压的同时对物料进行搅拌，搅拌的转速为30-50转/分钟，搅拌时长为30-50分钟，带搅拌完毕后再将反应釜气压降至100KPa，得混合料。

3)将步骤2)中所制备出的混合料送入粉碎机中，粉碎至300-340目，经过筛网的筛分后得到防水纳米粉。

4)称取普通硅酸盐水泥400-500份，水100-180份，石子1200-1300份，砂子500-600份，膨胀剂10-30份，减水剂0.5-2.5份，以及步骤3)中制备的防水纳米粉10-30份备用。

5)将步骤4)中称取的普通硅酸盐水泥400-500份，水100-180份，石子1200-1300份，砂子500-600份，膨胀剂10-30份，减水剂0.5-2.5份，以及步骤3)中制备的防水纳米粉10-30依次加入到强制搅拌机中混合，混合过程中的搅拌转速为20-50转/分钟，搅拌时长为10-15分钟。

6)将步骤5)中搅拌制得的产物进行浇筑，再将混合物卸入浇筑仓内后进行振动捣实工序，使得混合均匀密实的铺设在浇筑仓内的内部，避免有气泡的产生，随后在温度为20℃的潮湿环境中进行养护，养护的时长应保证在七天以上，最终制得成品。