CN114790097B - 一种水库大坝用防渗混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水库大坝用防渗混凝土及其制备方法，制备时以水泥、水、碎石、砂子、玻璃纤维、聚甲醛纤维、矿粉、粉煤灰、钢渣粉等组分，制备得到防渗混凝土，该混凝土中以碎石、砂子作为骨料，加入了玻璃纤维和聚甲醛纤维，这两种纤维的引入不仅能够对混凝土进行增强，提高其强度和抗开裂等力学性能，同时纤维的引入能够改善混凝土的内部结构，降低其内部孔隙率和裂缝，提高混凝土的抗渗性能。制备得到的防渗混凝土的整体强度和力学性能符合现有标准，且混凝土内孔隙结构得到改善，孔隙率降低，具有较优异的抗渗性能，可应用于水库大坝等工程施工，具有较高的实用性。

Description

一种水库大坝用防渗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，具体为一种水库大坝用防渗混凝土及其制备方法。
背景技术
大坝，指截河拦水的堤堰，水库、江河等的拦水大堤。一般水库大坝主要由主坝、副坝、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道、灵正渠涵管及电站组成；大坝可分为混凝土坝和土石坝两大类，在实际施工时，水库大坝一般采用抗渗混凝土进行浇注。
抗渗混凝土是以调整混凝土的配合比、掺外加剂或使用水泥品种等方法提高自身的密实性、憎水性和抗渗性，使其满足抗渗压力大于0.6MPa的不透水性混凝土，现有市面上抗渗混凝土的种类较多，但实际使用时，其防渗性能无法满足我们的需求。
因此，为进一步提高混凝土的防渗性能，本申请公开了一种水库大坝用防渗混凝土及其制备方法，以解决该技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水库大坝用防渗混凝土及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）取疏水氧化石墨烯和去离子水，超声分散5-10min，加入六水合氯化钴、六水合氯化镍，搅拌20-30min，再依次加入酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠，搅拌1-1.5h，其中添加的时间间隔为20-30min，升温至140-145℃，保温反应3-4h，反应后收集产物，得到磁性石墨烯；
（2）取碎石、砂子、玻璃纤维和聚甲醛纤维，混合搅拌均匀，加入水泥、矿粉、2/3量的粉煤灰和钢渣粉，继续搅拌均匀，加入减水剂、引气剂、疏水氧化石墨烯、磁性二氧化钛和1/2量的水，继续搅拌均匀，再加入磁性石墨烯、1/3量的粉煤灰和1/2量的水，搅拌均匀后得到成品混凝土。
较优化的方案，步骤（2）制备的混凝土浇注时，在外加磁场A环境下将混凝土浇注至模具中，振捣密实，养护5-6d，外加磁场A为垂直向上的磁场，且磁场强度为20-30mT；
再转移至外加磁场B环境下养护，外加磁场B为垂直向下的磁场，且磁场强度为5-10mT，继续养护10-12h；
再转移至外加磁场C环境下养护，外加磁场C为垂直向下的磁场，且磁场强度为1-2mT，继续养护10-12h，去除外加磁场C，继续养护4-5d，得到浇注成品。
较优化的方案，步骤（2）中，各组分原料包括：以质量计，水泥180-190份、水130-140份、碎石800-900份、砂子600-700份、玻璃纤维10-15份、聚甲醛纤维10-12份、矿粉100-120份、粉煤灰50-60份、钢渣粉20-30份、减水剂5-10份、引气剂5份、疏水氧化石墨烯8-10份、磁性石墨烯10-16份、磁性二氧化钛10-12份。
较优化的方案，所述疏水氧化石墨烯的制备步骤为：取氧化石墨烯和N,N-二甲基甲酰胺，混合后超声分散10-15min，加热至140-150℃，加入N-甲基咪唑和叔碳酸缩水甘油酯，保温反应20-24h，冷却后离心收集产物，真空干燥，得到疏水氧化石墨烯。
较优化的方案，所述磁性粉煤灰的制备步骤为：取粉煤灰，粉碎干燥后置于110-120℃环境下，预热搅拌15-25min，加入KH-570，继续搅拌10-15min，冷却后分离收集粉煤灰，得到物料A；取物料A和去离子水，超声分散20-30min，加入氯化亚铁四水合物和PVP，搅拌5-8min，加入氨水，继续搅拌30-40min，再在75-85℃水浴下搅拌反应6-8h，得到磁性粉煤灰。
较优化的方案，所述磁性二氧化钛的制备步骤为：取四氧化三铁、无水乙醇混合，超声分散1-2h，加入氨水，继续搅拌1-2h，水浴条件下升温至55-65℃，加入钛酸丁酯，搅拌反应16-18h，反应结束后采用无水乙醇、去离子水交替清洗，真空干燥，再转移至500-520℃下烧结4.5-5h，升温速率为3-4℃/min，得到磁性二氧化钛。
较优化的方案，所述粉煤灰的粒径为10-15μm；所述磁性二氧化钛的粒径为0.2-0.5μm。所述粉煤灰包括磁性粉煤灰和普通粉煤灰，所述磁性粉煤灰和普通粉煤灰的质量比为1：1。
较优化的方案，所述碎石的尺寸为20-25mm，所述砂子的粒径为2-4mm。
较优化的方案，根据以上所述的一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法制备的防渗混凝土。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明公开了一种水库大坝用防渗混凝土及其制备方法，制备时以水泥、水、碎石、砂子、玻璃纤维、聚甲醛纤维、矿粉、粉煤灰、钢渣粉等组分，制备得到防渗混凝土，该混凝土中以碎石、砂子作为骨料，加入了玻璃纤维和聚甲醛纤维，这两种纤维的引入不仅能够对混凝土进行增强，提高其强度和抗开裂等力学性能，同时纤维的引入能够改善混凝土的内部结构，降低其内部孔隙率和裂缝，提高混凝土的抗渗性能。
同时，在该方案基础上，本申请引入了氧化石墨烯、二氧化钛、粉煤灰和钢渣粉等组分，氧化石墨烯、粉煤灰和二氧化钛等组分的引入不仅能够对混凝土内部进行填充，改善其内部孔结构，同时还能利用氧化石墨烯自身片层结构以进一步实现阻隔，提高混凝土的抗渗性能；但在实际应用时发现，由于氧化石墨烯、二氧化钛等组分在混凝土体系中分散并不均匀，混凝土的整体抗渗性能与现有混凝土提升较不明显，因此为进一步保证混凝土的抗渗性能，本申请对氧化石墨烯、二氧化钛进行磁性修饰，尝试在混凝土浇注后利用磁场对混凝土内部氧化石墨烯、二氧化钛的分布进行调控，以整体提高产品的抗渗性能。
在该方案基础上，本申请对磁场的引入进行改进，具体方案为：在外加磁场A环境下将混凝土浇注至模具中，振捣密实，养护5-6d，外加磁场A为垂直向上的磁场，且磁场强度为20-30mT；再转移至外加磁场B环境下养护，外加磁场B为垂直向下的磁场，且磁场强度为5-10mT，继续养护10-12h；再转移至外加磁场C环境下养护，外加磁场C为垂直向下的磁场，且磁场强度为1-2mT，继续养护10-12h，去除外加磁场C，继续养护4-5d，得到浇注成品。
由于体系中氧化石墨烯、二氧化钛、粉煤灰的体积并不相同，在磁场条件下，其在混凝土的内部移动情况也各不相同，因此本申请浇注后采用在外加磁场A环境下振捣密实，此时外加磁场A为垂直向上的磁场且磁场强度较大，以保证体系中大部分组分都能够移动至混凝土上方，随后将其转移至外加磁场B中，外加磁场B为垂直向下的磁场，并降低其磁场强度，养护一段时间后转移至外加磁场C环境下养护，外加磁场C为垂直向下的磁场且磁场强度进一步降低，通过外加磁场B、外加磁场C的分级控制以及磁场时间的控制，能够使得二氧化钛、粉煤灰、氧化石墨烯之间相互填充，并在混凝土内部上方形成防渗层，以提高混凝土整体的防渗性能。
与现有方案相比，本申请采用以上方案进行实施，无需再在混凝土表面另外喷涂防渗层，且相比于常规的混凝土，其防渗性能大大得到提升；本方案在方案中引入了普通粉煤灰和磁性粉煤灰；普通氧化石墨烯和磁性石墨烯；相互配合下以保证混凝土的整体性能。同时本申请在氧化石墨烯表面接枝叔碳酸缩水甘油酯，通过羧基与环氧基反应键合，不仅能够提高氧化石墨烯的分散性能，还能够提高其憎水性，以提高混凝土的抗渗性能。
本发明公开了一种水库大坝用防渗混凝土及其制备方法，工艺设计合理，操作简单，制备得到的防渗混凝土的整体强度和力学性能符合现有标准，且混凝土内孔隙结构得到改善，孔隙率降低，具有较优异的抗渗性能，可应用于水库大坝等工程施工，具有较高的实用性。
具体实施方式
下面将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。
以下实施例中，水泥为硅酸盐水泥，所述粉煤灰的粒径为10μm；所述磁性二氧化钛的粒径为0.2μm，碎石的尺寸为20mm，所述砂子的粒径为4mm，减水剂为聚羧酸减水剂，玻璃纤维和聚甲醛纤维的长度均为15mm。
实施例1：
一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）取氧化石墨烯和N,N-二甲基甲酰胺，混合后超声分散10min，得到1mg/ml的分散液，加热至140℃，加入N-甲基咪唑和叔碳酸缩水甘油酯，保温反应24h，冷却后离心收集产物，真空干燥，得到疏水氧化石墨烯。N-甲基咪唑作为催化剂，所述氧化石墨烯和叔碳酸缩水甘油酯的摩尔比为2：1；
取疏水氧化石墨烯和去离子水，超声分散5min，得到1mg/ml的分散液，加入六水合氯化钴、六水合氯化镍，搅拌20min，再依次加入酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠，搅拌1h，其中添加的时间间隔为20min，升温至140℃，保温反应4h，反应后收集产物，得到磁性石墨烯；
所述六水合氯化钴、六水合氯化镍的摩尔比为3：1；所述疏水氧化石墨烯、六水合氯化钴、酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠的质量比为0.04g：0.17g：0.8g：0.3g：0.6g；
（2）取粉煤灰，粉碎干燥后置于110-120℃环境下，以1200r/min转速预热搅拌25min，加入KH-570，继续搅拌10min，冷却后分离收集粉煤灰，得到物料A；所述粉煤灰与KH-570的质量比为20：1；
取物料A和去离子水，超声分散20min，加入氯化亚铁四水合物和PVP，以500r/min转速搅拌8min，加入氨水，继续搅拌30min，再在75℃水浴下搅拌反应8h，得到磁性粉煤灰。所述物料A、氯化亚铁四水合物、PVP、氨水的用量为5g：2g：0.5g：10ml。
取四氧化三铁、无水乙醇混合，超声分散1h，加入氨水，继续搅拌1h，调节至pH为10，水浴条件下升温至55℃，加入钛酸丁酯，搅拌反应18h，反应结束后采用无水乙醇、去离子水交替清洗，真空干燥，再转移至500℃下烧结5h，升温速率为3℃/min，得到磁性二氧化钛。所述钛酸丁酯与四氧化三铁的摩尔比为2：1。
取800份碎石、600份砂子、10份玻璃纤维和10份聚甲醛纤维，混合搅拌均匀，加入180份水泥、100份矿粉、40份粉煤灰和20份钢渣粉，继续搅拌均匀，加入5份减水剂、5份引气剂、8份疏水氧化石墨烯、10份磁性二氧化钛和65份水，继续搅拌均匀，再加入10份磁性石墨烯、20份粉煤灰和65份水，搅拌均匀后得到成品。粉煤灰包括磁性粉煤灰和普通粉煤灰，所述磁性粉煤灰和普通粉煤灰的质量比为1：1。
在外加磁场A环境下将混凝土浇注至模具中，振捣密实，养护5d，外加磁场A为垂直向上的磁场，且磁场强度为20mT；再转移至外加磁场B环境下养护，外加磁场B为垂直向下的磁场，且磁场强度为5mT，继续养护10h；再转移至外加磁场C环境下养护，外加磁场C为垂直向下的磁场，且磁场强度为1mT，继续养护10h，去除外加磁场C，继续养护4d，得到浇注成品。
实施例2：
一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）取氧化石墨烯和N,N-二甲基甲酰胺，混合后超声分散12min，得到1mg/ml的分散液，加热至145℃，加入N-甲基咪唑和叔碳酸缩水甘油酯，保温反应22h，冷却后离心收集产物，真空干燥，得到疏水氧化石墨烯。N-甲基咪唑作为催化剂，所述氧化石墨烯和叔碳酸缩水甘油酯的摩尔比为2：1；
取疏水氧化石墨烯和去离子水，超声分散8min，得到1mg/ml的分散液，加入六水合氯化钴、六水合氯化镍，搅拌25min，再依次加入酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠，搅拌1.2h，其中添加的时间间隔为25min，升温至142℃，保温反应3.5h，反应后收集产物，得到磁性石墨烯；
所述六水合氯化钴、六水合氯化镍的摩尔比为3：1；所述疏水氧化石墨烯、六水合氯化钴、酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠的质量比为0.04g：0.17g：0.8g：0.3g：0.6g；
（2）取粉煤灰，粉碎干燥后置于115℃环境下，以1400r/min转速预热搅拌20min，加入KH-570，继续搅拌12min，冷却后分离收集粉煤灰，得到物料A；所述粉煤灰与KH-570的质量比为20：1；
取物料A和去离子水，超声分散25min，加入氯化亚铁四水合物和PVP，以550r/min转速搅拌6min，加入氨水，继续搅拌35min，再在80℃水浴下搅拌反应7h，得到磁性粉煤灰。所述物料A、氯化亚铁四水合物、PVP、氨水的用量为5g：2g：0.5g：10ml。
取四氧化三铁、无水乙醇混合，超声分散1.5h，加入氨水，继续搅拌1.5h，调节至pH为10，水浴条件下升温至60℃，加入钛酸丁酯，搅拌反应17h，反应结束后采用无水乙醇、去离子水交替清洗，真空干燥，再转移至510℃下烧结4.5h，升温速率为4℃/min，得到磁性二氧化钛。所述钛酸丁酯与四氧化三铁的摩尔比为2：1。
取850份碎石、650份砂子、14份玻璃纤维和11份聚甲醛纤维，混合搅拌均匀，加入185份水泥、110份矿粉、40份粉煤灰和25份钢渣粉，继续搅拌均匀，加入8份减水剂、5份引气剂、9份疏水氧化石墨烯、11份磁性二氧化钛和68份水，继续搅拌均匀，再加入15份磁性石墨烯、20份粉煤灰和68份水，搅拌均匀后得到成品。粉煤灰包括磁性粉煤灰和普通粉煤灰，所述磁性粉煤灰和普通粉煤灰的质量比为1：1。
在外加磁场A环境下将混凝土浇注至模具中，振捣密实，养护5d，外加磁场A为垂直向上的磁场，且磁场强度为25mT；再转移至外加磁场B环境下养护，外加磁场B为垂直向下的磁场，且磁场强度为8mT，继续养护11h；再转移至外加磁场C环境下养护，外加磁场C为垂直向下的磁场，且磁场强度为2mT，继续养护11h，去除外加磁场C，继续养护5d，得到浇注成品。
实施例3：
一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）取氧化石墨烯和N,N-二甲基甲酰胺，混合后超声分散15min，得到1mg/ml的分散液，加热至150℃，加入N-甲基咪唑和叔碳酸缩水甘油酯，保温反应20h，冷却后离心收集产物，真空干燥，得到疏水氧化石墨烯。N-甲基咪唑作为催化剂，所述氧化石墨烯和叔碳酸缩水甘油酯的摩尔比为2：1；
取疏水氧化石墨烯和去离子水，超声分散10min，得到1mg/ml的分散液，加入六水合氯化钴、六水合氯化镍，搅拌30min，再依次加入酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠，搅拌1.5h，其中添加的时间间隔为30min，升温至145℃，保温反应3h，反应后收集产物，得到磁性石墨烯；
所述六水合氯化钴、六水合氯化镍的摩尔比为3：1；所述疏水氧化石墨烯、六水合氯化钴、酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠的质量比为0.04g：0.17g：0.8g：0.3g：0.6g；
（2）取粉煤灰，粉碎干燥后置于120℃环境下，以1500r/min转速预热搅拌15min，加入KH-570，继续搅拌15min，冷却后分离收集粉煤灰，得到物料A；所述粉煤灰与KH-570的质量比为20：1；
取物料A和去离子水，超声分散30min，加入氯化亚铁四水合物和PVP，以500-600r/min转速搅拌8min，加入氨水，继续搅拌40min，再在85℃水浴下搅拌反应6h，得到磁性粉煤灰。所述物料A、氯化亚铁四水合物、PVP、氨水的用量为5g：2g：0.5g：10ml。
取四氧化三铁、无水乙醇混合，超声分散2h，加入氨水，继续搅拌2h，调节至pH为10，水浴条件下升温至65℃，加入钛酸丁酯，搅拌反应16h，反应结束后采用无水乙醇、去离子水交替清洗，真空干燥，再转移至520℃下烧结4.5h，升温速率为4℃/min，得到磁性二氧化钛。所述钛酸丁酯与四氧化三铁的摩尔比为2：1。
取900份碎石、700份砂子、15份玻璃纤维和12份聚甲醛纤维，混合搅拌均匀，加入190份水泥、120份矿粉、40份粉煤灰和30份钢渣粉，继续搅拌均匀，加入10份减水剂、5份引气剂、10份疏水氧化石墨烯、12份磁性二氧化钛和70份水，继续搅拌均匀，再加入16份磁性石墨烯、20份粉煤灰和70份水，搅拌均匀后得到成品。粉煤灰包括磁性粉煤灰和普通粉煤灰，所述磁性粉煤灰和普通粉煤灰的质量比为1：1。
在外加磁场A环境下将混凝土浇注至模具中，振捣密实，养护5d，外加磁场A为垂直向上的磁场，且磁场强度为30mT；再转移至外加磁场B环境下养护，外加磁场B为垂直向下的磁场，且磁场强度为10mT，继续养护12h；再转移至外加磁场C环境下养护，外加磁场C为垂直向下的磁场，且磁场强度为2mT，继续养护12h，去除外加磁场C，继续养护5d，得到浇注成品。
对比例1：对比例1在实施例2的基础上改进，对比例1中仅引入外加磁场A。
一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）取氧化石墨烯和N,N-二甲基甲酰胺，混合后超声分散12min，得到1mg/ml的分散液，加热至145℃，加入N-甲基咪唑和叔碳酸缩水甘油酯，保温反应22h，冷却后离心收集产物，真空干燥，得到疏水氧化石墨烯。N-甲基咪唑作为催化剂，所述氧化石墨烯和叔碳酸缩水甘油酯的摩尔比为2：1；
取疏水氧化石墨烯和去离子水，超声分散8min，得到1mg/ml的分散液，加入六水合氯化钴、六水合氯化镍，搅拌25min，再依次加入酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠，搅拌1.2h，其中添加的时间间隔为25min，升温至142℃，保温反应3.5h，反应后收集产物，得到磁性石墨烯；
所述六水合氯化钴、六水合氯化镍的摩尔比为3：1；所述疏水氧化石墨烯、六水合氯化钴、酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠的质量比为0.04g：0.17g：0.8g：0.3g：0.6g；
（2）取粉煤灰，粉碎干燥后置于115℃环境下，以1400r/min转速预热搅拌20min，加入KH-570，继续搅拌12min，冷却后分离收集粉煤灰，得到物料A；所述粉煤灰与KH-570的质量比为20：1；
取物料A和去离子水，超声分散25min，加入氯化亚铁四水合物和PVP，以550r/min转速搅拌6min，加入氨水，继续搅拌35min，再在80℃水浴下搅拌反应7h，得到磁性粉煤灰。所述物料A、氯化亚铁四水合物、PVP、氨水的用量为5g：2g：0.5g：10ml。
取四氧化三铁、无水乙醇混合，超声分散1.5h，加入氨水，继续搅拌1.5h，调节至pH为10，水浴条件下升温至60℃，加入钛酸丁酯，搅拌反应17h，反应结束后采用无水乙醇、去离子水交替清洗，真空干燥，再转移至510℃下烧结4.5h，升温速率为4℃/min，得到磁性二氧化钛。所述钛酸丁酯与四氧化三铁的摩尔比为2：1。
取850份碎石、650份砂子、14份玻璃纤维和11份聚甲醛纤维，混合搅拌均匀，加入185份水泥、110份矿粉、40份粉煤灰和25份钢渣粉，继续搅拌均匀，加入8份减水剂、5份引气剂、9份疏水氧化石墨烯、11份磁性二氧化钛和68份水，继续搅拌均匀，再加入15份磁性石墨烯、20份粉煤灰和68份水，搅拌均匀后得到成品。粉煤灰包括磁性粉煤灰和普通粉煤灰，所述磁性粉煤灰和普通粉煤灰的质量比为1：1。
在外加磁场A环境下将混凝土浇注至模具中，振捣密实，养护5d，外加磁场A为垂直向上的磁场，且磁场强度为25mT；去除外加磁场A，继续养护6d，得到浇注成品。
对比例2：对比例2在实施例2的基础上改进，对比例2中直接对石墨烯进行磁性修饰，并未接枝叔碳酸缩水甘油酯。
一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）取氧化石墨烯和去离子水，超声分散8min，得到1mg/ml的分散液，加入六水合氯化钴、六水合氯化镍，搅拌25min，再依次加入酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠，搅拌1.2h，其中添加的时间间隔为25min，升温至142℃，保温反应3.5h，反应后收集产物，得到磁性石墨烯；
所述六水合氯化钴、六水合氯化镍的摩尔比为3：1；所述氧化石墨烯、六水合氯化钴、酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠的质量比为0.04g：0.17g：0.8g：0.3g：0.6g；
（2）取粉煤灰，粉碎干燥后置于115℃环境下，以1400r/min转速预热搅拌20min，加入KH-570，继续搅拌12min，冷却后分离收集粉煤灰，得到物料A；所述粉煤灰与KH-570的质量比为20：1；
取物料A和去离子水，超声分散25min，加入氯化亚铁四水合物和PVP，以550r/min转速搅拌6min，加入氨水，继续搅拌35min，再在80℃水浴下搅拌反应7h，得到磁性粉煤灰。所述物料A、氯化亚铁四水合物、PVP、氨水的用量为5g：2g：0.5g：10ml。
取四氧化三铁、无水乙醇混合，超声分散1.5h，加入氨水，继续搅拌1.5h，调节至pH为10，水浴条件下升温至60℃，加入钛酸丁酯，搅拌反应17h，反应结束后采用无水乙醇、去离子水交替清洗，真空干燥，再转移至510℃下烧结4.5h，升温速率为4℃/min，得到磁性二氧化钛。所述钛酸丁酯与四氧化三铁的摩尔比为2：1。
取850份碎石、650份砂子、14份玻璃纤维和11份聚甲醛纤维，混合搅拌均匀，加入185份水泥、110份矿粉、40份粉煤灰和25份钢渣粉，继续搅拌均匀，加入8份减水剂、5份引气剂、11份磁性二氧化钛和68份水，继续搅拌均匀，再加入15份磁性石墨烯、20份粉煤灰和68份水，搅拌均匀后得到成品。粉煤灰包括磁性粉煤灰和普通粉煤灰，所述磁性粉煤灰和普通粉煤灰的质量比为1：1。
在外加磁场A环境下将混凝土浇注至模具中，振捣密实，养护5d，外加磁场A为垂直向上的磁场，且磁场强度为25mT；再转移至外加磁场B环境下养护，外加磁场B为垂直向下的磁场，且磁场强度为8mT，继续养护11h；再转移至外加磁场C环境下养护，外加磁场C为垂直向下的磁场，且磁场强度为2mT，继续养护11h，去除外加磁场C，继续养护5d，得到浇注成品。
对比例3：对比例3在实施例2的基础上改进，对比例3中并未调控外加磁场B、C的磁场强度。
一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）取氧化石墨烯和N,N-二甲基甲酰胺，混合后超声分散12min，得到1mg/ml的分散液，加热至145℃，加入N-甲基咪唑和叔碳酸缩水甘油酯，保温反应22h，冷却后离心收集产物，真空干燥，得到疏水氧化石墨烯。N-甲基咪唑作为催化剂，所述氧化石墨烯和叔碳酸缩水甘油酯的摩尔比为2：1；
取疏水氧化石墨烯和去离子水，超声分散8min，得到1mg/ml的分散液，加入六水合氯化钴、六水合氯化镍，搅拌25min，再依次加入酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠，搅拌1.2h，其中添加的时间间隔为25min，升温至142℃，保温反应3.5h，反应后收集产物，得到磁性石墨烯；
所述六水合氯化钴、六水合氯化镍的摩尔比为3：1；所述疏水氧化石墨烯、六水合氯化钴、酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠的质量比为0.04g：0.17g：0.8g：0.3g：0.6g；
（2）取粉煤灰，粉碎干燥后置于115℃环境下，以1400r/min转速预热搅拌20min，加入KH-570，继续搅拌12min，冷却后分离收集粉煤灰，得到物料A；所述粉煤灰与KH-570的质量比为20：1；
取物料A和去离子水，超声分散25min，加入氯化亚铁四水合物和PVP，以550r/min转速搅拌6min，加入氨水，继续搅拌35min，再在80℃水浴下搅拌反应7h，得到磁性粉煤灰。所述物料A、氯化亚铁四水合物、PVP、氨水的用量为5g：2g：0.5g：10ml。
取四氧化三铁、无水乙醇混合，超声分散1.5h，加入氨水，继续搅拌1.5h，调节至pH为10，水浴条件下升温至60℃，加入钛酸丁酯，搅拌反应17h，反应结束后采用无水乙醇、去离子水交替清洗，真空干燥，再转移至510℃下烧结4.5h，升温速率为4℃/min，得到磁性二氧化钛。所述钛酸丁酯与四氧化三铁的摩尔比为2：1。
取850份碎石、650份砂子、14份玻璃纤维和11份聚甲醛纤维，混合搅拌均匀，加入185份水泥、110份矿粉、40份粉煤灰和25份钢渣粉，继续搅拌均匀，加入8份减水剂、5份引气剂、9份疏水氧化石墨烯、11份磁性二氧化钛和68份水，继续搅拌均匀，再加入15份磁性石墨烯、20份粉煤灰和68份水，搅拌均匀后得到成品。粉煤灰包括磁性粉煤灰和普通粉煤灰，所述磁性粉煤灰和普通粉煤灰的质量比为1：1。
在外加磁场A环境下将混凝土浇注至模具中，振捣密实，养护5d，外加磁场A为垂直向上的磁场，且磁场强度为25mT；再转移至外加磁场B环境下养护，外加磁场B为垂直向下的磁场，且磁场强度为25mT，继续养护11h；再转移至外加磁场C环境下养护，外加磁场C为垂直向下的磁场，且磁场强度为25mT，继续养护11h，去除外加磁场C，继续养护5d，得到浇注成品。
对比例4：对比例4在实施例2的基础上改进，对比例4中并未引入外加磁场C。
一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）取氧化石墨烯和N,N-二甲基甲酰胺，混合后超声分散12min，得到1mg/ml的分散液，加热至145℃，加入N-甲基咪唑和叔碳酸缩水甘油酯，保温反应22h，冷却后离心收集产物，真空干燥，得到疏水氧化石墨烯。N-甲基咪唑作为催化剂，所述氧化石墨烯和叔碳酸缩水甘油酯的摩尔比为2：1；
取疏水氧化石墨烯和去离子水，超声分散8min，得到1mg/ml的分散液，加入六水合氯化钴、六水合氯化镍，搅拌25min，再依次加入酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠，搅拌1.2h，其中添加的时间间隔为25min，升温至142℃，保温反应3.5h，反应后收集产物，得到磁性石墨烯；
所述六水合氯化钴、六水合氯化镍的摩尔比为3：1；所述疏水氧化石墨烯、六水合氯化钴、酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠的质量比为0.04g：0.17g：0.8g：0.3g：0.6g；
（2）取粉煤灰，粉碎干燥后置于115℃环境下，以1400r/min转速预热搅拌20min，加入KH-570，继续搅拌12min，冷却后分离收集粉煤灰，得到物料A；所述粉煤灰与KH-570的质量比为20：1；
取物料A和去离子水，超声分散25min，加入氯化亚铁四水合物和PVP，以550r/min转速搅拌6min，加入氨水，继续搅拌35min，再在80℃水浴下搅拌反应7h，得到磁性粉煤灰。所述物料A、氯化亚铁四水合物、PVP、氨水的用量为5g：2g：0.5g：10ml。
取四氧化三铁、无水乙醇混合，超声分散1.5h，加入氨水，继续搅拌1.5h，调节至pH为10，水浴条件下升温至60℃，加入钛酸丁酯，搅拌反应17h，反应结束后采用无水乙醇、去离子水交替清洗，真空干燥，再转移至510℃下烧结4.5h，升温速率为4℃/min，得到磁性二氧化钛。所述钛酸丁酯与四氧化三铁的摩尔比为2：1。
取850份碎石、650份砂子、14份玻璃纤维和11份聚甲醛纤维，混合搅拌均匀，加入185份水泥、110份矿粉、40份粉煤灰和25份钢渣粉，继续搅拌均匀，加入8份减水剂、5份引气剂、9份疏水氧化石墨烯、11份磁性二氧化钛和68份水，继续搅拌均匀，再加入15份磁性石墨烯、20份粉煤灰和68份水，搅拌均匀后得到成品。粉煤灰包括磁性粉煤灰和普通粉煤灰，所述磁性粉煤灰和普通粉煤灰的质量比为1：1。
在外加磁场A环境下将混凝土浇注至模具中，振捣密实，养护5d，外加磁场A为垂直向上的磁场，且磁场强度为25mT；再转移至外加磁场B环境下养护，外加磁场B为垂直向下的磁场，且磁场强度为8mT，继续养护11h；去除外加磁场B，继续养护6d，得到浇注成品。
检测试验：
取实施例1-3、对比例1-4制备的混凝土样品，分别检测以下性能：
1、制备100×100×100mm的混凝土样品，采用GB/T5008-2002测试混凝土样品的抗压强度和抗折强度。
2、采用GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》中公开的渗水高度法测试混凝土样品的抗渗性能，密封后加压至1.2MPa，24h后测量混凝土样品的水痕高度。
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结论：本发明公开了一种水库大坝用防渗混凝土及其制备方法，工艺设计合理，操作简单，制备得到的防渗混凝土的整体强度和力学性能符合现有标准，且混凝土内孔隙结构得到改善，孔隙率降低，具有较优异的抗渗性能，可应用于水库大坝等工程施工，具有较高的实用性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）取疏水氧化石墨烯和去离子水，超声分散5-10min，加入六水合氯化钴、六水合氯化镍，搅拌20-30min，再依次加入酒石酸钾钠、氢氧化钠和次亚磷酸钠，搅拌1-1.5h，其中添加的时间间隔为20-30min，升温至140-145℃，保温反应3-4h，反应后收集产物，得到磁性石墨烯；
（2）取碎石、砂子、玻璃纤维和聚甲醛纤维，混合搅拌均匀，加入水泥、矿粉、2/3量的粉煤灰和钢渣粉，继续搅拌均匀，加入减水剂、引气剂、疏水氧化石墨烯、磁性二氧化钛和1/2量的水，继续搅拌均匀，再加入磁性石墨烯、1/3量的粉煤灰和1/2量的水，搅拌均匀后得到成品混凝土；
步骤（2）中，各组分原料包括：以质量计，水泥180-190份、水130-140份、碎石800-900份、砂子600-700份、玻璃纤维10-15份、聚甲醛纤维10-12份、矿粉100-120份、粉煤灰50-60份、钢渣粉20-30份、减水剂5-10份、引气剂5份、疏水氧化石墨烯8-10份、磁性石墨烯10-16份、磁性二氧化钛10-12份。
2.根据权利要求1所述的一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，其特征在于：步骤（2）制备的混凝土浇注时，在外加磁场A环境下将混凝土浇注至模具中，振捣密实，养护5-6d，外加磁场A为垂直向上的磁场，且磁场强度为20-30mT；
再转移至外加磁场B环境下养护，外加磁场B为垂直向下的磁场，且磁场强度为5-10mT，继续养护10-12h；
再转移至外加磁场C环境下养护，外加磁场C为垂直向下的磁场，且磁场强度为1-2mT，继续养护10-12h，去除外加磁场C，继续养护4-5d，得到浇注成品。
3.根据权利要求1所述的一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，其特征在于：所述疏水氧化石墨烯的制备步骤为：取氧化石墨烯和N,N-二甲基甲酰胺，混合后超声分散10-15min，加热至140-150℃，加入N-甲基咪唑和叔碳酸缩水甘油酯，保温反应20-24h，冷却后离心收集产物，真空干燥，得到疏水氧化石墨烯。
4.根据权利要求1所述的一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，其特征在于：所述粉煤灰包括磁性粉煤灰和普通粉煤灰，所述磁性粉煤灰和普通粉煤灰的质量比为1：1。
5.根据权利要求4所述的一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，其特征在于：所述磁性粉煤灰的制备步骤为：取粉煤灰，粉碎干燥后置于110-120℃环境下，预热搅拌15-25min，加入KH-570，继续搅拌10-15min，冷却后分离收集粉煤灰，得到物料A；
取物料A和去离子水，超声分散20-30min，加入氯化亚铁四水合物和PVP，搅拌5-8min，加入氨水，继续搅拌30-40min，再在75-85℃水浴下搅拌反应6-8h，得到磁性粉煤灰。
6.根据权利要求1所述的一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，其特征在于：所述磁性二氧化钛的制备步骤为：取四氧化三铁、无水乙醇混合，超声分散1-2h，加入氨水，继续搅拌1-2h，水浴条件下升温至55-65℃，加入钛酸丁酯，搅拌反应16-18h，反应结束后采用无水乙醇、去离子水交替清洗，真空干燥，再转移至500-520℃下烧结4.5-5h，升温速率为3-4℃/min，得到磁性二氧化钛。
7.根据权利要求1所述的一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，其特征在于：所述粉煤灰的粒径为10-15μm；所述磁性二氧化钛的粒径为0.2-0.5μm。
8.根据权利要求1所述的一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法，其特征在于：所述碎石的尺寸为20-25mm，所述砂子的粒径为2-4mm。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种水库大坝用防渗混凝土的制备方法制备的防渗混凝土。
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CN109400003B (zh) * 2018-12-14 2021-03-02 沈阳建筑大学 具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液、制备方法及应用
US20220024071A1 (en) * 2020-07-27 2022-01-27 S3 Concrete Technologies, Inc. Concrete product and methods of preparing the same
CN112142410A (zh) * 2020-09-28 2020-12-29 燕山大学 一种高强高抗渗多层氧化石墨烯混凝土及其制备方法
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