CN116553886A - 一种抗裂防水混凝土及其制备方法 - Google Patents
一种抗裂防水混凝土及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及建筑材料领域，具体公开了一种抗裂防水混凝土及其制备方法。一种抗裂防水混凝土，包括以下重量份的原料：200‑300份水泥、40‑55份粉煤灰、60‑70份矿粉、640‑660份砂子、700‑750份碎石、6‑10份膨胀剂、5‑9份防水剂、6‑10份高效减水剂、8‑16份抗裂剂、120‑135份水；所述抗裂剂质量比为1:0.3‑0.5的改性聚丙烯纤维和活性粉末。本申请的抗裂防水混凝土具有不易产生裂缝，耐久性和抗裂防渗功能优异，改善建筑物使用寿命的优点。
Description
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种抗裂防水混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土是一种建筑材料，随着社会发展，混凝土的使用量越来越大，应用领域也越来越广，为满足各种不同应用场景的性能需求，混凝土的种类也越来越多，其中抗渗抗裂混凝土就常用于需要防水、阻水的场合中。
用于拌制混凝土的原材料是导致混凝土结构开裂的一个最重要因素，通常表现为水泥的水化热过高、安定性不良、砂石骨料的级配不良、骨料的自身强度较低、骨料的含泥量超标以及骨料或者拌和用水中存在有害离子等。同时，混凝土拌和物的沉降泌水、干燥收缩、水化收缩以及自收缩同样会导致混凝土结构因体积变化而产生裂缝。为大幅度提升混凝土的抗裂性和抗渗性，通常会在混凝土中加入膨胀剂，膨胀剂在混凝土中，拌水后生成大量膨胀性结晶水化物，使其产生适度的膨胀，在钢筋和邻位的约束下，产生的膨胀能转为压应力，可以抵消混凝土在硬化中的收缩拉应力，进而减少了裂缝；但膨胀剂必须在饱水的条件下进行，一旦周围环境水分不足，膨胀剂不仅不会起到膨胀抗裂作用，并且由于膨胀剂水化还要争夺原本不多的水分，混凝土内部产生毛细管力，导致混凝土收缩，形成裂纹；另一个提高混凝土抗裂性的方法是掺入传统纤维，如碳纤维、有机质纤维和钢纤维等，但纤维在混凝土中易导致混凝土坍落度损失大、拓展度小，工作性差，不利于长距离运输和泵送施工。
针对上述中的相关技术，发明人发现目前的膨胀剂防裂和纤维防裂均存在一定的不足，对于混凝土的抗裂性改善效果有待提升。
发明内容
为了提升混凝土的抗裂性和防水性，本申请提供一种抗裂防水混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种抗裂防水混凝土，采用如下的技术方案：
一种抗裂防水混凝土，包括以下重量份的原料：200-300份水泥、40-55份粉煤灰、60-70份矿粉、640-660份砂子、700-750份碎石、6-10份膨胀剂、5-9份防水剂、6-10份高效减水剂、8-16份抗裂剂、120-135份水；
所述抗裂剂质量比为1:0.3-0.5的改性聚丙烯纤维和活性粉末。
通过采用上述技术方案，使用粉煤灰、矿粉、防水剂、膨胀剂等组分制备抗渗混凝土，粉煤灰和矿粉均具有较好的活性，能与水泥发生水化作用，生成具有水硬性的胶凝材料，从而提高混凝土的韧性，增强混凝土的抗拉强度，从而提高抗渗和抗裂性能；而且矿粉能降低混凝土的水化热，延缓水化峰值的出现，降低混凝土内部的温度梯度，减少混凝土的温度应力，同时提高混凝土的密实度，预防混凝土裂缝的产生；防水剂能改善混凝土的防水抗裂性，能增加混凝土的结构密实度，防止自由水和结合水在混凝土内部的分解、移动、蒸发，从而有效防止脆性裂纹的产；高效减水剂，改善了混凝土施工性能，提高了耐久性，起到了润滑油的作用，便于混凝土泵送施工，消除了传统纤维混凝土只适用于现场搅拌，无法泵送的不足；使用改性聚丙烯纤维和活性粉末作为抗裂剂，其中改性聚丙烯纤维遇水搅拌后呈单层网状或单丝乱向均匀分布，填充在骨料与骨料之间的缝隙中，可以握裹粘结水泥和集料，抑制混凝土的开裂，对裂缝发生和发展起到约束作用，提高韧性，防止和控制裂缝的出现，以起到增强混凝土的作用，从而提高混凝土的抗裂性能，活性粉末可以填充较粗的胶凝材料颗粒之间的空隙，改善拌合物的流动性，减少用水量，有足够的活性，反应后有效提高混凝土强度，活性粉体能有效缓解凝胶物水化过程的热量释放过快，降低温度裂缝产生的风险，解决气泡生成以及减水剂造成的水泥颗粒不易充分水化的问题，同时，活性粉体能通过界面效应提高胶凝无与骨料界面胶合能力，有利于改善混凝土的和易性，增强混凝土内部致密程度，减少后期整体微裂缝，提高抗渗性。
可选的，所述改性聚丙烯纤维包括以下重量份的原料：4-6份聚丙烯、1-1.25份纳米二氧化钛、2-2.5份碳化硼、0.3-0.5份聚乙烯醇。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛和碳化硼作为增强剂，纳米二氧化钛在水化反应初期阶段，能增加结晶氢氧化钙的数量，加速C-S-H凝胶的形成，改善基体内部细小的有害孔隙，从而提高混凝土的抗压强度，碳化硼能填充到骨料的孔隙中，降低孔隙率，提高密实度，增强抗渗性，而且碳化硼的导热率高，能增强改性聚丙烯纤维的散热效果，降低混凝土因水化热产生收缩裂缝的可能性。
可选的，所述改性聚丙烯纤维的制法如下：（1）将碳化硼和纳米二氧化钛干燥，与石墨粉混合，在惰性气氛下，在50-60Pa、1700-1800℃下混合1-2h，冷却至室温，石墨粉与纳米二氧化钛的质量比为3.5-4:1；
（2）将聚乙烯醇用水溶解，制成浓度为3-5wt%的聚乙烯醇溶液，加入硅烷偶联剂和30-50wt%步骤（1）所得物，混匀，制得改性液，聚乙烯醇溶液和硅烷偶联剂的质量比为1:0.6-0.7；
（3）将聚丙烯熔融，加入50-70wt%步骤（1）所得物，混匀，脱泡，纺丝，制得聚丙烯纤维；
（4）将所述聚丙烯纤维与碳纤维分别开松后混匀，制得混合纤维，将改性液喷洒在混合纤维上，密封30-40min，干燥，在80-90℃和3-4MPa下保压4-5min，卸压，裁切，制得改性聚丙烯纤维，改性液的质量为混合纤维质量的20-30%。
通过采用上述技术方案，碳化硼在石墨粉和高温条件下，将纳米二氧化钛还原形成高纯的二硼化钛粉末，在还原反应中，控制石墨粉的使用量，若碳含量偏低，部分钛的氧化物始终不能被还原，因而难以获得较低氧含量的二硼化钛，若碳含量较高时，合成粉末中会含有一定的游离碳，导致二硼化钛不纯；将二硼化钛作为添加物，添加到聚丙烯纤维的熔融纺丝中，增加聚丙烯纤维的导热性，降低温度裂缝产生的可能性；使用聚乙烯醇、硅烷偶联剂和二硼化钛粉末制备改性液，将改性液喷涂在由聚丙烯纤维和碳纤维形成的混合纤维上，混合纤维由于碳纤维的加入，力学强度增加，抗裂能力得到改善，而且碳纤维的导热系数高，能进一步改善聚丙烯纤维的导热能力，降低温度裂缝产生的可能性，能防止混凝土因温度和塑性收缩引起的内部初始裂缝的发展，控制宏观裂缝的发展速度，提高其强度、韧性、抗冲击性和抗裂性能；改性液喷涂在聚丙烯纤维上以后，聚乙烯醇存在的亲水性羟基和硅烷偶联剂水解后的Si-OH发生脱水缩合，并且引入疏水性基团氨基，同时亲水性基团减少，极性降低，使得聚丙烯纤维表面的抗水性增大；而且改性液中聚乙烯醇在聚丙烯纤维上形成改性膜，因改性液中还添加了二硼化钛，其能改善改性膜的断裂韧性，因金属桥接作用，裂纹在扩展中遇到二硼化钛时，裂纹将穿过增韧金属二硼化钛，继续向前扩展或停止在金属相二硼化钛中，此时二硼化钛将被拉伸而消耗一定的能量，从而提高混凝土的断裂韧性；当裂缝在相邻二硼化钛之间扩展到改性膜内部的聚丙烯纤维上时，因聚丙烯纤维内添加了二硼化钛，也能一定程度上改善聚丙烯纤维的抗裂性，提高混凝土的抗渗和抗裂能力。
可选的，所述改性液中还含有纤维素纤维和乳胶粉，纤维素纤维、乳胶粉与聚乙烯醇溶液的质量比为0.2-0.4:0.06-0.1:1。
通过采用上述技术方案，纤维素纤维具有天然的亲水性，握裹力强、比表面积大，韧性和强度高等特点，加入混凝土中，在水的浸泡和外力作用下，形成大量均匀分布的细小纤维，可有效阻止混凝土塑性收缩、干缩和温度变化而引起的裂缝的产生，且能使混凝土的坍落度受控，不会产生离散现象，粘聚性强且施工和易性好，泵送时不易堵管；纤维素纤维随改性聚丙烯纤维在混凝土中乱向分布，能够支撑骨料，阻止骨料的下沉而产生的离析，发生微裂缝时会受到纤维的阻挡，消耗一部分能量，防止裂缝的扩展，提高混凝土基体的变形能力，改善混凝土的韧性和抗冲击性能，网状分布的纤维和混凝土一起形成增强***，这个增强***由于纤维的存在而韧性提高；乳胶粉的加入能增强改性液的粘性，增强改性膜与聚丙烯纤维的粘接力，而且使得改性聚丙烯纤维在掺入到混凝土中时，与混凝土浆液的粘聚性大，握裹力强，不易产生坍落度损失。增加改性聚丙烯纤维与混凝土骨料之间的粘性，改善混凝土的密实度，提升抗渗性。
可选的，所述聚丙烯纤维中还添加了氧化石墨烯，氧化石墨烯和聚丙烯的质量比0.1-0.3:1。
通过采用上述技术方案，将氧化石墨烯添加到聚丙烯纤维中，能改善聚丙烯纤维的拉伸强度和热稳定性，当裂缝在相邻二硼化钛之间延伸至聚丙烯纤维上时，氧化石墨烯能阻止裂纹继续扩展，而氧化石墨烯能降低水泥水化初期反应的温度，促进水泥水化作用，改善混凝土的力学强度，降低裂缝产生的可能性。
可选的，所述活性粉末包括质量比为1:0.1-0.3的硅灰和石灰石粉。
通过采用上述技术方案，硅灰的粒径明显小于水泥等颗粒，可以填充到水泥和碎石中间的空隙中，使混凝土的密实性得到改善，而且硅灰具有很好的活性，可以与水泥的水化反应生成物再进行水化反应，新反应生成物可以增加界面过渡去密实性，堵塞渗透通道，提高抗渗能力；石灰石粉的掺入能减小混凝土拌合物的坍落度损失，石灰石粉在早期促进拌合物水化，保证混凝土早期强度，降低毛细孔了，提升混凝土的抗渗性；石灰石和硅灰复配使用，能填充于水泥颗粒之间，使混凝土具有致密的结构，提高强度，由于石灰石粉可以参与水化反应生成氢氧化钙，而硅灰可以与氢氧化钙反应生成水化硅酸钙凝胶体，填充到混凝土颗粒间的孔隙之间，改善界面结构与粘结力，从而提高混凝土强度和抗渗性。
可选的，所述防水剂为SY-K型膨胀纤维抗裂防水剂或膨胀剂为UEA型膨胀剂。
通过采用上述技术方案，SY-K型膨胀纤维抗裂防水剂是由硫铝酸盐微膨胀剂、聚丙烯纤维、防水剂、增强剂等多种功能材料复合而成，具有微膨胀性能和阻裂纤维的共同优点，同时还具有高抗裂、高抗渗的超叠加效应，使混凝土具有更高的抗渗防水能力和防收缩开裂能力；UEA膨胀剂是以硫酸铝、氧化铝、硫酸铝钾等为主要多种膨胀源，拌水后生成大量膨胀性结晶水化物，产生的压应力可抵消混凝土干缩时产生的拉应力，能防止收缩龟裂。
可选的，所述粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，45μm方孔筛筛余量为8-12％，需水量比为95-98％，烧失量为2-4.5％。
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，与水泥和水混合后，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和抗渗性。
可选的，所述矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400-450m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％。
通过采用上述技术方案，矿粉矿物掺和料具有“活性效应”、“界面效应”、“微填效应”和“减水效应”等诸多综合效应，矿粉等矿物掺和料不仅可以改善流变性能，降低水化热，降低坍落度损失，减少离析和泌水，还可以改善混凝土结构的孔结构和力学性能，提高后期强度和耐久性。
第二方面，本申请提供一种抗裂防水混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种抗裂防水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、粉煤灰、矿粉、水和抗裂剂混合均匀，制得预混料；
将膨胀剂、防水剂、高效减水剂加入到预混料中，混合均匀，制得中间料；
将碎石和砂子混匀后，加入到中间料中，混匀，制得抗裂防水混凝土
通过采用上述技术方案，先将水泥、粉煤灰和矿粉与水、抗裂剂混合，在抗裂剂内改性聚丙烯纤维上粘结胶凝材料，增加胶凝材料与改性聚丙烯纤维的握裹力，然后加入其他原料，混匀，制备方法简单，制成的混凝土不仅具有较高的抗压强度，还具有较好的抗渗性和抗裂性。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用改性聚丙烯纤维和活性粉末作为抗裂剂，活性粉末能缓解水化热，降低温度裂缝产生的可能性，而且改善因添加改性聚丙烯纤维而造成的和易性下降，提高混凝土内部的致密程度，提高混凝土的抗渗性，减少后期整体微裂缝；改性聚丙烯纤维在混凝土内部乱向分布，抑制混凝土的开裂，降低内部裂缝端部的应力集中系数，提高抗裂性和抗渗能力。
2、本申请中优选采用在制备聚丙烯纤维时，添加由二氧化钛和碳化硼制备的二硼化钛，并在聚丙烯纤维上喷涂含有二硼化钛、硅烷偶联剂和聚乙烯醇溶液的改性液，改性液在聚丙烯纤维上形成改性膜，而且硅烷偶联剂和聚乙烯醇发生脱水缩合，降低了改性膜的亲水性，从而使得改性聚丙烯纤维的抗渗能力提升，而且改性液和聚丙烯纤维中含有的二硼化钛能抑制微裂缝的扩展，提高改性聚丙烯纤维的抗裂能力。
3、本申请中在改性液中还添加了纤维素纤维和乳胶粉，二者能改善改性聚丙烯纤维与水泥、集料之间的握裹力，降低坍落度损失，提高和易性，而且纤维素纤维和乳胶粉也能进一步提高混凝土的抗裂性和抗渗性。
实施方式
制备例1：（1）将2.5kg碳化硼和1.25kg纳米二氧化钛干燥，与石墨粉混合，在惰性气氛下，在60Pa、1800℃下混合1h，冷却至室温，石墨粉与纳米二氧化钛的质量比为4:1；
（2）将0.5kg醇解度为99%的聚乙烯醇用水溶解，制成浓度为5wt%的聚乙烯醇溶液，加入硅烷偶联剂KH550和50wt%步骤（1）所得物、纤维素纤维和乳胶粉，混匀，制得改性液，聚乙烯醇溶液和硅烷偶联剂、纤维素纤维和乳胶粉的质量比为1:0.7:0.4:0.1，乳胶粉为泰山天润TR-503刚性乳胶粉，纤维素纤维的长度为10mm；
（3）将6kg聚丙烯熔融，加入50wt%步骤（1）所得物和氧化石墨烯，混匀，脱泡，纺丝，制得聚丙烯纤维，聚丙烯和步骤（1）所得物、氧化石墨烯的质量比为1:0.3；
（4）将所述聚丙烯纤维与6kg碳纤维分别开松后混匀，制得混合纤维，将改性液喷洒在混合纤维上，改性液的质量为混合纤维质量的30%，密封40min，干燥，在90℃和4MPa下保压4min，卸压，裁切，制得改性聚丙烯纤维，改性聚丙烯纤维的厚度为3mm，长度为30mm，宽度为12.5mm，密度为1g/cm3。
制备例2：（1）将2kg碳化硼和1kg纳米二氧化钛干燥，与石墨粉混合，在惰性气氛下，在50Pa、1700℃下混合2h，冷却至室温，石墨粉与纳米二氧化钛的质量比为3.5:1；
（2）将0.3kg醇解度为99%的聚乙烯醇用水溶解，制成浓度为3wt%的聚乙烯醇溶液，加入硅烷偶联剂KH550和30wt%步骤（1）所得物、纤维素纤维和乳胶粉，混匀，制得改性液，聚乙烯醇溶液、硅烷偶联剂、纤维素纤维和乳胶粉的质量比为1:0.6:0.2:0.06，乳胶粉为泰山天润TR-503刚性乳胶粉，纤维素纤维的长度为10mm；
（3）将4kg聚丙烯熔融，加入70wt%步骤（1）所得物和氧化石墨烯，混匀，脱泡，纺丝，制得聚丙烯纤维，聚丙烯和氧化石墨烯的质量比为1:0.1；
（4）将所述聚丙烯纤维与4kg碳纤维分别开松后混匀，制得混合纤维，将改性液喷洒在混合纤维上，改性液的质量为混合纤维质量的20%，密封30min，干燥，在80℃和3MPa下保压5min，卸压，裁切，制得改性聚丙烯纤维，改性聚丙烯纤维的厚度为3mm，长度为30mm，宽度为12.5mm，密度为1g/cm3。
制备例3：与制备例1的区别在于，改性液中未添加步骤（1）所得物。
制备例4：与制备例1的区别在于，改性液中未添加硅烷偶联剂。
制备例5：与制备例1的区别在于，改性液中未添加纤维素纤维。
制备例6：与制备例1的区别在于，改性液中未添加乳胶粉。
制备例7：与制备例1的区别在于，聚丙烯纤维中未添加步骤（1）所得物。
制备例8：与制备例1的区别在于，聚丙烯纤维中未添加碳纤维。
制备例9：与制备例1的区别在于，聚丙烯纤维中未添加氧化石墨烯。
制备例10：将6kg聚丙烯熔融，纺丝，制成聚丙烯纤维，将5kg聚乙烯醇溶解，制成浓度为5wt%的聚乙烯醇溶液，与硅烷偶联剂混合制成改性液，将改性液喷涂在聚丙烯纤维上，密封30min。
实施例
实施例1：一种抗裂防水混凝土，其原料用量如表1所示，表1中水泥为P042.5硅酸盐水泥，粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，45μm方孔筛筛余量为12％，需水量比为98％，烧失量为4.5％，矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％，碎石为粒径范围2-25mm级配碎石，砂子的细度模数为2.2，防水剂为SY-K型膨胀纤维抗裂防水剂，膨胀剂为UEA型膨胀剂，高效减水剂为HSP-2005型新型聚羧酸高效减水剂，抗裂剂包括质量比为1:0.5的改性聚丙烯纤维和活性粉末，改性聚丙烯纤维由制备例1制成，活性粉末包括质量比为1:0.3的硅灰和石灰石粉，硅灰的平均粒径为0.1μm，比表面积为21m2/kg，石灰石粉的比表面积为390m2/kg。
上述抗裂防水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将水泥、粉煤灰、矿粉、水和抗裂剂混合均匀，制得预混料；
（2）将膨胀剂、防水剂、高效减水剂加入到预混料中，混合均匀，制得中间料；
（3）将碎石和砂子混匀后，加入到中间料中，混匀，制得抗裂防水混凝土。
表1 实施例1-3中抗裂防水混凝土的原料用量
实施例2-3：一种抗裂防水混凝土，与实施例1的区别在于，原料用量如表1所示。
实施例4：一种抗裂防水混凝土，与实施例1的区别在于，抗裂剂包括质量比为1:0.3的改性聚丙烯纤维和活性粉末，改性聚丙烯纤维由制备例2制成，活性粉末包括质量比为1:0.1的硅灰和石灰石粉。
实施例5：一种抗裂防水混凝土，与实施例1的区别在于，活性粉末为硅灰。
实施例6：一种抗裂防水混凝土，与实施例1的区别在于，改性聚丙烯纤维由制备例3制成。
实施例7：一种抗裂防水混凝土，与实施例1的区别在于，改性聚丙烯纤维由制备例4制成。
实施例8：一种抗裂防水混凝土，与实施例1的区别在于，改性聚丙烯纤维由制备例5制成。
实施例9：一种抗裂防水混凝土，与实施例1的区别在于，改性聚丙烯纤维由制备例6制成。
实施例10：一种抗裂防水混凝土，与实施例1的区别在于，改性聚丙烯纤维由制备例7制成。
实施例11：一种抗裂防水混凝土，与实施例1的区别在于，改性聚丙烯纤维由制备例8制成。
实施例12：一种抗裂防水混凝土，与实施例1的区别在于，改性聚丙烯纤维由制备例9制成。
实施例13：一种抗裂防水混凝土，与实施例1的区别在于，改性聚丙烯纤维由制备例10制成。
对比例1：一种抗裂防水剂，与实施例1的区别在于，抗裂防水剂为活性粉末。
对比例2：一种抗裂防水剂，与实施例1的区别在于，抗裂防水剂为聚丙烯纤维。
对比例3：一种抗裂防水剂，与实施例1的区别在于，抗裂防水剂为质量比为1:0.5的聚丙烯纤维和活性粉末。
对比例4：一种抗渗混凝土，包括200kg水泥、76kg水、120kg矿渣、70kg粉煤灰、3kg木质磺酸盐和3kg萘磺酸盐甲醛聚合物、3kg石膏，矿渣的比表面积为620m2/kg，粉煤灰细度为42%，石膏的标准稠度为30%。
按照实施例和对比例中方法制备混凝土，并参照以下标准检测混凝土的性能，将检测结果记录于表2中。
1、抗水渗透性能：按照GB/T50082-2009《普通混凝士长期性能和耐久性能试验方法标准》中的逐级加压法测试标准试块的渗水深度。
2、早期抗裂性能：按照GB/T50081-2016《普通混凝士力学性能试验方法标准》制作标准试块，计算混凝土浇注24h后测量得到单位面积的裂缝数目以及单位面积上的总开裂面积。
3、坍落度：按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验标准》进行检测；
4、抗压强度：按照GB/T50107-2010《混凝土强度季铵盐评定标准》进行检测。
表2 抗裂防水混凝土的性能检测结果
结合实施例1-4和表2内数据可以看出，实施例1-4中均采用制备例1制成的改性聚丙烯纤维，且以硅灰和石灰石粉为活性粉末，以二者作为抗裂剂，制成的混凝土的渗水高度低，而且早期裂纹数目少，抗裂性能强，而且改性聚丙烯纤维的加入并不会导致混凝土的坍落度损失增大，影响混凝土的泵送性。
实施例5中仅使用硅灰作为活性粉末，未添加石灰石粉，实施例5制成的混凝土渗水高度增大，抗渗能力下降，而且坍落度损失增大，抗压强度减小。
实施例6中使用制备例3制成的改性聚丙烯纤维，其中未添加步骤（1）制成的二硼化钛，与实施例1相比，实施例6制备成的混凝土早期裂纹数目增大，而且裂纹面积增加，抗裂性能下降，渗水高度有所增加，抗压强度有所减小。
实施例7中采用制备例4制成的改性聚丙烯纤维，其中改性液中未添加硅烷偶联剂，与实施例1相比，混凝土的渗水高度增加，说明硅烷偶联剂能改善改性聚丙烯纤维的疏水性，提高其抗渗能力。
实施例8与实施例1相比，制备改性聚丙烯纤维时，改性液中未添加纤维素纤维，实施例8制备的混凝土渗水高度反而降低，说明纤维素纤维的亲水性会导致混凝土的渗水性下降，但表2内显示，实施例8制备的混凝土的裂纹数目增大，裂纹面积提高，说明纤维素纤维的加入能增强混凝土的抗裂性，并且改善混凝土的坍落度损失。
实施例9中使用制备例6制成的改性聚丙烯纤维，其中改性液中未添加乳胶粉，表2内显示，实施例9制备的混凝土坍落度下降，而且坍落度损失增大，渗水高度增大，说明乳胶粉能提高改性聚丙烯纤维与混凝土颗粒之间的握裹力，改善混凝土的坍落度损失，提高混凝土的和易性和抗渗性。
实施例10中使用制备例7制备的改性聚丙烯纤维，其中制备聚丙烯纤维时，未添加步骤（1）制成的二硼化钛，与实施例1相比，实施例10制备的混凝土渗水高度变化不大，但裂纹数目显著增加，裂纹面积较大，抗裂性下降，抗压强度所以减小。
实施例11中采用制备例8制备的改性聚丙烯纤维，其中未使用碳纤维，由此制成的混凝土表面裂纹增多，抗裂性下降，而且抗渗效果减弱，抗压强度下降。
实施例12中在制备聚丙烯纤维时，未添加氧化石墨烯，与实施例1相比，实施例12制备的混凝土抗压强度减弱，抗裂能力减弱，说明氧化石墨烯的加入可以改善混凝土的抗压强度和抗裂性。
实施例13中使用制备例10制成的改性聚丙烯纤维，与实施例1相比，实施例13制备的混凝土渗水高度显著降低，而且早期裂纹数目增大，抗裂性降低，抗压强度减小。
对比例1中抗裂剂为活性粉末，未添加改性聚丙烯纤维，与实施例1相比，对比例1制备的混凝土抗渗性减弱，抗压强度减小，抗裂能力下降。
对比例2中抗裂剂为聚丙烯纤维，未经改性，且未添加活性粉末，表2内显示，对比例2制备的混凝土坍落度损失较大，而且抗渗能力减弱。
对比例3中抗裂剂为未改性的聚丙烯纤维与活性粉末，对比例3与对比例1、对比例2相比，所制成的混凝土，抗渗性和抗裂性比对比例1和对比例2好，但仍比实施例1差，说明改性聚丙烯纤维能有效提高混凝土的抗渗性和抗裂性。
对比例4为现有技术制备的一种抗渗混凝土，与实施例1相比，对比例4制备的混凝土的渗水高度和裂缝数目增大，抗渗和抗裂性不及本申请。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种抗裂防水混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：200-300份水泥、40-55份粉煤灰、60-70份矿粉、640-660份砂子、700-750份碎石、6-10份膨胀剂、5-9份防水剂、6-10份高效减水剂、8-16份抗裂剂、120-135份水；
所述抗裂剂质量比为1:0.3-0.5的改性聚丙烯纤维和活性粉末。
2.根据权利要求1所述的抗裂防水混凝土，其特征在于：所述改性聚丙烯纤维包括以下重量份的原料：4-6份聚丙烯、1-1.25份纳米二氧化钛、2-2.5份碳化硼、0.3-0.5份聚乙烯醇。
3.根据权利要求2所述的抗裂防水混凝土，其特征在于，所述改性聚丙烯纤维的制法如下：（1）将碳化硼和纳米二氧化钛干燥，与石墨粉混合，在惰性气氛下，在50-60Pa、1700-1800℃下混合1-2h，冷却至室温，石墨粉与纳米二氧化钛的质量比为3.5-4:1；
（2）将聚乙烯醇用水溶解，制成浓度为3-5wt%的聚乙烯醇溶液，加入硅烷偶联剂和30-50wt%步骤（1）所得物，混匀，制得改性液，聚乙烯醇溶液和硅烷偶联剂的质量比为1:0.6-0.7；
（3）将聚丙烯熔融，加入50-70wt%步骤（1）所得物，混匀，脱泡，纺丝，制得聚丙烯纤维；
（4）将所述聚丙烯纤维与碳纤维分别开松后混匀，制得混合纤维，将改性液喷洒在混合纤维上，密封30-40min，干燥，在80-90℃和3-4MPa下保压4-5min，卸压，裁切，制得改性聚丙烯纤维，改性液的质量为混合纤维质量的20-30%。
4.根据权利要求3所述的抗裂防水混凝土，其特征在于，所述改性液中还含有纤维素纤维和乳胶粉，纤维素纤维、乳胶粉与聚乙烯醇溶液的质量比为0.2-0.4:0.06-0.1:1。
5.根据权利要求3所述的抗裂防水混凝土，其特征在于，所述聚丙烯纤维中还添加了氧化石墨烯，氧化石墨烯和聚丙烯的质量比0.1-0.3:1。
6.根据权利要求1所述的抗裂防水混凝土，其特征在于，所述活性粉末包括质量比为1:0.1-0.3的硅灰和石灰石粉。
7.根据权利要求1所述的抗裂防水混凝土，其特征在于，所述防水剂为SY-K型膨胀纤维抗裂防水剂或膨胀剂为UEA型膨胀剂。
8.根据权利要求1所述的抗裂防水混凝土，其特征在于，所述矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400-450m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％。
9.根据权利要求1所述的抗裂防水混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，45μm方孔筛筛余量为8-12％，需水量比为95-98％，烧失量为2-4.5％。
10.权利要求1-9任一项所述的抗裂防水混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将水泥、粉煤灰、矿粉、水和抗裂剂混合均匀，制得预混料；
将膨胀剂、防水剂、高效减水剂加入到预混料中，混合均匀，制得中间料；
将碎石和砂子混匀后，加入到中间料中，混匀，制得抗裂防水混凝土。
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