一种水利用耐冲磨保温隔热混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水利用耐冲磨保温隔热混凝土，其原料及单位体积用量(kg/m

【技术实现步骤摘要】
一种水利用耐冲磨保温隔热混凝土及其制备方法
本专利技术涉及水利工程
，尤其涉及一种水利用耐冲磨保温隔热混凝土及其制备方法。
技术介绍
随着我国社会的发展，对能源的需求呈爆炸式增长。其中水电资源是一种绿色环保、洁净高效的能源，因此我国也越来越重视水电资源的开发。根据《中国可再生能源中长期发展规划》，到2020年，全国水电装机容量将达到3亿千瓦，占中国电力系统装机容量的比例约为23％。泄洪建筑物是水利水电工程中的重要部分，这些工程有时不可避免地建设在高温高热地段，由于高温环境，混凝土的内外表面产生温度差，产生温度附加应力，使得混凝土开裂，混凝土的耐久性大大降低，在高地热地段，不时会有高温裂隙水流出，对混凝土产生侵蚀作用，进一步影响混凝土的寿命，因此为保证高地温地段水利建筑物的运营，这给在高地温地段施工带来了巨大挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种水利用耐冲磨保温隔热混凝土及其制备方法。一种水利用耐冲磨保温隔热混凝土，其原料及单位体积用量包括：硅酸盐水泥349.5-375.9kg/m3，掺和料178.5-191.7kg/m3，粗骨料775.6-832kg/m3，细骨料709-755.1kg/m3，复合纤维12-16.7kg/m3，聚羧酸减水剂13.2-26.4kg/m3，水185.1-211.5kg/m3；其中，掺和料按质量百分比包括：硅灰10-20％，余量为强化粉煤灰。优选地，所述水利用耐冲磨保温隔热混凝土的表观密度为2300-2380kg/m3，28d圆环法抗冲磨强度大于等于2.57h/(kg/m3)。优选地，硅酸盐水泥的等级为42.5、52.5、62.5中一种。优选地，掺和料的粒径为150-250μm。优选地，强化粉煤灰中，将粉煤灰浸没至硫酸溶液中，洗涤，加入氧化镁、硫酸铝，搅拌状态下加入氢氧化钠溶液至形成胶体状态，微波照射下震荡反应，过滤，洗涤，加入十六烷基三甲基溴化铵、去离子水，搅拌，冷却，抽滤，洗涤，干燥得到强化粉煤灰。优选地，强化粉煤灰的制备工艺中，粉煤灰粒径为74-125μm。优选地，强化粉煤灰的制备工艺中，硫酸溶液浓度为1-2mol/L，氢氧化钠溶液浓度为1-1.6mol/L。优选地，强化粉煤灰的制备工艺中，粉煤灰在硫酸溶液中浸没时间为1-2h。优选地，强化粉煤灰的制备工艺中，微波照射下震荡反应时间为1-2h，微波照射功率为300-350W，震荡速度为300-500r/min。优选地，强化粉煤灰的制备工艺中，加入十六烷基三甲基溴化铵、去离子水后，升温至80-100℃搅拌5-10h。优选地，强化粉煤灰的制备工艺中，粉煤灰、氧化镁、硫酸铝、十六烷基三甲基溴化铵的质量比为20-40：1-3：0.5-2.5：1-2。优选地，强化粉煤灰的制备工艺中，采用去离子水进行洗涤。优选地，粗骨料由破碎陶瓷颗粒和按质量比为1：4-7组成；破碎陶瓷颗粒按质量百分比包括：玻化微珠11-17％，氮化铝5-9％，余量为刚玉；连续级配碎石的粒径为10-18mm。优选地，玻化微珠为膨胀玻化微珠，规格为100-116kg/m3，粒径为0.8-1.4mm，导热系数为0.051-0.066W/(m·K)。优选地，细骨料为细度模数为2.4-2.6的人工砂。优选地，复合纤维按质量百分比包括：水性环氧树脂5-10％，聚乙烯醇纤维4-6％，碳纤维5-10％，余量为聚丙烯纤维。粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一，大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气，若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。但粉煤灰可资源化利用，如作为混凝土的掺合料等，但目前在混凝土中的掺合量有限，若大量添加则会显著降低混凝土的强度，本专利技术通过对粉煤灰进行强化，可促使粉煤灰在混凝土中起到架桥作用，有效增强混凝土的强度，而且具有保温隔热的效果，可实现对粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，值得大规模推广应用。具体地，粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，表面具有多孔结构，具有较高的吸附活性，孔隙率高达50-80％，并且颗粒的粒径范围限定为74-125μm，本专利技术将上述粉煤灰颗粒经过硫酸侵蚀后内部杂质溢出，再与氧化镁、硫酸铝复配形成胶体状态，经过微波震荡后，氧化镁与硫酸铝加载在粉煤灰的孔道内，而粉煤灰表面活性基团与十六烷基三甲基溴化铵反应生成有机粉煤灰，十六烷基三甲基溴化铵占据粉煤灰的孔道表面，十六烷基三甲基溴化铵的作用不仅促使氧化镁、硫酸铝在粉煤灰孔道内的结合更加牢固，极大地提高混凝土的密度，而表面结合的十六烷基三甲基溴化铵在混凝土中起到架桥作用，促使粗、细骨料在混凝土内部呈现三维状有机结合分布，隔热保温效果好，并可对高温条件下裂缝的生成和扩展起到明显的抑制作用。本专利技术采用强化粉煤灰与粗骨料(破碎陶瓷颗粒和连续级配碎石)、细骨料(细度模数为2.4-2.6的人工砂)配合，尤其是破碎陶瓷颗粒中含有玻化微珠、氮化铝、刚玉，使混凝土具有较好的隔热保温性能，聚羧酸减水剂可大幅降低混凝土用水量，利用粒径紧密堆积、空隙分级填充，以及弹性模量等物理特性多元互补，从而制备出高致密、高强度的混凝土，适用于如水利工程泄水建筑物等高压、高温同时兼具的严酷工程环境。上述水利用耐冲磨保温隔热混凝土制备方法，包括如下步骤：I、硅酸盐水泥、掺和料、粗骨料和细骨料混合均匀得到干料混合物；II、将聚羧酸减水剂和水混合均匀得到水剂；III、将水剂加入到干料混合物中搅拌，然后将复合纤维分次加入，混合均匀得到流动性良好的水泥基复合浆料，接着将复合浆料浇入模具中，振动密实成型，室温静置20-30h拆模，然后标准养护。本专利技术的制备方法简单易行，而且绿色环保，所得混凝土在高地温环境下，具有良好的隔热性能，同时强度不会降低，硬化后的混凝土强度较高，改善了普通混凝土高地温条件下的力学性能，并且本专利技术所得混凝土具有良好的防水、防开裂性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步解说。下述普通硅酸盐指标满足《通用硅酸盐水泥》(GB175)要求；粉煤灰为F类I级或II级粉煤灰，指标满足《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596)要求；人工砂不含泥块且石粉含量不超过10％，其他指标满足《建设用砂》(GB/T14684)II级砂技术要求；碎石指标满足《建设用碎石、卵石》(GB/T14685)I级技术要求。实施例1一种水利用耐冲磨保温隔热混凝土，其原料及单位体积用量包括：42.5硅酸盐水泥349.5kg/m3，粒径为150-250μm的掺和料191.7kg/m3，玻化微珠26.4kg/m3，氮化铝7.8kg/m3，刚玉120.9kg/m3，粒径为10-18mm的连续级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水利用耐冲磨保温隔热混凝土，其特征在于，其原料及单位体积用量包括：硅酸盐水泥349.5-375.9kg/m

【技术特征摘要】
1.一种水利用耐冲磨保温隔热混凝土，其特征在于，其原料及单位体积用量包括：硅酸盐水泥349.5-375.9kg/m3，掺和料178.5-191.7kg/m3，粗骨料775.6-832kg/m3，细骨料709-755.1kg/m3，复合纤维12-16.7kg/m3，聚羧酸减水剂13.2-26.4kg/m3，水185.1-211.5kg/m3；
其中，掺和料按质量百分比包括：硅灰10-20％，余量为强化粉煤灰。


2.根据权利要求1所述水利用耐冲磨保温隔热混凝土，其特征在于，所述水利用耐冲磨保温隔热混凝土的表观密度为2300-2380kg/m3，28d圆环法抗冲磨强度大于等于2.57h/(kg/m3)。


3.根据权利要求1所述水利用耐冲磨保温隔热混凝土，其特征在于，硅酸盐水泥的等级为42.5、52.5、62.5中一种。


4.根据权利要求1所述水利用耐冲磨保温隔热混凝土，其特征在于，掺和料的粒径为150-250μm。


5.根据权利要求4所述水利用耐冲磨保温隔热混凝土，其特征在于，强化粉煤灰中，将粉煤灰浸没至硫酸溶液中，洗涤，加入氧化镁、硫酸铝，搅拌状态下加入氢氧化钠溶液至形成胶体状态，微波照射下震荡反应，过滤，洗涤，加入十六烷基三甲基溴化铵、去离子水，搅拌，冷却，抽滤，洗涤，干燥得到强化粉煤灰。

【专利技术属性】
技术研发人员：占柯，
申请(专利权)人：占柯，
类型：发明
国别省市：安徽;34