一种防渗混凝土及其制备方法技术

本申请涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及一种防渗混凝土及其制备方法,防渗混凝土，包括由以下重量份的原料制成：水泥200

【技术实现步骤摘要】
一种防渗混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及建筑材料
，尤其是涉及一种防渗混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土是用水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、矿粉、硅粉等混合料，经常规工艺生产而获得的，在各种土木工程、造船业、机械工业、海洋的开发和地热工程中具有广泛的应用。
[0003]混凝土裂缝是由于混凝土塑性收缩、水化热、干缩等形成的，是影响混凝土耐久性、结构安全与建筑使用寿命最直接最重要的因素。目前行业内常常通过加入膨胀剂用于补偿混凝土收缩，降低混凝土的开裂风险。常用的混凝土膨胀剂有氧化钙类膨胀剂、硫铝酸钙类膨胀剂、氧化钙
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硫铝酸钙双膨胀源膨胀剂、氧化镁膨胀剂，但膨胀剂其膨胀率控制难度大，整体补偿收缩效果不佳。
[0004]因此，提高混凝土的防渗性对混凝土的耐久性和使用寿命具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]为了提高混凝土的防渗性能，本申请提供一种防渗混凝土及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种防渗混凝土，采用如下的技术方案：一种防渗混凝土，包括由以下重量份的原料制成：水泥200
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300份、石子900
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1000份、砂800
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900份、粉煤灰90
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110份、纳米颗粒材料0.5
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1份、相变膨胀抗裂剂5
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10份、外加剂1.5
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3份和水150份；所述相变膨胀抗裂剂的制备方法为：将十二醇与混合膨胀剂混合均匀，再加入酸化石墨混合均匀形成混合料，将混合料进行真空吸附，使得十二醇及混合膨胀剂吸附于酸化石墨的多孔结构中；所述十二醇、混合膨胀剂和酸化石墨的质量比为(35
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50)：(50
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60)：(1
‑
5)。
[0007]通过采用上述技术方案，相变膨胀抗裂剂通过真空吸附法可使相变材料十二醇均匀的吸附于酸化石墨的微孔结构中；酸化石墨作为相变膨胀抗裂剂的支撑载体，不仅具有多孔结构，为相变材料提供了附着点，还能够吸收和储存混凝土水化过程中释放的一部分能量，并且具有较好的亲水性，能够保持混凝土内部的水分不易析出，达到良好的保水效果，具有较高的储能和保水性，有效地控制了混凝土的温升、改善硬化混凝土内部湿度，一方面可以降低温升，促进膨胀剂膨胀能的释放，同时储存的能量能够降低混凝土温峰后的温降速率，减少温度收缩，提高混凝土的抗裂性能。
[0008]纳米颗粒材料具有颗粒细小，不仅可以填充再生粗骨料内部，降低裂缝宽度、孔隙大小和数量，而且可以得到更加稳定、更具有流动性的浆料；同时可以提高混凝土的早期和后期强度，能在混凝土中发挥更突出的作用。
[0009]本申请通过相变膨胀抗裂剂和纳米颗粒材料从收缩和填缝两个不同的角度出发降低混凝土发生裂缝的风险，在两者协同作用下提高了所制混凝土的防渗性能。
[0010]在一个具体的可实施方案中，所述混合膨胀剂为质量比为(3
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5)：(2
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4)：3的氧化钙膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂和氧化镁膨胀剂的混合物。
[0011]通过采用上述技术方案，氧化钙膨胀剂的水化速率过快(1
‑
4d)，水化放热量高，膨胀效能大，前3d可完成其限制膨胀率的90％以上，使其在水泥基材料塑性阶段就发生了较大程度的水化，导致其膨胀性能不能在后期得到有效的发挥；硫铝酸钙类膨胀剂需水量较大，水化反应主要集中在14d之前；氧化镁膨胀剂膨胀反应温和，可持续的发生膨胀反应，但早期膨胀较小，比较适宜进行中长龄期(14d
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1年)下的补偿收缩；因而通过氧化钙膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂和氧化镁膨胀剂的结合，可针对整个水化反应过程起到很好的补偿收缩的效果，提高混凝土的抗裂性，达到防渗作用。
[0012]在一个具体的可实施方案中，所述酸化石墨的制备方法为：将石墨与含有硫酸、能够生成过一硫酸根离子或过二硫酸根离子的过硫酸盐以及含过氧化氢的氧化剂的处理液进行反应。
[0013]通过采用上述技术方案，一方面使用硫酸形成酸化石墨时，作为层间物质，存在除硫酸以外的挥发温度相对较低的水分；该水分的存在量越多石墨膨胀开始温度变得越低，因此可以通过控制硫酸的浓度，实现有效地把控石墨开始膨胀的温度；另一方面，使用氧化剂使硫酸与石墨反应，构成石墨层间构造的碳的一部分形成阳离子，与硫酸分解了氢离子形成的硫酸离子进行化合，生成离子化合物与多种硫酸相互作用，在石墨层间保存，以扩大石墨层间间隙，从而提高了酸化石墨对十二醇和混合膨胀剂的吸附性。
[0014]在一个具体的可实施方案中，所述纳米颗粒材料为质量比为(3
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5)：(5
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7)的纳米二氧化硅和纳米碳酸钙混合物。
[0015]通过采用上述技术方案，在水泥体系中，添加纳米二氧化硅与水泥水合产物快速反应，生成类似高硅含量的水泥水合物C
‑
S
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H胶体结构，这些快速生成的C
‑
S
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H胶体结构不但可以粘结水泥及骨料，还可以束缚住水泥中过量游离的水，从而提高混凝土的流变性能和稳定性；纳米二氧化硅与纳米碳酸钙可以很好的发挥结晶效应和小尺寸效应，可以增强混凝土水化和碳酸化的能力，加水拌合后具有良好的渗透结晶性能，能快速渗透到混凝土裂缝和孔隙中并结晶，生成水化硅酸钙凝胶，还能快速生成碳酸钙沉淀，填充裂缝和孔隙，提高混凝土的力学性能和抗渗性能，具有良好的修复裂缝功能。
[0016]在一个具体的可实施方案中，所述外加剂包括0.5
‑
1质量份的聚羧酸减水剂和1
‑
2质量份的电气石粉活化剂。
[0017]通过采用上述技术方案，聚羧酸减水剂的质量带有羟基和醚(
‑
C
‑
O
‑
C)，具有亲水性，这些基团通过氢键形式和水分子结合使水泥颗粒表面形成了一层水膜，这层水膜具有很好的润滑作用，能有效降低水泥颗粒之间的阻力，增加混凝土的流动性，但是，水泥颗粒的粒径是微米级别的，而聚羧酸分子是纳米级别的，由于聚羧酸减水剂的分子大大小于水泥颗粒，因此，部分的聚羧酸减水剂分子会被水泥颗粒部分或全部包裹，因为失去其减水性。
[0018]电气石粉具有热电性，在一定温度下，晶体中带电粒子之间发生相对位移，正负电荷中心发生分离，晶体的总电矩发生变化，从而导致极化电荷产生，这种极化电荷的产生能够一定程度上降低聚羧酸减水剂的羧端基与水泥中钙离子的结合，促进氢氧化钙形成结晶，从而提高早强性能。
[0019]综上所述，在防渗混凝土中同时添加适量的聚羧酸减水剂和电气石粉活性剂，两者具有协同作用，提高了混凝土的流动性和早强性。
[0020]在一个具体的可实施方案中，所述水泥为P
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LH42.5低热硅酸盐水泥，比表面为350
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防渗混凝土，其特征在于：包括由以下重量份的原料制成：水泥200
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300份、石子900
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1000份、砂800
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900份、粉煤灰90
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110份、纳米颗粒材料0.5
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1份、相变膨胀抗裂剂5
‑
10份、外加剂1.5
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3份和水150份；所述相变膨胀抗裂剂的制备方法为：将十二醇与混合膨胀剂混合均匀，再加入酸化石墨混合均匀形成混合料，将混合料进行真空吸附，使得十二醇及混合膨胀剂吸附于酸化石墨的多孔结构中；所述十二醇、混合膨胀剂和酸化石墨的质量比为（35
‑
50）：（50
‑
60）：（1
‑
5）。2.根据权利要求1所述的防渗混凝土，其特征在于：所述混合膨胀剂为质量比为（3
‑
5）：（2
‑
4）：3的氧化钙膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂和氧化镁膨胀剂的混合物。3.根据权利要求1所述的防渗混凝土，其特征在于：所述酸化石墨的制备方法为：将石墨与含有硫酸、能够生成过一硫酸根离子或过二硫酸根离子的过硫酸盐以及含过氧化氢的氧化剂的处理液进行反应。4.根据权利要求1所述的防渗混凝土，其特征在于：所述纳米颗粒材料为质量比为（3
‑
5）：（5
‑
7）的纳米二氧化硅和纳米碳酸钙混合物。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱丽明，
申请(专利权)人：苏州凉兴混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：