一种高强度抗裂混凝土的制作方法

1.本技术涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及一种高强度抗裂混凝土。


背景技术：

2.混凝土广泛应用于地下工程、桥梁、水池、水塔、涵洞、隧道、码头、堤坝、水电站等工程领域，通常要求其不仅要有较高的强度、韧性和稳定性，同时还需有一定的防水、抗冻性能。
3.中国专利文献cn104056874b公开了一种混凝土，包括以下原料：水泥、砂、碎石、废弃物煅烧料、外加剂和水，废弃物煅烧料经过以下方法制得：将废混凝土和废砖按照10:3的质量比混合，破碎、研磨成小于30mm的碎粉，备用；将碎粉放入水中，泡2-3天，然后取出烘干；将烘干的碎粉在1000-1100℃下煅烧4-5h，冷却后进行研磨、筛分，分别取粒径为0.15-3mm和5-10mm的煅烧产物，为废弃物煅烧料；通过添加外加剂引入含泥量高的混凝土仍然能够满足建筑要求。
4.针对上述中的相关技术，发明人发现混凝土受环境、温度和疲劳损伤等因素的影响，会不可避免地会产生裂缝，裂缝为外界有害物质进入混凝土内部提供了通道，加剧了内部钢筋的锈蚀，降低了混凝土强度，故有待改善。


技术实现要素：

5.为了提高混凝土的强度，本技术提供一种高强度抗裂混凝土，该混凝土通过添加改性剂，增强了骨料与其他材料的结合紧密度，提高了骨料抵抗断裂的能力，从而提高了混凝土的强度。
6.本技术提供的一种高强度抗裂混凝土采用如下的技术方案：
7.一种高强度抗裂混凝土，包括以下质量份数的原料：水泥100-120份，粗骨料80-85份，细骨料90-100份，改性剂20-30份，耐磨剂6-8份，水50-70份。
8.通过采用上述技术方案，向混凝土中加入改性剂，增强了骨料与其他材料的结合紧密度，提高了骨料抵抗断裂的能力，从而提高了混凝土的强度；耐磨剂的加入，提高了混凝土表面的耐磨性。
9.作为优选，所述改性剂包括硅酸钠和硅烷。
10.通过采用上述技术方案，硅酸钠在骨料表面发生水化反应生成水化产物，水化产物填充了骨料表面的空隙和微小裂缝；水化产物中的凝胶具有胶结能力，会将原本疏松多孔的表面砂浆层和微裂缝进行胶结；硅烷在骨料表面形成一层憎水膜，使得骨料的吸水率降低，而且可以改善凹面结构，使得表面更加光滑，增大了原料之间的接触面积，减小了原料之间的间隙；硅酸钠反应生成的凝胶提高了憎水膜的粘结性，从而提高了憎水膜与其他材料之间的结合紧密度，进而提高了混凝土的强度。
11.作为优选，所述改性剂还包括聚乙烯醇。
12.通过采用上述技术方案，聚乙烯醇本身具有粘结性，不仅可以提高骨料与凝胶之
间的粘结力，使得骨料与其他材料的结合紧密度进一步加强，也可以增强憎水膜与其他材料之间的结合紧密度，从而大大加强了混凝土的强度。
13.作为优选，所述硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇的质量比为(3-3.5):(6-7):1。
14.通过采用上述技术方案，将硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇的质量比控制在上述范围内，制备出的改性剂使得混凝土的强度具有很大的提升。
15.作为优选，所述耐磨剂为矿渣粉、硅渣粉、硅灰中的一种或几种。
16.作为优选，采用如下步骤制备而成：
17.s1、将改性剂、耐磨剂和水倒入搅拌机中进行搅拌，搅拌一段时间后，制得添加剂；
18.s2、将水泥、粗骨料、细骨料倒入添加剂中，进行搅拌，搅拌一段时间后，制得混合物；
19.s3、倒出混合物，并进行装模、养护，制得混凝土。
20.通过采用上述技术方案，使得水泥、粗骨料、细骨料、改性剂、耐磨剂均匀混合，从而得到质量均一的混凝土。
21.作为优选，所述步骤s1中的搅拌速度为200-250r/min，步骤s2中的搅拌速度为100-150r/min。
22.作为优选，所述步骤s1中的搅拌时间为5-10min，步骤s2中的搅拌时间为10-20min。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
24.1、向混凝土中加入改性剂，增强了骨料与其他材料的结合紧密度，提高了骨料抵抗断裂的能力，从而提高了混凝土的强度；耐磨剂的加入，提高了混凝土表面的耐磨性。
25.2、硅酸钠在骨料表面发生水化反应生成水化产物，水化产物填充了骨料表面的空隙和微小裂缝；水化产物中的凝胶具有胶结能力，会将原本疏松多孔的表面砂浆层和微裂缝进行胶结；硅烷在骨料表面形成一层憎水膜，使得骨料的吸水率降低，而且可以改善凹面结构，使得表面更加光滑，增大了原料之间的接触面积，减小了原料之间的间隙；硅酸钠反应生成的凝胶提高了憎水膜的粘结性，从而提高了憎水膜与其他材料之间的结合紧密度，进而提高了混凝土的强度。
26.3、聚乙烯醇本身具有粘结性，不仅可以提高骨料与凝胶之间的粘结力，使得骨料与其他材料的结合紧密度进一步加强，也可以增强憎水膜与其他材料之间的结合紧密度，从而大大加强了混凝土的强度。
具体实施方式
27.本技术实施例公开一种高强度抗裂混凝土。
28.实施例1
29.高强度抗裂混凝土包含以下质量份数的原料：水泥100g，粗骨料80g，细骨料90g，改性剂20g，耐磨剂6g，水50g，其中改性剂为硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比为3:7:1混合而成，耐磨剂为矿渣粉、硅渣粉混合而成。
30.高强度抗裂混凝土的制备方法为：
31.s1、将改性剂、耐磨剂和水倒入搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为200r/min，搅拌5min后，制得添加剂；
32.s2、将水泥、粗骨料、细骨料倒入添加剂中，进行搅拌，搅拌速度为100r/min，搅拌10min后，制得混合物；
33.s3、倒出混合物，并进行装模、养护，制得混凝土。
34.实施例2
35.高强度抗裂混凝土包含以下质量份数的原料：水泥120g，粗骨料85g，细骨料100g，改性剂30g，耐磨剂8g，水70g，其中改性剂为硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比为3.5:6:1混合而成，耐磨剂为硅渣粉。
36.高强度抗裂混凝土的制备方法为：
37.s1、将改性剂、耐磨剂和水倒入搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为250r/min，搅拌10min后，制得添加剂；
38.s2、将水泥、粗骨料、细骨料倒入添加剂中，进行搅拌，搅拌速度为150r/min，搅拌20min后，制得混合物；
39.s3、倒出混合物，并进行装模、养护，制得混凝土。
40.实施例3
41.高强度抗裂混凝土包含以下质量份数的原料：水泥110g，粗骨料83g，细骨料95g，改性剂25g，耐磨剂7g，水60g，其中改性剂为硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比为3.3:6.5:1混合而成，耐磨剂为硅灰。
42.高强度抗裂混凝土的制备方法为：
43.s1、将改性剂、耐磨剂和水倒入搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为230r/min，搅拌8min后，制得添加剂；
44.s2、将水泥、粗骨料、细骨料倒入添加剂中，进行搅拌，搅拌速度为130r/min，搅拌15min后，制得混合物；
45.s3、倒出混合物，并进行装模、养护，制得混凝土。
46.实施例4
47.实施例4与实施例3的不同之处在于，硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比为2.5:6.5:1。
48.实施例5
49.实施例5与实施例3的不同之处在于，硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比为4:6.5:1。
50.实施例6
51.实施例6与实施例3的不同之处在于，硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比为3.3:5:1。
52.实施例7
53.实施例7与实施例3的不同之处在于，硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比为3.3:8:1。
54.对比例1
55.实施例1与实施例3的不同之处在于，硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比为0:6.5:1。
56.对比例2
57.实施例2与实施例3的不同之处在于，硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比为3.3:0:1。
58.对比例3
59.对比例3与实施例3的不同之处在于，硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比为3.3:6.5:0。
60.性能检测试验
61.对由实施例1-7以及对比例1-3制得的混凝土进行取样，并对样品进行以下性能检
测试验。
62.1、混凝土的强度检测试验
63.根据国家标准gb/t5081-2002，对7天、28天后样品的抗压强度进行检测，抗压强度越大、抗压能力越强，说明混凝土的强度越高，将检测结果记录在表1。
64.2、混凝土的渗水性检测试验
65.根据国家标准cjj135-2009，对样品的渗水系数进行检测，渗水系数越大，抗冻性能越差，混凝土越容易开裂，将检测结果记录在表1。
66.表1
[0067][0068]
检测数据分析
[0069]
从表1可以看出，实施例1-7所制备的混凝土的7天的抗压强度为31.1-32.7mpa，28天的抗压强度为56.1-57.4mpa，从而可以看出本技术制备的混凝土具有较高的强度。
[0070]
从表1可以看出，实施例1-7所制备的混凝土的渗水系数为5.1-5.9mm/s，从而可以看出本技术制备的混凝土渗水系数较低，抗冻性较好，具有较好的防开裂性。
[0071]
从表1可知，实施例3和实施例4的区别在于硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比，当实施例4将硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇的质量比调整至2.5:6.5:1时，实施例4所制备的混凝土在7天的抗压强度由32.7mpa降低至31.3mpa，15天的抗压强度由57.4mpa降低至56.1mpa，抗压强度降低，这是由于改性剂中硅酸钠的含量变少，导致骨料表面的空隙和微小裂缝无法得到较好的填充，最终使得实施例4所制备的混凝土的强度降低；实施例4所制备的混凝土的渗水系数由5.1mm/s升高至5.8mm/s，渗水系数升高，抗冻性能降低，混凝土易开裂。
[0072]
从表1可知，实施例3和实施例5的区别在于硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比，当实施例5将硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇的质量比调整至4:6.5:1时，实施例5所制备的混凝土在7天的抗压强度由32.7mpa降低至31.2mpa，15天的抗压强度由57.4mpa降低至56.3mpa，抗压强度降低，这是由于改性剂中硅酸钠的含量变多，硅烷、聚乙烯醇的含量变少，导致憎水膜的完整性降低，最终使得实施例5所制备的混凝土的强度降低；实施例5所制备的混凝土的渗水系数由5.1mm/s升高至5.7mm/s，渗水系数升高，抗冻性能降低，混凝土易开裂。
[0073]
从表1可知，实施例3和实施例6的区别在于硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比，当实施例6将硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇的质量比调整至3.3:5:1时，实施例6所制备的混凝土在7天的抗压强度由32.7mpa降低至31.4mpa，15天的抗压强度由57.4mpa降低至56.2mpa，抗压强度降低，这是由于改性剂中硅烷的含量变少，导致憎水膜的完整性降低，最终使得实施例6所制备的混凝土的强度降低；实施例6所制备的混凝土的渗水系数由5.1mm/s升高至5.9mm/s，渗水系数升高，抗冻性能降低，混凝土易开裂。
[0074]
从表1可知，实施例3和实施例7的区别在于硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇质量比，当实施例7将硅酸钠、硅烷、聚乙烯醇的质量比调整至3.3:8:1时，实施例7所制备的混凝土在7天的抗压强度由32.7mpa降低至31.1mpa，15天的抗压强度由57.4mpa降低至56.4mpa，抗压强度降低，这是由于改性剂中硅烷的含量变多，硅酸钠、聚乙烯醇的含量变少，导致骨料表面的空隙和微小裂缝无法得到较好的填充，最终使得实施例7所制备的混凝土的强度降低；实施例7所制备的混凝土的渗水系数由5.1mm/s升高至5.7mm/s，渗水系数升高，抗冻性能降低，混凝土易开裂。
[0075]
由表1可知，对比例1与实施例3的区别仅在于改性剂中未添加硅酸钠的情况下，对比例1所制备的混凝土在7天的抗压强度由32.7mpa降低至25.4mpa，15天的抗压强度由57.4mpa降低至41.4mpa，抗压强度明显降低，这是由于改性剂中缺少硅酸钠，导致骨料表面的空隙和微小裂缝无法得到填充，最终使得对比例1所制备的混凝土的强度明显降低；对比例1所制备的混凝土的渗水系数由5.1mm/s升高至6.6mm/s，渗水系数明显升高，抗冻性能明显降低，混凝土极易开裂。
[0076]
由表1可知，对比例2与实施例3的区别仅在于改性剂中未添加硅烷的情况下，对比例2所制备的混凝土在7天的抗压强度由32.7mpa降低至25.6mpa，15天的抗压强度由57.4mpa降低至41.7mpa，抗压强度明显降低，吸水率明显升高，这是由于改性剂中缺少硅烷，导致原料表面的凹面结构无法得到改善，最终使得对比例2所制备的混凝土的强度明显降低；对比例2所制备的混凝土的渗水系数由5.1mm/s升高至6.5mm/s，渗水系数明显升高，抗冻性能明显降低，混凝土极易开裂。
[0077]
由表1可知，对比例3与实施例3的区别仅在于改性剂中未添加聚乙烯醇的情况下，对比例3所制备的混凝土在7天的抗压强度由32.7mpa降低至26.2mpa，15天的抗压强度由57.4mpa降低至42.3mpa，抗压强度明显降低，吸水率明显升高，这是由于改性剂中缺少聚乙烯醇，不仅导致骨料与凝胶之间的粘结力无法得到加强，而且憎水膜与其他材料之间的结合紧密度也无法得到加强，最终使得对比例3所制备的混凝土的强度明显降低；对比例3所制备的混凝土的渗水系数由5.1mm/s升高至6.1mm/s，渗水系数明显升高，抗冻性能明显降低，混凝土极易开裂。
[0078]
以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术
的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。