[发明专利]一种水利工程专用混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体为一种水利工程专用混凝土及其制备方法。

背景技术

水工混凝土是经常或周期性地受环境水作用的水工构筑物所用的混凝土。根据构筑物的大小，可分为大体积混凝土（如大坝混凝土）和一般混凝土。大体积混凝土又分为内部混凝土和外部混凝土。水工混凝土常用于水上、水下和水位变动区等部位。因其用途不同,技术要求也不同:常与环境水相接触时，一般要求具有较好的抗渗性；在寒冷地区、特别是在水位变动区应用时，要求具有较高的抗冻性；与侵蚀性的水相接触时，要求具有良好的耐蚀性；在大体积构筑物中应用时，为防止温度裂缝的出现，要求具有抵热性和低收缩性；在受高速水流冲刷的部位使用时，要求具有抗冲刷、耐磨及抗气蚀性等。水工混凝土是水利工程中，尤其是大型水利工程中最主要的建筑材料。中国近30年来建成的大、中型混凝土闸、坝达数百座,其中有的混凝土用量多达1000万米以上，如长江的葛洲坝工程和台湾省的德基大坝 (坝高达180米)除此以外，河港、农田水利及地下防水工程中也都大量应用。

水工混凝土结构在运行过程中，由于受到水、大气、各类侵蚀性介质及正负温度的反复作用，易产生老化和各种病害，调查显示，渗漏是引起水工混凝土结构耐久性不良的最为普遍的病害，严重的会导致结构丧失强度，彻底崩溃。

冻融破坏是高昼夜温差地区混凝土破坏的主要形式，它严重影响了混凝土的使用寿命和房屋安全。冻融破坏不是瞬间发生的，混凝土内部裂缝中水分结冰体积膨胀，水分融化体积缩小，多次循环导致混凝土裂缝扩展，而裂缝扩展使更多的水分进入混凝土内部产生恶性循环，最终导致混凝土破坏。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有良好的综合性能，以及突出的抗渗性和抗冻性的水利工程专用混凝土及其制备方法。

本发明水利工程专用混凝土，由以下重量份数的组分制成：快硬硫铝酸盐水泥66～76份、普通硅酸盐水泥34～39份、粉煤灰28～36份、石膏18～22份、氢氧化钙10～12份、纳米二氧化硅粉末1～1.5份、纳米氧化锌粉末1～1.5份、短切玻璃纤维4～6份、甲壳素6～8份、柠檬酸铵3～4份、聚苯乙烯磺酸钠1～1.5份、异丙基苯磺酸钠1.5～2份、聚羧酸高性能减水剂3～4份、水48～60份。

作为优化，该水利工程专用混凝土，由以下重量份数的原料制成：快硬硫铝酸盐水泥72份、普通硅酸盐水泥36份、平均粒径10μm的粉煤灰30份、平均粒径20μm的石膏19份、平均粒径10μm的氢氧化钙11份、平均粒径20nm的纳米二氧化硅粉末1.2份、平均粒径50nm的纳米氧化锌粉末1.4份、短切玻璃纤维5份、甲壳素7份、柠檬酸铵3.5份、聚苯乙烯磺酸钠1.2份、异丙基苯磺酸钠1.8份、聚羧酸高性能减水剂3.5份、水55份。

制备本发明水利工程专用混凝土的方法，包括以下步骤：

a、将所述重量份数的快硬硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、石膏、氢氧化钙，加入到搅拌机中混合均匀；

b、将所述重量份数的纳米二氧化硅粉末、纳米氧化锌粉末、聚苯乙烯磺酸钠1.2份、异丙基苯磺酸钠、水，加入到搅拌机中混合均匀；

c、将步骤b 中的混合物加入到步骤a中的混合物中，搅拌均匀；然后依次加入所述重量份数的短切玻璃纤维、甲壳素、柠檬酸铵、聚羧酸高性能减水剂，混合均匀，出料。

作为优化，选择广西云燕牌P.O 42.5快硬低碱度硫铝酸盐水泥、海螺牌P.O 425R普通硅酸盐水泥、河北润发建筑材料有限公司供应平均粒径10μm的填料粉煤灰、江苏省一夫新材料科技有限公司平均粒径20μm的α-型高强石膏、上海江沪钛白化工制品有限公司平均粒径10μm的氢氧化钙、苏州恒球石墨烯科技有限公司平均粒径20nm的纳米二氧化硅粉末、苏州恒球石墨烯科技有限公司平均粒径50nm的纳米氧化锌、江阴万千化学品有限公司短切长度10mm短切玻璃纤维、郑州诚祥化工产品有限公司甲壳素、寿光市鲁科化工有限责任公司柠檬酸铵、济南鑫森源化工有限公司聚苯乙烯磺酸钠、丽水博瑞特化工有限公司异丙基苯磺酸钠、郑州艾克思建材有限公司聚羧酸高性能减水剂。