[发明专利]一种抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土及其制备方法

权利要求书

1.一种抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土，其特征在于：按质量份数包括：水泥336~372份、硅粉32~35份、氮化硼粉19~21份、砂子610~686份、聚乙烯醇纤维1.2~1.4份、碎石1085~1120份、粉煤灰37~41份、煤矸石粉28~31份、磷渣粉14~16份、减水剂9.3~10.3份、分散激发剂4.7~5.2份、改性氧化石墨烯分散液65.5~103.2份、水67.1~108.7份；

所述分散激发剂的平均相对分子质量为8950~11256，相对分子质量分散系数为1.14~1.27，有效成份含量为20%，按以下方法制备：

步骤一，制备单体混合液：按质量份数将丙烯酸8份、丙烯腈2份、丙烯酸聚乙二醇-600酯10份与水10份混合均匀；

步骤二，制备引发剂溶液：按质量份数将1份过硫酸盐与9份水混合均匀；

步骤三，制备分散激发剂：在反应器内加入60份水并加热到85℃，在搅拌下同时慢慢同步滴加步骤一和步骤二制备的单体混合液和引发剂溶液，加入时间30分钟，加完后保温反应2小时后，然后降温到30℃，用二乙醇胺调整制备的产物pH值为6.5；

所述改性氧化石墨烯分散液为丙烯酸羟乙酯和乙烯基吡啶与氧化石墨烯水分散液进行接枝共聚改性所得，其中氧化石墨烯含量为0.5%，氧化石墨烯片层的厚度为1~3nm，片层的平面尺寸为80~250nm，氧化石墨烯成膜后导热系数为85.6~94.8W/(m·K)，改性氧化石墨烯分散液制备方法包括以下步骤：

步骤一，通过Hummers法制备的氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯质量分数为1.3%，氧化石墨烯结构中氧元素含量为31~33%，分散液pH值为6.8，氧化石墨烯片层厚度为2~11nm，片层面尺寸350~800nm，氧化石墨烯膜导热系数为81.3~92.5W/(m·K)；

步骤二，单体混合溶液的制备：按质量份数取丙烯酸羟乙酯10份、乙烯基吡啶10份、巯基丙酸1份、去离子水30份混合均匀得单体混合溶液；

步骤三，引发剂溶液制备：按质量份数取过硫酸铵1份与水38份混合溶解形成引发剂溶液；

步骤四，改性氧化石墨烯分散液的制备：在反应器内加入去离水60份和步骤一的氧化石墨烯分散液100份，搅拌并加热到40~50℃，同时滴加步骤二制备的单体混合溶液及步骤三制备的引发剂溶液，滴加时间为30~40分钟，加完后保温反应3小时，然后降温到30℃，得到了改性氧化石墨烯分散液。

2.根据权利要求1所述的抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土，其特征在于：

所述水泥为P•O42.5标号硅酸盐水泥；

所述硅粉的粒径尺寸为0.5~0.8μm，比表面积不小于4000m²/kg，烧失量小于3.0%，SiO₂含量大于90%；

所述氮化硼为超细六方氮化硼粉，粒径范围3~5μm，比表面积不小于4000m²/kg，纯度不小于99%，维系硬度108GPa，导热系数20~30W/(m·K)；

所述聚乙烯醇纤维采用直径15μm、长度4~6mm、密度为1.3g/cm³、抗拉强度为1200MPa、杨氏模量为35GPa及断裂伸长率3~5%；

所述砂子为河砂或石英砂，由细度模数为1.6~2.2、2.3~3.0两种细度砂子按3:4的质量比混合而成，堆积密度为1450~1510kg/m³。

3.根据权利要求1所述的抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土，其特征在于：所述碎石为花岗岩或玄武岩的碎石，其粒径为5~15mm、15~30mm、30~40mm三级配按照质量份4:3:3组成，压碎指标为12%，堆积密度为1520~1730kg/m³。