[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

说明书

一种抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土及其制备方法，包括：水泥、粉煤灰、硅粉、煤矸石粉、氮化硼、磷渣粉、砂子、碎石、高强度聚乙烯醇纤维、减水剂、分散激发剂、改性氧化石墨烯分散液和水所制备的混凝土在1小时龄期导热系数为2.9～3.7W/(m·K)，28天龄期混凝土的导热系数为3.5～4.7W/(m·K)、抗压强度为67.6～98.3MPa、抗折强度为13.3～16.8MPa、劈拉强度为9.3～9.8MPa、抗弯拉强度为8.3～10.7MPa、抗弯拉弹性模量为44.5～51.4GPa，同时其抗水渗透性、抗氯离子渗透性、抗冻融、抗碳化性能均达到最好级别。混凝土具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性以及高韧性、高抗裂、高抗渗的能力。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土及其制备方法。

背景技术

强度等级为C60～C90的抗裂缝抗渗透高耐久性高性能混凝土主要用于各种高层建筑、高等级道路工程如大跨度桥梁、桥墩、隧道及水电大坝、机场跑道、军事及核电设施等工程领域，是目前各种工程急需的高性能混凝土。高性能混凝土是指具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性的混凝土，高工作性是指具有很好的流动性和施工性能，高体积稳定性是指其体积收缩和膨胀很小，不裂缝和渗漏，高耐久性是是具有很长的服役寿命。因此，高工作性、高体积稳定性和高耐久性共同决定了混凝土达到高性能，而高性能的核心和目的是高耐久性。

我国学者按照抗压强度将高性能混凝土分为普通高性能混凝土(C30～C50)、高性能混凝土(C60～C90)、超高性能混凝土(C100～C150)、特高性能混凝土(150MPa)。我们知道，混凝土的主要用途是用于建造各种建筑、路桥、隧道、机场、水电大坝、港口码头、核电设施等，因此，混凝土的材料及性能对于这些建筑、工程及设施的质量具有重要的影响。目前，全世界每年水泥产量为60多亿吨，我国的水泥产量占据了世界产量的60％左右，产生这些水泥及将其用于制备混凝土需要耗费大量的天然资源及能源，同时也会对环境会产生巨大的破坏和影响。一般混凝土建筑及工程的使用寿命在50～70年，但是由于裂缝及渗漏等问题导致许多混凝土建筑及工程在使用后3～5年就开始了维修，在25年左右需要进行大维修，在使用50～70年还得折除重建，如果延长混凝土建筑及工程的使用寿命到150年以上，就会产生巨大的社会和经济效益。因此，高性能混凝土的核心是提高混凝土的耐久性，增加混凝土建筑及工程的服役年限。

随着我国经济建设和社会的飞速发展，高速铁路、高速公路、大大跨度桥梁、海上平台、高层建筑、码头港口、机场、水电大坝等基础设施也在迅速的发展和建设之中，对于C60～C90高性能混凝土的应用具有非常迫切的需求。对于用于各种工程的混凝土而言，目前存在的主要问题依然是抗压强度等指标容易达到，抗裂缝、抗渗透等耐久性指标难以实现。再者，为了节约耕地以及受到高山、海洋、河流及峡谷等地形地貌的限制，越来越多的基础建筑及工程等采用了高层建筑、长距离隧道、桥梁等设计理念及工程实践。在这些建设工程中，所用混凝土会受到海洋、河流等复杂周围环境的温湿度、大气成分、地质及水文条件的影响，容易产生裂缝、渗漏等危害。因此，对于各种工程用混凝土材料的设计理念是在强度等级达到要求的基础上，实现高抗渗、高抗裂和高耐久性。而这些性能又决定于混凝土的微观结构和宏观结构，决定于混凝土的组分的性能、比例及其化学反应产物及其聚集态结构。高性能混凝土在性能设计上主要包括强度如抗压强度、抗折强度、劈拉强度、弯拉强度以及耐久性评价如抗渗透、抗冻融、抗碳化等性能指标，在实际工程中往往是是以强度作为主要设计及评价指标，对于高性能混凝土所要求的抗渗及抗裂和耐久性的要求难以实现，导致了目前混凝土建筑及工程的耐久性较差，在使用过程中产生裂缝、渗漏等问题比较突出，加固维修这些混凝土结构每年耗资巨大，同时由于混凝土的脆性及裂缝造成建筑、路桥崩塌事故时有发生，混凝土的脆性和裂缝问题已经严重的影响到了混凝土结构的使用的安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土及其制备方法，所制成的混凝土为C60～C90强度等级的高性能混凝土，能够满足复杂环境条件下高层建筑、路桥、隧道、水电大坝等对于高性能混凝土的性能要求。