[发明专利]抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土及其制备方法

说明书

抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土及其制备方法，由水泥、硅粉、氮化硼粉、砂子、聚乙烯醇纤维、碎石、粉煤灰、煤矸石粉、磷渣粉、减水剂、分散激发剂、改性氧化石墨烯分散液和水制备而成。所得混凝土在1小时及28天龄期导热系数分别为2.62～3.23W/(m·K)和3.53～4.35W/(m·K)，28天龄期的抗压强度为38.7～57.6MPa、抗折强度为13.3～14.6MPa、劈拉强度为8.4～9.7MPa、抗弯拉强度为7.3～9.0MPa及抗弯拉弹性模量为28.7～33.4GPa，同时其抗水渗透性、抗氯离子渗透性、抗冻融、抗碳化性能均达到了最好级别。本发明具有高工作性、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，适合各种复杂环境条件下对于普通高性能混凝土的要求。

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

抗裂缝抗渗透高耐久性普通高性能混凝土是指强度为C30～C50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，具有很强的抗裂缝及抗渗透的能力。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。

混凝土是用于建造各种楼房、路桥、隧道、机场、水电大坝、港口码头、核电设施等的结构材料，因此，混凝土的材料及性能对于这些工程及建筑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巨量的天然资源及消耗大量的能源，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。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)。

随着我国经济建设和社会的飞速发展，高速铁路、高速公路、大跨度桥梁、海上平台、高层建筑、码头港口、水电大坝、核电等基础设施也在迅速的发展和建设之中，因此，对于高性能混凝土有着非常迫切的需求。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，高韧性及抗裂缝、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、河流及峡谷等地形的限制，越来越多的建筑及道路工程等采用了长距离的桥梁、隧道及地下多层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、河流等复杂环境的温湿度、大气成分、地质及水文条件的影响。因此，目前对于混凝土的设计理念是在设计强度等级基础上，对于韧性及抗渗透、抗裂缝和耐久性有了比较高的要求，要求无论哪个强度等级的混凝土均能达到高抗渗、高抗裂和高耐久性。当然混凝土的这些性能决定于混凝土的组分的性能、比例及其化学反应产物与聚集态结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种C30～C50强度等级的抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土及其制备方法，所得混凝土具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性，其显著特点是具有高韧性、高抗裂、高抗渗能力，适用于复杂环境条件下以普通高性能混凝土为设计要求的各种工程及建筑。

为达到上述目的，本发明的抗裂缝抗渗透高耐久性混凝土，按质量份数包括：水泥288～328份、硅粉28～32份、氮化硼粉16～18.3份、砂子687～744份、聚乙烯醇纤维1～1.2份、碎石1116～1122份、粉煤灰32～36.5份、煤矸石粉24～27.4份、磷渣粉 12～13.7份、减水剂7.0～8.0份、分散激发剂4～4.6份、改性氧化石墨烯分散液40～54.7 份、水110～117份。

所述水泥为P·O42.5标号硅酸盐水泥；