本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種水利工程用抗沖耐磨混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)：

高速水流、含沙水流、推移質(zhì)水流對水工建筑物的沖刷磨損和氣蝕破壞一直是水工泄流建筑物如溢流壩、泄洪洞槽、泄水閘等常見的破壞方式，也一直是水利水電建設(shè)中長期關(guān)注、有待妥善解決的問題。據(jù)調(diào)查，我國運(yùn)行中的大壩泄水建筑物有70％存在不同程度的沖磨破壞問題，有的甚至非常嚴(yán)重，不僅自身遭到破壞，而且危及其他建筑物的安全。

經(jīng)?；蛑芷谛缘厥墉h(huán)境水作用的水工構(gòu)筑物所用的混凝土。根據(jù)構(gòu)筑物的大小，可分為大體積混凝土(如大壩混凝土)和一般混凝土。大體積混凝土又分為內(nèi)部混凝土和外部混凝土。水工混凝土常用于水上、水下和水位變動區(qū)等部位。因其用途不同,技術(shù)要求也不同:常與環(huán)境水相接觸時，一般要求具有較好的抗?jié)B性；在寒冷地區(qū)、特別是在水位變動區(qū)應(yīng)用時，要求具有較高的抗凍性；與侵蝕性的水相接觸時，要求具有良好的耐蝕性；在大體積構(gòu)筑物中應(yīng)用時，為防止溫度裂縫的出現(xiàn)，要求具有抵熱性和低收縮性；在受高速水流沖刷的部位使用時，要求具有抗沖刷、耐磨及抗氣蝕性等。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。

長期的施工實(shí)踐證明，在水工混凝土中摻入具有減水、緩凝及增加耐久性的外加劑，如木質(zhì)素磺酸鹽減水劑、糖蜜塑化劑、松香皂引氣劑(在有抗凍性要求的地區(qū)或部位必須摻入)，以及摻入適量的優(yōu)質(zhì)摻合料，如粉煤灰等，對改善混凝土拌合物的和易性及提高耐久性都具有明顯效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種水利工程用抗沖耐磨混凝土及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種水利工程用抗沖耐磨混凝土，由以下重量份的原料制備而成：

普通硅酸鹽水泥77-84份、海泡石粉20-22份、工業(yè)硫酸鋁1.3-1.7份、粉煤灰13-15份、白堊13-15份、硬石膏3.45-4.5份、石墨顆粒3-4份、納米水性粘合劑6-7份、高強(qiáng)仿鋼絲纖維2-2.5份、烷基苯磺酸鈉1-1.2份、硫鋁酸鹽熟料0.2-0.3份、納米結(jié)晶纖維素5-7份、2-溴-3-硝基甲苯0.2-0.3份、活性激發(fā)劑1.5-2.5份、羧甲基纖維素鈉0.6-0.8份、碎屑30-50份、硅灰0.7-1.3份、十二烷基硫酸鈉0.01-0.04份、含氟類添加劑3-5份、3-氰基-5-氟-苯基硼酸5-8份、水30-40份、無機(jī)鹽減水劑0.3-0.9份。

優(yōu)選地，所述含氟類添加劑為含有全氟烷基的丙烯酸系添加劑。

優(yōu)選地，由以下重量份的原料制備而成：

普通硅酸鹽水泥77份、海泡石粉20份、工業(yè)硫酸鋁1.3份、粉煤灰13份、白堊13份、硬石膏3.45份、石墨顆粒3份、納米水性粘合劑6份、高強(qiáng)仿鋼絲纖維2份、烷基苯磺酸鈉1份、硫鋁酸鹽熟料0.2份、納米結(jié)晶纖維素5份、2-溴-3-硝基甲苯0.2份、活性激發(fā)劑1.5份、羧甲基纖維素鈉0.6份、碎屑30份、硅灰0.7份、十二烷基硫酸鈉0.01份、含氟類添加劑3份、3-氰基-5-氟-苯基硼酸5份、水30份、無機(jī)鹽減水劑0.3份。

優(yōu)選地，由以下重量份的原料制備而成：

普通硅酸鹽水泥84份、海泡石粉22份、工業(yè)硫酸鋁1.7份、粉煤灰15份、白堊15份、硬石膏4.5份、石墨顆粒4份、納米水性粘合劑7份、高強(qiáng)仿鋼絲纖維2.5份、烷基苯磺酸鈉1.2份、硫鋁酸鹽熟料0.3份、納米結(jié)晶纖維素7份、2-溴-3-硝基甲苯0.3份、活性激發(fā)劑2.5份、羧甲基纖維素鈉0.8份、碎屑50份、硅灰1.3份、十二烷基硫酸鈉0.04份、含氟類添加劑5份、3-氰基-5-氟-苯基硼酸8份、水40份、無機(jī)鹽減水劑0.9份。

優(yōu)選地，由以下重量份的原料制備而成：

普通硅酸鹽水泥80.5份、海泡石粉21份、工業(yè)硫酸鋁1.5份、粉煤灰14份、白堊14份、硬石膏3.975份、石墨顆粒3.5份、納米水性粘合劑6.5份、高強(qiáng)仿鋼絲纖維2.25份、烷基苯磺酸鈉1.1份、硫鋁酸鹽熟料0.25份、納米結(jié)晶纖維素6份、2-溴-3-硝基甲苯0.25份、活性激發(fā)劑2份、羧甲基纖維素鈉0.7份、碎屑40份、硅灰1份、十二烷基硫酸鈉0.025份、含氟類添加劑4份、3-氰基-5-氟-苯基硼酸6.5份、水35份、無機(jī)鹽減水劑0.6份。

本發(fā)明還提供了上述水利工程用抗沖耐磨混凝土的制備方法，包括如下步驟：

s1、按權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的配方稱取各組分；

s2、將稱取的工業(yè)硫酸鋁、粉煤灰、石墨顆粒、碎屑、納米結(jié)晶纖維素、高強(qiáng)仿鋼絲纖維加入到高速混料機(jī)中混合均勻,得混合物a；

s3、將稱取的烷基苯磺酸鈉、2-溴-3-硝基甲苯、羧甲基纖維素鈉、硅灰、十二烷基硫酸鈉、含氟類添加劑、3-氰基-5-氟-苯基硼酸在0.6mpa的壓力下與稱取量一半的水混合攪拌均勻，然后在0.6mpa的壓力下加入混合物a，攪拌均勻后，常壓下加入稱取的普通硅酸鹽水泥、海泡石粉、白堊、硬石膏、硫鋁酸鹽熟料攪拌均勻，得混合物b；

s4、將稱取的無機(jī)鹽減水劑、納米水性粘合劑、活性激發(fā)劑在0.6mpa的壓力下與稱取量一半的水混合攪拌均勻，得混合物c；

s5、將所得的混合物c加入所得的混合物b，攪拌均勻，出料，即得。

本發(fā)明具有以下有益效果：

含氟類添加劑、2-溴-3-硝基甲苯和3-氰基-5-氟-苯基硼酸，大大提高了混凝土的強(qiáng)度；加入碎屑這一組分，其細(xì)度模數(shù)比砂大，在相同的條件下，配制相同坍落度的混凝土，碎屑比天然砂需水量增加10-20kg/m3，烷基苯磺酸鈉、羧甲基纖維素鈉的添加，可以使混凝土具備一定抗凍能力，且不會產(chǎn)生鋼筋銹蝕，可在負(fù)10度左右使用，具有很好的耐久性，添加了納米結(jié)晶纖維素，在發(fā)生火災(zāi)時，這種纖維會由于高溫而熔化，在混凝土內(nèi)部形成小空洞，成為混凝土內(nèi)氣化膨脹后的水分散發(fā)的通道，從而避免熱膨脹對混凝土產(chǎn)生的破壞作用，使得混凝土具有一定的防火性能，同時工業(yè)硫酸鋁補(bǔ)償混凝土早期產(chǎn)生的塑形收縮，避免混凝土早期產(chǎn)生開裂，硫鋁酸鹽熟料和硬石膏主要起混凝土齡期各階段收縮補(bǔ)償?shù)淖饔?，可以補(bǔ)償混凝土各齡期產(chǎn)生的較大的收縮，最大程度的避免混凝土產(chǎn)生裂縫，降低結(jié)構(gòu)因收縮產(chǎn)生開裂的可能、硅灰可增強(qiáng)混凝土的密實(shí)性和耐磨性，大大提升混凝土的耐磨性能力，增加混凝土的韌性、高強(qiáng)仿鋼絲纖維依靠無數(shù)條纖維在混凝土中形成網(wǎng)狀的支撐體系來延緩和阻止混凝土由于塑性收縮產(chǎn)生的早期塑性裂縫，并能夠在混凝土內(nèi)部起到牽拉作用，進(jìn)一步增加混凝土的韌性、十二烷基硫酸鈉能在砼中引入大量分布均勻的微小穩(wěn)定氣泡，從而大幅度提高砼的彈性。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

以下實(shí)施例中，所使用的含氟類添加劑為含有全氟烷基的丙烯酸系添加劑。

實(shí)施例1

一種水利工程用抗沖耐磨混凝土，由以下重量份的原料制備而成：

普通硅酸鹽水泥77份、海泡石粉20份、工業(yè)硫酸鋁1.3份、粉煤灰13份、白堊13份、硬石膏3.45份、石墨顆粒3份、納米水性粘合劑6份、高強(qiáng)仿鋼絲纖維2份、烷基苯磺酸鈉1份、硫鋁酸鹽熟料0.2份、納米結(jié)晶纖維素5份、2-溴-3-硝基甲苯0.2份、活性激發(fā)劑1.5份、羧甲基纖維素鈉0.6份、碎屑30份、硅灰0.7份、十二烷基硫酸鈉0.01份、含氟類添加劑3份、3-氰基-5-氟-苯基硼酸5份、水30份、無機(jī)鹽減水劑0.3份。

實(shí)施例2

一種水利工程用抗沖耐磨混凝土，由以下重量份的原料制備而成：

普通硅酸鹽水泥84份、海泡石粉22份、工業(yè)硫酸鋁1.7份、粉煤灰15份、白堊15份、硬石膏4.5份、石墨顆粒4份、納米水性粘合劑7份、高強(qiáng)仿鋼絲纖維2.5份、烷基苯磺酸鈉1.2份、硫鋁酸鹽熟料0.3份、納米結(jié)晶纖維素7份、2-溴-3-硝基甲苯0.3份、活性激發(fā)劑2.5份、羧甲基纖維素鈉0.8份、碎屑50份、硅灰1.3份、十二烷基硫酸鈉0.04份、含氟類添加劑5份、3-氰基-5-氟-苯基硼酸8份、水40份、無機(jī)鹽減水劑0.9份。

實(shí)施例3

一種水利工程用抗沖耐磨混凝土，由以下重量份的原料制備而成：

普通硅酸鹽水泥80.5份、海泡石粉21份、工業(yè)硫酸鋁1.5份、粉煤灰14份、白堊14份、硬石膏3.975份、石墨顆粒3.5份、納米水性粘合劑6.5份、高強(qiáng)仿鋼絲纖維2.25份、烷基苯磺酸鈉1.1份、硫鋁酸鹽熟料0.25份、納米結(jié)晶纖維素6份、2-溴-3-硝基甲苯0.25份、活性激發(fā)劑2份、羧甲基纖維素鈉0.7份、碎屑40份、硅灰1份、十二烷基硫酸鈉0.025份、含氟類添加劑4份、3-氰基-5-氟-苯基硼酸6.5份、水35份、無機(jī)鹽減水劑0.6份。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種水利工程用抗沖耐磨混凝土的制備方法，包括如下步驟：

s1、按實(shí)施例1-實(shí)施例3所述的配方稱取各組分；

s2、將稱取的工業(yè)硫酸鋁、粉煤灰、石墨顆粒、碎屑、納米結(jié)晶纖維素、高強(qiáng)仿鋼絲纖維加入到高速混料機(jī)中混合均勻,得混合物a；

s3、將稱取的烷基苯磺酸鈉、2-溴-3-硝基甲苯、羧甲基纖維素鈉、硅灰、十二烷基硫酸鈉、含氟類添加劑、3-氰基-5-氟-苯基硼酸在0.6mpa的壓力下與稱取量一半的水混合攪拌均勻，然后在0.6mpa的壓力下加入混合物a，攪拌均勻后，常壓下加入稱取的普通硅酸鹽水泥、海泡石粉、白堊、硬石膏、硫鋁酸鹽熟料攪拌均勻，得混合物b；

s4、將稱取的無機(jī)鹽減水劑、納米水性粘合劑、活性激發(fā)劑在0.6mpa的壓力下與稱取量一半的水混合攪拌均勻，得混合物c；

s5、將所得的混合物c加入所得的混合物b，攪拌均勻，出料，即得。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。