[发明专利]高韧性高抗渗高耐久性混凝土及其制备方法

说明书

高韧性高抗渗高耐久性混凝土及其制备方法，由水泥、粉煤灰、硅粉、钢渣粉、氮化硼、低度氧化石墨烯片层粉体、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制备而成。所制备混凝土1小时龄期导热系数为3.46～4.32W/(m·K)，28天龄期的导热系数为4.83～5.54W/(m·K)、抗压强度为106.8～127.5MPa、抗折强度为17.3～19.8MPa、劈拉强度为10.7～11.8MPa、抗弯拉强度为11.2～12.7MPa、抗弯拉弹性模量为52.6～57.6GPa，同时其抗水渗透性、抗氯离子渗透性、抗冻融、抗碳化性能达到了最好水平。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高韧性高抗渗高耐久性混凝土及其制备方法。

背景技术

高韧性高抗渗高耐久性的高性能混凝土是指强度为C100～C150的高性能混凝土，这个等级阶段的混凝土主要用于各种高层建筑、高等级道路工程如桥梁、桥墩、隧道及水电大坝、机场跑道、港口码头、海上工程、军事设施及核电建设等，是目前各种工程建设迫切需要及在研究发展的的混凝土。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，使用过程中不裂缝和渗漏，高耐久性是是具有很长的服役寿命，预计可安全使用150到200年。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。。

混凝土最普遍和广泛的应用是作为结构材料，抗压强度是一个比较重要的强度指标。我国学者按照抗压强度等级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)。尽管按照抗压等级对高性能混凝土进行分级，但是高性能混凝土的评价主要在于考察与抗折强度、劈拉强度、弯折强度、弯折模量有关系的韧性及与抗水渗透性、抗氯离子渗透性、抗冻融、抗碳化等耐久性等指标。目前存在的主要问题依然是抗压强度容易达到，而抗折强度、劈拉强度、抗弯拉强度、裂缝、抗渗透等耐久性指标难以提高。

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、军事设施、核电建设等基础设施也在迅速的发展和建设之中，同时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，越来越多的道路工程等采用了长距离穿越沟壑、高山、河流、海洋等的大跨度桥梁、深海隧道等设计理念及工程实践，对于所需要混凝土的抗裂缝、抗渗透等有更高的要求。因此，目前我们国家的基础建设中对于高抗裂、高抗渗及长耐久性的C100到C150高性能混凝土有着迫切的需求。实现C100～C150混凝土的高性能，特别是在抗渗透、抗裂缝和耐久性方面有突出性能表现，主要决定于混凝土的组分及其形成的微观结构和宏观结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强度为C100-C120，能够显著提高混凝土的抗裂缝、抗压强度、抗折强度、抗劈拉强度及抗渗透、抗冻融、抗碳化、抗腐蚀等性能，提高混凝土体积稳定性和耐久性的高韧性高抗渗高耐久性混凝土及其制备方法。

为达到上述目的，本发明高韧性高抗渗高耐久性混凝土，按质量份数包括：水泥385～400份、粉煤灰32～34份、硅粉37～39份、钢渣粉43～47份、氮化硼26.8～28份、低度氧化石墨烯片层粉体0.5～0.8份、磷渣粉16～18、砂子539～579份、碎石1000～1030份、高强度聚乙烯醇纤维1.4～1.5份、减水剂13.4～13.9份、分散激发剂8～8.3份、改性氧化石墨烯分散液107.2～111.2份、水54.5～59.2份。

所述的水泥为P·O52.5标号硅酸盐水泥；

所述硅粉的粒径尺寸为0.3～0.5μm的超细硅灰，比表面积大于5000m²/kg，烧失量小于3.0％，SiO₂含量大于90％；