本發(fā)明涉及混凝土，具體地，涉及一種復(fù)合混凝土添加劑及其制備方法和混凝土。

背景技術(shù)：

綜合管廊，即用箱涵拼接形成的地下城市管道綜合走廊，即在城市地下建造一個隧道空間，將電力、通訊，燃?xì)狻⒐?、給排水等各種工程管線集于一體，設(shè)有專門的檢修口、吊裝口和監(jiān)測系統(tǒng)，實施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一建設(shè)和管理，是保障城市運行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”。它是實施統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計、施工和維護(hù)，建于城市地下用于鋪設(shè)市政公用管線的市政公用設(shè)施。

對于組成管廊的箱涵來說，作用于箱涵的荷載通常有垂直土荷載、活荷載、箱涵自重力、土的側(cè)向壓力及內(nèi)外水壓力等。公知的混凝土構(gòu)件是剛性結(jié)構(gòu)，目前，對公知的混凝土構(gòu)件的評判更注重抗壓強度，因此，現(xiàn)有的混凝土構(gòu)件抗壓強度強，混凝土構(gòu)件質(zhì)脆，表面易出現(xiàn)龜裂、破損；主要原因是混凝土凝固后其內(nèi)的毛細(xì)孔率較高，粒子握裹力差，這樣混凝土管廊在地下內(nèi)外水壓力下，特別具有酸堿液體的情況下，酸堿液體易侵入混凝土內(nèi)部，造成混凝土的侵蝕，使混凝土部分剝落或透穿，出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

因此，在保證混凝土具有較好抗壓強度的基礎(chǔ)上，提高混凝土耐酸堿侵蝕能力，進(jìn)而提高混凝土的防滲水能力，是目前亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合混凝土添加劑及其制備方法和混凝土，在保證混凝土具有較好抗壓強度的基礎(chǔ)上，提高混凝土耐酸堿侵蝕能力，并提高混凝土的防滲水能力。同時，本發(fā)明的制備方法簡單，原料易得。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種復(fù)合混凝土添加劑的制備方法，該制備方法包括以下步驟：(1)將聚丙烯酰胺、褐藻膠、水加熱混合，獲得m1；(2)將m1與3-氨基丙基三烷氧基硅烷、硅酸鹽礦物粒、硫酸加熱混合獲得m2。

本發(fā)明還提供了一種根據(jù)前文所述的制備方法制備的復(fù)合混凝土添加劑。

不僅如此，本發(fā)明還提供一種復(fù)合混凝土，混凝土的原料包括：水泥、砂、碎石、粉煤灰、水和前文所述的復(fù)合混凝土添加劑。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過控制制備復(fù)合混凝土添加劑的原料組成和工藝步驟：(1)將聚丙烯酰胺、褐藻膠、水加熱混合，獲得m1；(2)將m1與3-氨基丙基三烷氧基硅烷、硅酸鹽礦物粒、硫酸加熱混合獲得m2，制備了一種復(fù)合混凝土添加劑。上述原料發(fā)生協(xié)同作用，得到的復(fù)合混凝土添加劑不僅能夠提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及減少凝固后混凝土的毛細(xì)孔率，從而提高了凝固后混凝土的防滲性能，另外提高了混凝土的耐酸堿侵蝕能力。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。

本發(fā)明提供了一種復(fù)合混凝土添加劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：(1)將聚丙烯酰胺、褐藻膠、水加熱混合，獲得m1；(2)將m1與3-氨基丙基三烷氧基硅烷、硅酸鹽礦物粒、硫酸加熱混合獲得m2。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過控制制備復(fù)合混凝土添加劑的原料組成和工藝步驟：(1)將聚丙烯酰胺、褐藻膠、水加熱混合，獲得m1；(2)將m1與3-氨基丙基三烷氧基硅烷、硅酸鹽礦物粒、硫酸加熱混合獲得m2，制備了一種復(fù)合混凝土添加劑。上述原料發(fā)生協(xié)同作用，得到的復(fù)合混凝土添加劑不僅能夠提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及減少凝固后混凝土的毛細(xì)孔率，從而提高了凝固后混凝土的防滲性能，另外提高了混凝土的耐酸堿侵蝕能力。

在本發(fā)明中，聚丙烯酰胺的分子量可在較寬范圍內(nèi)選擇，只要該聚丙烯酰胺為水溶性高分子即可實現(xiàn)本發(fā)明。

在上述技術(shù)方案中，褐藻膠其主要成分為多聚甘露糖醛酸和多聚古羅糖醛酸所構(gòu)成的高分子化合物，常規(guī)市售產(chǎn)品如工業(yè)級、食品級、醫(yī)藥級褐藻膠均可實現(xiàn)本發(fā)明。

在上述技術(shù)方案中，硅酸鹽礦物?？梢杂卸喾N選擇，為了使制得的高強度纖維混凝土添加劑彌散性較好，同時與其他組分發(fā)揮更好的協(xié)同作用，優(yōu)選地，硅酸鹽礦物粒為云母、白土、長石、石英中的至少一種。

同時，硅酸鹽礦物粒的粒徑有多種選擇，為了更進(jìn)一步使制得的高強度纖維混凝土添加劑彌散性較好，同時與其他組分發(fā)揮更好的協(xié)同作用，優(yōu)選地，硅酸鹽礦物粒的粒徑為60目-400目。

在上述技術(shù)方案中，步驟(1)中的原料配比可在較寬范圍內(nèi)選擇，為了使得到的復(fù)合混凝土添加劑不僅能夠提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及減少凝固后混凝土的毛細(xì)孔率，從而提高凝固后混凝土的防滲性能，以及提高混凝土的耐酸堿侵蝕能力，優(yōu)選地，以重量份計：步驟(1)中聚丙烯酰胺50-80份，褐藻膠10-20份，水60-150份。

在上述技術(shù)方案中，步驟(2)中的原料配比可在較寬范圍內(nèi)選擇，為了使得到的復(fù)合混凝土添加劑不僅能夠提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及減少凝固后混凝土的毛細(xì)孔率，從而提高凝固后混凝土的防滲性能，以及提高混凝土的耐酸堿侵蝕能力，優(yōu)選地，步驟(2)中，步驟(2)中3-氨基丙基三烷氧基硅烷15-25份，硅酸鹽礦物粒30-50份，硫酸10-15份。

在上述技術(shù)方案中，硫酸濃度可在較寬范圍內(nèi)選擇，在上述技術(shù)方案中，步驟(2)中的原料配比可在較寬范圍內(nèi)選擇，為了使得到的復(fù)合混凝土添加劑不僅能夠提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及減少凝固后混凝土的毛細(xì)孔率，從而提高凝固后混凝土的防滲性能，以及提高混凝土的耐酸堿侵蝕能力，優(yōu)選地，步驟(2)中硫酸濃度為3-7mol/l。

在上述具體實施方式中，制備方法中的加熱混合溫度和時間可在較寬范圍內(nèi)選擇，為了使制得的復(fù)合混凝土添加劑提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及減少凝固后混凝土的毛細(xì)孔率，從而進(jìn)一步提高凝固后混凝土的防滲性能，以及提高混凝土的耐酸堿侵蝕能力，另外，節(jié)約生產(chǎn)成本，優(yōu)選地，步驟(1)中加熱混合溫度為180-240℃，時間為1.5-3小時。

在上述具體實施方式中，制備方法中的加熱混合溫度和時間可在較寬范圍內(nèi)選擇，為了使制得的復(fù)合混凝土添加劑提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及減少凝固后混凝土的毛細(xì)孔率，從而進(jìn)一步提高凝固后混凝土的防滲性能，以及提高混凝土的耐酸堿侵蝕能力，另外，節(jié)約生產(chǎn)成本，優(yōu)選地，步驟(2)中加熱混合溫度為200-260℃，混合時間為24-48小時。

同時，本發(fā)明還提供一種前文所述的制備方法制備的復(fù)合混凝土添加劑。該復(fù)合混凝土添加劑不僅能夠提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及減少凝固后混凝土的毛細(xì)孔率，從而提高了凝固后混凝土的防滲性能和耐酸堿侵蝕能力。

另外，本發(fā)明還提供一種復(fù)合混凝土，混凝土的原料包括：水泥、砂、碎石、粉煤灰、水和前文所述的復(fù)合混凝土添加劑。

該復(fù)合混凝土不僅具有較好的抗壓強度，同時混凝土凝固后的粒子握裹力較好，以及凝固后混凝土的毛細(xì)孔率較低，具有較好的防滲性能和耐酸堿侵蝕能力。

在該技術(shù)方案中，水泥、砂、碎石、粉煤灰可以在較寬范圍內(nèi)選擇，只要符合混凝土原料使用要求即可。

為了進(jìn)一步提高復(fù)合混凝土的抗壓強度，提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及降低凝固后混凝土的毛細(xì)孔率，提高防滲性能，優(yōu)選地，混凝土的原料包括：以重量份計，以重量份計，水泥100份，砂20-30份，碎石15-25份、粉煤灰10-13份、水60-85份，復(fù)合混凝土添加劑85-120份。

為了提高混凝土原料的結(jié)合能力，增強復(fù)合混凝土添加劑的作用效果，從而在提高混凝土強度的基礎(chǔ)上提高混混凝土的防滲能力及耐酸堿侵蝕能力，優(yōu)選地，混凝土的原料還包括平均粒徑小于20mm、平均孔徑小于3mm的蜂窩石。

在上述具體實施方式中，蜂窩石的添加量可以在較寬范圍內(nèi)添加，為了更進(jìn)一步提高混凝土原料的結(jié)合能力，增強復(fù)合混凝土添加劑的作用效果，從而在提高混凝土強度的基礎(chǔ)上提高混凝土的防滲能力及耐酸堿侵蝕能力，優(yōu)選地，相對于添加100重量份的水泥，蜂窩石的添加量為5-8份。

在該具體實施方式中，混凝土初凝時間可在較寬范圍內(nèi)調(diào)整，為了更進(jìn)一步提高混凝土原料的結(jié)合能力，增強復(fù)合混凝土添加劑的作用效果，從而在提高混凝土強度的基礎(chǔ)上提高混凝土的防滲能力及耐酸堿侵蝕能力，優(yōu)選地，所述混凝土初凝時間≥12min。

在該具體實施方式中，混凝土終凝時間可在較寬范圍內(nèi)調(diào)整，為了更進(jìn)一步提高混凝土原料的結(jié)合能力，增強復(fù)合混凝土添加劑的作用效果，從而在提高混凝土強度的基礎(chǔ)上提高混凝土的防滲能力及耐酸堿侵蝕能力，優(yōu)選地，終凝時間≤40min。

在該具體實施方式中，混凝土的抗壓強度可以具有較寬的范圍，為了在提高混凝土強度的基礎(chǔ)上提高混凝土的防滲能力，優(yōu)選地，抗壓強度≥50mpa。

以下將通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

在以下實施例中，混凝土抗壓強度參數(shù)按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t50081-2002檢測而得；滲水壓參數(shù)檢測按照檢測例1進(jìn)行檢測而得。

聚丙烯酰胺購自鞏義予州化工型號26—30；二氧化硅微粉選擇平均粒徑為60μm的二氧化硅微粉；褐藻膠購自青島億紡化工有限公司的工業(yè)級褐藻膠；硅酸鹽礦物粒選擇云母粒；水泥為425牌號的海螺水泥；砂為中砂；碎石粒徑小于45mm；粉煤灰為ⅱ級粉煤灰；其他原料為市售品。

實施例1

(1)制備復(fù)合混凝土添加劑：以重量份計，將聚丙烯酰胺50份、褐藻膠10份、水60份180℃加熱混合1.5小時，獲得m1；將m1與3-氨基丙基三烷氧基硅烷15份、云母粒(平均粒徑為60目)、3mol/l硫酸200℃加熱混合24小時，獲得得到復(fù)合混凝土添加劑；

(2)制備混凝土：以重量份計，將水泥100份，砂20份，碎石15份、粉煤灰10份、水60份和復(fù)合混凝土添加劑15份和蜂窩石(平均粒徑為15mm，平均孔徑3mm)5份相混合均勻，制得混凝土。

按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t50081-2002制備試樣并檢測抗壓強度，按照檢測例1檢測滲水壓，檢測結(jié)果見表1。

實施例2

(1)制備復(fù)合混凝土添加劑：以重量份計，將聚丙烯酰胺80份、褐藻膠20份、水150份240℃加熱混合3小時，獲得m1；將m1與3-氨基丙基三烷氧基硅烷25份、云母粒(平均粒徑為400目)、7mol/l硫酸260℃加熱混合48小時，獲得得到復(fù)合混凝土添加劑；

(2)制備混凝土：以重量份計，將水泥100份，砂30份，碎石25份、粉煤灰13份、水85份、復(fù)合混凝土添加劑25份和蜂窩石(平均粒徑為15mm，平均孔徑3mm)8份相混合，制得混凝土。

按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t50081-2002制備試樣并檢測抗壓強度，按照檢測例1檢測滲水壓，檢測結(jié)果見表1。

實施例3

(1)制備復(fù)合混凝土添加劑：以重量份計，將聚丙烯酰胺65份、褐藻膠15份、水120份210℃加熱混合3小時，獲得m1；將m1與3-氨基丙基三烷氧基硅烷20份、云母粒(平均粒徑為200目)、5mol/l硫酸230℃加熱混合36小時，獲得得到復(fù)合混凝土添加劑；

(2)制備混凝土：以重量份計，將水泥100份，砂25份，碎石20份、粉煤灰11.5份、水72份、復(fù)合混凝土添加劑20份和蜂窩石(平均粒徑為15mm，平均孔徑3mm)5份相混合，制得混凝土。

按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t50081-2002制備試樣并檢測抗壓強度，按照檢測例1檢測滲水壓，檢測結(jié)果見表1。

實施例4

(1)制備復(fù)合混凝土添加劑：以重量份計，將聚丙烯酰胺65份、褐藻膠15份、水120份210℃加熱混合3小時，獲得m1；將m1與3-氨基丙基三烷氧基硅烷20份、云母粒(平均粒徑為200目)、5mol/l硫酸230℃加熱混合36小時，獲得得到復(fù)合混凝土添加劑；

(2)制備混凝土：以重量份計，將水泥100份，砂25份，碎石20份、粉煤灰11.5份、水72份、復(fù)合混凝土添加劑20份、和蜂窩石(平均粒徑為15mm，平均孔徑3mm)7份相混合，制得混凝土。

按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t50081-2002制備試樣并檢測抗壓強度，按照檢測例1檢測滲水壓，檢測結(jié)果見表1。

對比例1

按照實施例3的方法制得混凝土，不同的是，在制備復(fù)合混凝土添加劑的過程中，沒有將聚丙烯酰胺、褐藻膠、水加熱混合的步驟，而直接將聚丙烯酰胺65份、褐藻膠15份、水120份與3-氨基丙基三烷氧基硅烷20份、云母粒(平均粒徑為200目)、5mol/l硫酸230℃加熱混合36小時，獲得得到復(fù)合混凝土添加劑；

對比例2

按照實施例3的方法制得混凝土，不同的是，制備復(fù)合混凝土添加劑的方法中，不添加聚丙烯酰胺。

對比例3

按照實施例3的方法制得混凝土，不同的是，制備復(fù)合混凝土添加劑的方法中，不添加褐藻膠。

對比例4

按照實施例3的方法制得混凝土，不同的是，制備復(fù)合混凝土添加劑的方法中，不添加3-氨基丙基三烷氧基硅烷。

對比例5

按照實施例3的方法制得混凝土，不同的是，制備復(fù)合混凝土添加劑的方法中，不添加云母粒。

對比例6

按照實施例3的方法制得混凝土，不同的是，制備復(fù)合混凝土添加劑的方法中，不添加硫酸。

檢測例1

按照gb/t8076-2008制備待檢測樣品，將待檢測樣品放入上口直徑為70mm，下口直徑為80mm，高為30mm的截頭圓錐帶底金屬試模成型基準(zhǔn)和受檢試件，成型后用塑料布將試件蓋好靜停，脫模后放入20℃水中養(yǎng)護(hù)至7d。將上述樣品先置于ph為1的酸液中浸泡10天，接著在水中浸泡一天，然后置于ph為13的堿液中浸泡10天。同時取一組試樣浸泡于中性水中21天。

取出待表面干燥后，用密封材料密封裝入滲透儀中進(jìn)行滲水壓力檢測，一組用6個試件。

水壓從0.2mpa開始，恒壓2h，增至0.3mpa，以后每隔1h，增加水壓0.1mpa，當(dāng)六個試件中有三個試件表面呈現(xiàn)滲水現(xiàn)象時，停止試驗，記錄水壓，具體檢測結(jié)果見表1。

表1

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。