[发明专利]一种基于高石粉含量机制砂的超疏水混凝土及其制备方法

权利要求书

1.一种基于高石粉含量机制砂的超疏水混凝土，其特征在于，由如下份数的原材料制备而成：水泥280～350份、粉煤灰微珠80～100份、矿渣粉60～75份、机制砂750～830份、碎石1100～1230份、水130～170份、复配有混凝土性能多重改善剂的外加剂5～13份；超疏水涂料用量为10～20m²/kg；其中：

所述机制砂中石粉含量为7～20％；

所述复配有混凝土性能多重改善剂的外加剂为高效高保坍聚羧酸减水剂与混凝土性能多重改善剂按质量比(30～40)：(1～3)复配而成；所述混凝土性能多重改善剂为采用阳离子单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、阴离子单体丙烯酸和内交联剂N,N”-亚甲基双丙烯酰胺通过三元自由基聚合成的一种两性混凝土性能多重改善剂；

所述超疏水涂料由如下组分的材料制备而成：硅烷和/或硅氧烷30～40份、硬脂酸乙醇改性纳米无机材料5～10份和水15～25份；所述硬脂酸乙醇改性纳米无机材料中，纳米无机材料为纳米二氧化硅和银掺杂量为0.3～0.6％的银掺杂纳米二氧化钛；

所述基于高石粉含量机制砂的超疏水混凝土的制备包括以下步骤：

1)将50～100目的尼龙网紧贴固定于模具模板内表面；

2)将碎石、机制砂干混后加入水泥、粉煤灰微珠、矿渣粉拌和均匀；

3)继续加入水和复配有混凝土性能多重改善剂的外加剂，持续搅拌120～180s；

4)将步骤3)所得混凝土拌合物浇筑入步骤1)中的模具中成型、养护；

5)拆模后将尼龙网拆下，并清洁混凝土表面，根据需要养护至规定龄期后，在干燥状态下将超疏水涂料均匀喷涂至混凝土表面，待自然晾干后制得高石粉含量机制砂超疏水混凝土。

2.根据权利要求1所述的超疏水混凝土，其特征在于，所述高效高保坍聚羧酸减水剂为高效聚羧酸减水剂、高保坍聚羧酸减水剂、引气剂按质量比为240～260：140～160：1配制而成。

3.根据权利要求1所述的超疏水混凝土，其特征在于，所述混凝土性能多重改善剂聚合过程中，原料丙烯酸与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵摩尔比为2:1～1:1，内交联剂占单体丙烯酸与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵总质量的1～2％；聚合过程中还包括引发剂和链转移剂巯基乙酸，其中引发剂、链转移剂巯基乙酸用量分别占单体总质量的1.5～2.5％和0.01～0.03％。

4.根据权利要求1所述的超疏水混凝土，其特征在于，所述混凝土性能多重改善剂制备包括以下步骤：在去离子水中加入阳离子单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、阴离子单体丙烯酸、内交联剂N,N”-亚甲基双丙烯酰胺和链转移剂巯基乙酸，在60～70℃下搅拌至单体全部溶解，然后在氮气环境下加入一定量的过硫酸铵，恒温聚合反应3～5h后，降温至35～45℃，然后将溶液pH值中和为7，得到混凝土性能多重改善剂。

5.根据权利要求1所述的超疏水混凝土，其特征在于，所述超疏水涂料中，硅烷为N-丙基三甲氧基硅烷，硅氧烷为聚甲基氢硅氧烷。

6.根据权利要求1所述的超疏水混凝土，其特征在于，所述纳米无机材料中，纳米二氧化硅和银掺杂量为0.3～0.6％的银掺杂纳米二氧化钛质量比为1：(2～3)。

7.根据权利要求1所述的超疏水混凝土，其特征在于，所述超疏水涂料的制备步骤为：将纳米二氧化硅、银掺杂纳米二氧化钛在浓度为1～2wt％的硬脂酸乙醇溶液中超声分散40～60min，然后搅拌6～8h，静置2～4h后离心分离，收集沉淀物在105-110℃下干燥4～6h，得到改性无机纳米材料；将改性无机纳米材料加入到水中，超声分散40～60min，在搅拌条件下加入硅烷和/或硅氧烷，搅拌8～10h，即得所述混凝土用超疏水涂料。

8.根据权利要求1所述的超疏水混凝土，其特征在于，所述粉煤灰微珠的比表面积≥1300m²/kg，活性指数≥101％，需水量比≤95％，晶体结构为非晶态；所述机制砂为II区级配，MB值≤1.4。

9.一种权利要求1-8任一项所述的基于高石粉含量机制砂的超疏水混凝土具体制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将50～100目的尼龙网紧贴固定于模具模板内表面；

2)将碎石、机制砂干混后加入水泥、粉煤灰微珠、矿渣粉拌和均匀；

3)继续加入水和复配有混凝土性能多重改善剂的外加剂，持续搅拌120～180s；

4)将步骤3)所得混凝土拌合物浇筑入步骤1)中的模具中成型、养护；

5)拆模后将尼龙网拆下，并清洁混凝土表面，根据需要养护至规定龄期后，在干燥状态下将超疏水涂料均匀喷涂至混凝土表面，待自然晾干后制得高石粉含量机制砂超疏水混凝土。