本發(fā)明屬于混凝土，具體涉及一種超耐磨混凝土及其制備工藝。

背景技術(shù)：

1、混凝土作為一種非常常用的建筑材料，其主要由膠凝材料、骨料、去離子水、減水劑等組分所組成，其中，目前的膠凝材料大多以水泥為主，若對(duì)水泥的種類進(jìn)行分類，混凝土則可大致分為硅酸鹽水泥混凝土和鋁酸鹽水泥混凝土，與硅酸鹽水泥混凝土相比，鋁酸鹽水泥混凝土具有早期強(qiáng)度高、抗侵蝕性優(yōu)異等優(yōu)勢(shì)，往往應(yīng)用于緊急的修復(fù)工程，例如道路搶修等，不過，現(xiàn)有的鋁酸鹽水泥混凝土仍存在一定的弊端限制其實(shí)際的應(yīng)用效果，這是因?yàn)橐环矫驿X酸鹽水泥在水化的過程中不可避免地會(huì)面臨著晶型的轉(zhuǎn)變，即cah10、c2ah8晶型轉(zhuǎn)變?yōu)閏3ah6晶型，而這一晶型轉(zhuǎn)變過程會(huì)伴隨著體系內(nèi)部的孔隙率增大、結(jié)合力下降、體積收縮等問題，最終，導(dǎo)致鋁酸鹽水泥混凝土的耐磨性大大降低，另一方面則是即使解決了鋁酸鹽水泥的晶型轉(zhuǎn)變問題，鋁酸鹽水泥混凝土的耐磨性依然十分有限，其表面經(jīng)過長期的摩擦作用后極易發(fā)生磨粒磨損，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生微裂縫，進(jìn)而引發(fā)斷裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種超耐磨混凝土及其制備工藝，本發(fā)明創(chuàng)造性地以帶有雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑作為改性劑，使其先水解縮聚再基于自由基聚合與甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸發(fā)生共聚，從而制得一種含有硅醇鍵的硅烷改性減水劑，接著利用聚乙烯醇水溶液對(duì)鋼纖維和納米鋁硅合金粉末依次進(jìn)行混合、過濾、干燥操作，進(jìn)而制得一種表面附著有聚乙烯醇的改性復(fù)合助劑，最終，通過往去離子水中先依次加入硅烷改性減水劑和鋁酸鹽水泥進(jìn)行混合，然后再依次加入改性復(fù)合助劑、粗骨料、細(xì)骨料、粉煤灰和礦粉進(jìn)行混合，即制備出一種混凝土，擁有十分優(yōu)異的耐磨性，市場應(yīng)用前景非常好。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種超耐磨混凝土，所述超耐磨混凝土由去離子水、硅烷改性減水劑、鋁酸鹽水泥、改性復(fù)合助劑、粗骨料、細(xì)骨料、粉煤灰和礦粉制備而成。

4、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述去離子水、所述硅烷改性減水劑、所述鋁酸鹽水泥、所述改性復(fù)合助劑、所述粗骨料、所述細(xì)骨料、所述粉煤灰和所述礦粉的質(zhì)量比為30:1.5:150:10-12:350-400:180:25-30:15。

5、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述硅烷改性減水劑通過以下步驟進(jìn)行制備：

6、步驟y1：往100重量份的去離子水中加入3-4重量份的甲基烯丙基聚氧乙烯醚和雙鍵硅烷偶聯(lián)劑，然后在常溫下攪拌15-20min混合，得到組分a；

7、步驟y2：往18-20重量份的去離子水中加入丙烯酸、巰基丙酸和抗壞血酸，然后在常溫下攪拌5-10min混合，得到組分b；

8、步驟y3：往10-15重量份的去離子水中加入過硫酸銨，然后在常溫下攪拌5-10min混合，得到組分c；

9、步驟y4：在氮?dú)夥諊?0-50℃中往所述組分a邊攪拌邊滴加所述組分b和所述組分c，全部滴加完成后，繼續(xù)恒溫?cái)嚢?0-45min，得到組分d；

10、步驟y5：利用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)所述組分d的ph至5.5-6，然后利用超濾膜進(jìn)行超濾，取截留物，最后在30-40℃下真空干燥直至恒重，即制備完成；

11、所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚、所述雙鍵硅烷偶聯(lián)劑和所述丙烯酸的摩爾比為1:0.4:3-4；所述巰基丙酸的用量為所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚、所述雙鍵硅烷偶聯(lián)劑和所述丙烯酸的摩爾總和的0.8-1％；所述過硫酸銨的用量為所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚、所述雙鍵硅烷偶聯(lián)劑和所述丙烯酸的摩爾總和的4％；所述抗壞血酸和所述過硫酸銨的摩爾比為1:1.4-1.5。

12、進(jìn)一步地，步驟y1所述雙鍵硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種。

13、進(jìn)一步地，步驟y4所述滴加所述組分b和所述組分c是指控制組分b的滴加速率在1-2滴/s、組分c的滴加速率在1-2滴/s進(jìn)行滴加。

14、進(jìn)一步地，步驟y5所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-30％。

15、進(jìn)一步地，步驟y5所述超濾膜的截留分子量為3000。

16、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述改性復(fù)合助劑通過以下步驟進(jìn)行制備：

17、步驟z1：將聚乙烯醇水溶液、鋼纖維和納米鋁硅合金粉末按質(zhì)量比為100:2:0.2-0.3在常溫下攪拌20-24h混合，然后過濾，取濾渣，最后在30-35℃下真空干燥直至恒重，即制備完成。

18、進(jìn)一步地，步驟z1所述聚乙烯醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-12％；所述聚乙烯醇水溶液的溶質(zhì)為聚乙烯醇1788。

19、一種超耐磨混凝土的制備工藝，所述制備工藝包括以下步驟：

20、步驟x1：往去離子水中依次加入硅烷改性減水劑和鋁酸鹽水泥，然后在常溫下攪拌3-5min混合，接著再依次加入改性復(fù)合助劑、粗骨料、細(xì)骨料、粉煤灰和礦粉，繼續(xù)在常溫下攪拌3-5min混合，即制備完成。

21、本發(fā)明的有益效果：

22、(1)本發(fā)明創(chuàng)造性地以帶有雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑作為改性劑，使其先水解縮聚再基于自由基聚合與甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸發(fā)生共聚，從而制得一種含有硅醇鍵的硅烷改性減水劑，接著利用聚乙烯醇水溶液對(duì)鋼纖維和納米鋁硅合金粉末依次進(jìn)行混合、過濾、干燥操作，進(jìn)而制得一種表面附著有聚乙烯醇的改性復(fù)合助劑，最終，通過往去離子水中先依次加入硅烷改性減水劑和鋁酸鹽水泥進(jìn)行混合，然后再依次加入改性復(fù)合助劑、粗骨料、細(xì)骨料、粉煤灰和礦粉進(jìn)行混合，即制備出一種混凝土，擁有十分優(yōu)異的耐磨性，市場應(yīng)用前景非常好。

23、(2)本發(fā)明從鋁酸鹽水泥出發(fā)，創(chuàng)造性地先制備一種含有硅醇鍵的硅烷改性減水劑，使其除了能通過靜電相互作用附著在水泥顆粒的表面之外，還能以共價(jià)鍵的形式與水泥顆粒進(jìn)行結(jié)合，從而進(jìn)一步促進(jìn)水泥顆粒的分散性，獲得更好的分散效果，提高后續(xù)所制得的混凝土的密實(shí)度，增強(qiáng)耐磨性，接著以表面附著有聚乙烯醇的鋼纖維和納米鋁硅合金粉末作為混凝土的改性復(fù)合助劑，一方面鋼纖維的加入能夠很好地提高混凝土的整體性能，另一方面則是納米鋁硅合金粉末具有尺寸小、鋁含量高等特性，使其在混凝土中不僅可以發(fā)揮出優(yōu)異的填充作用，而且其還能有效地削弱、減少鋁酸鹽水泥的晶型轉(zhuǎn)變，同時(shí)，在對(duì)鋼纖維和納米鋁硅合金粉末進(jìn)行聚乙烯醇的表面附著后亦能使得兩者形成更為強(qiáng)的“粘結(jié)”界面，促進(jìn)兩者與其它組分的界面結(jié)合，最終，通過兩者的協(xié)同作用，進(jìn)一步增強(qiáng)混凝土的耐磨效果。

24、(3)本發(fā)明創(chuàng)造性地制備出一種硅烷改性減水劑和一種改性復(fù)合助劑，使它們兩者添加到混凝土中，共同賦予混凝土擁有優(yōu)異的耐磨性能，同時(shí)，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明對(duì)于混凝土的制備，需待去離子水、硅烷改性減水劑和鋁酸鹽水泥進(jìn)行混合之后再加入改性復(fù)合助劑，否則，最終所制得的混凝土的耐磨性能將有所下降，可能的原因在于改性復(fù)合助劑表面附著有高羥基含量的聚乙烯醇，易與硅烷改性減水劑產(chǎn)生相互作用，進(jìn)而導(dǎo)致硅烷改性減水劑無法對(duì)水泥顆粒發(fā)揮出該有的分散效果。

25、(4)本發(fā)明所制備的超耐磨混凝土在實(shí)際使用時(shí)，按照常規(guī)的養(yǎng)護(hù)條件、養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)即可，非常方便且實(shí)用。