FQY抗裂硅质高韧性混凝土及其选择性建构制备工艺技术领域
本发明涉及一种混凝土，特别涉及一种含FQY防裂硅质防水剂高韧性混凝土及其
选择性建构的制备方法。
背景技术
伴随建筑与建材科技创新的快速发展，对混凝土的市场需求呈现多元化，以瞄准
市场需求，推动去产能，实施“供给侧”发展方式，在保留不同类型混凝土性能标准与功能方
向的同时，通过个性化的选择性建构制备工艺，优化混凝土工艺指标，提升品质，尤显紧迫。
混凝土具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单的特点，因而随着社会经济与城市化发展的
加快，高品质混凝土需求越来越旺盛。混凝土是由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合
材料，它不仅广泛应用于各种土木工程，尤其在城市轨道交通建设、地下地热工程、造船与
机械工业、海洋开发等工程领域也是重要的基础材料。随着建设速度与施工效率的提升、降
低成本及快速施工对混凝土强度的要求，使现代水泥的细度越来越高，造成水泥早期水化
速度越来越快，水泥水化放热过程越来越集中，混凝土开裂影响质量安全，问题尤显突出。
当前伴随混凝土合成材料的不断发展，市场对商品混凝土的功效要求已不仅局限于抗裂抗
压等传统指标，更加注重混凝土的优化配比，工艺改善，使混凝土的可塑性、耐久性、防水抗
爆抗压、抗裂抗渗、防腐耐蚀、保湿、绿色安全环保，及降低成本等综合指标的高品质协调优
化。通过优化材料组分配比并使用功能性阻裂材料，从源头上减小超大体积结构混凝土的
温降收缩和自收缩，抑制混凝土结构开裂。在混凝土中掺膨胀剂补偿收缩，提高超长结构混
凝土阻裂性能，控制结构渗漏。同时使混凝土多 项性能指标较现有制品工艺更明确与量
化、细化、优化。
抗裂硅质防水剂作为一种新材料，由活化改性沸石粉体、消泡剂和高铝热组成，旨
在提高混凝土的阻裂与防水作用，掺入抗裂硅质防水剂(FQY)可有效调控混凝土水化放热
膨胀，降低结构温升，同时有效补偿混凝土的收缩变形。随着建筑施工设备与现代化程度的
提高、施工工艺的升级优化，都将极大促进更加优异强大，能满足多种工程技术指标多元化
需求的高品质混凝土市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种掺有抗裂硅质防水剂(FQY)的高韧性混凝土及其制备
方法。该混凝土具有良好的密实性、耐久性及阻裂防渗、抗压抗折抗冲击、韧性好等较高性
能指标。
本发明的目的在于提供一种混凝土，其在阻裂、防渗方面、工作性能方面以及耐久
性能方面，具有较高的性能指标。为了实现上述目的，本发明采用的方案如下：
一种FQY抗裂硅质高韧性混凝土，其组成成分包括普通硅酸盐水泥、矿物掺合料、
减水剂、中砂、碎石、抗裂硅质防水剂(FQY)、水和聚丙烯酸酯；
进一步的，其中各组分间的质量配比范围是：
硅酸盐水泥：220～295kg/m3
矿物掺合料：100～180kg/m3
聚丙烯酸酯：3～5kg/m3
减水剂：3～5kg/m3
中砂：680～815kg/m3
碎石：920～1100kg/m3
FQY：30～45kg/m3
水量：150～165kg/m3。
优选的，其中所述各组分间的质量配比范围是：
硅酸盐水泥：230～255kg/m3
矿物掺合料：100～130kg/m3
减水剂：3～4kg/m3
中砂：730～780kg/m3
碎石：1020～1080kg/m3
FQY：35～42kg/m3
水量：155～160kg/m3。
其中，硅酸盐水泥是指市售的普通的硅酸盐水泥，通常是含有少量(15％左右)的
工业固体废弃物在里面，一般包括P.O42.5和52.5两个等级。
其中所述矿物掺合料包括粉煤灰和粒化高炉矿渣粉，二者比例为1:1～1.2:1；
更进一步的，其中所述的粉煤灰为I级粉煤灰；所述的粒化高炉矿渣粉为S95级矿
渣粉，其中所述I级粉煤灰和S95级矿渣粉二者比例为1:1～1.2:1；
进一步的，所述的减水剂包括聚羧酸高性能减水剂，聚羧酸高性能减水剂是以聚
羧酸盐为主体的多种高分子有机化合物，经接枝共聚生成的。
进一步的，所述的中砂细度模数为2.9～2.3，中砂是指粒径大于0.25mm的颗粒质
量超过总质量的50％的砂；
进一步的，所述的碎石为粒径5～25mm的连续级配碎石颗粒。
更进一步的，所述的碎石采用5～16mm和16～25mm碎石复配，复配比例按重量百分
比为30％：70％。
进一步的，其中所述抗裂硅质防水剂(FQY)，其组成成分包括氧化钙、硫 铝酸钙膨
胀熟料、硬石膏、缓释剂，其中氧化钙：硫铝酸钙膨胀熟料：硬石膏：缓释剂的重量百分比为
30％～40％：40％～50％：10％～20％：0.01％～0.04％。
更进一步的，所述的膨胀熟料由石灰石、铝土矿、矾土、铁粉及石膏按照1：1：1：
0.3：1的体积比于1300℃～1350℃高温煅烧而成。
更进一步的，缓释剂为市售的常见的缓释剂。
进一步的，其水胶比为0.40～0.45，砂率为38％～45％。
硬石膏有助于改善膨胀熟料的膨胀效果；缓释剂为一种有机高分子组分，在水泥
水化初期，在熟料表面形成包裹膜，降低水泥水化反应速率。
本发明采用添加剂FQY替代部分普通硅酸盐水泥，掺入混凝土后，使混凝土具有明
显的补偿收缩，减缓水化放热，保坍及阻裂效果，提高了混凝土密实性、工作性。
上述混凝土的制备方法，包括如下的步骤：
将减水剂、抗裂硅质防水剂(FQY)、矿物掺合料、普通硅酸盐水泥和适量水混合均
匀，加热到85度搅拌反应30-50min，再加入中砂、碎石，混合均匀，然后浇筑，于10-28度潮湿
环境中养护5-8天即可。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果是：本发明涉及的一种新型的混凝土，
采用全新的组分及其配比，增加了混凝土的密实性、抗裂性能、抗冲击性能和抗渗性能，韧
性好；而且该混凝土的抗压抗折强度高；通过使用助剂，增加了混凝土的抗压抗折强度，防
锈性能、防水防渗性能好，还具有良好的减水性、和易性、可塑性和可泵送效果；该混凝土制
备方法，操作简单、成本低廉，非常适于工业化生产。针对目前地下混凝土结构极易出现裂
缝和渗漏水现象，以及阻裂防渗混凝土配合比设计不合理等问题，应用自行配制的混凝土
配 合比，增加了混凝土的密实性、抗裂性能、抗冲击性能和抗渗性能，韧性好；而且该混凝
土的抗压抗折强度高；通过使用助剂，增加了混凝土的抗压抗折强度，增加了混凝土的香
气，防锈性能、防水防渗性能好，还具有良好的减水性、和易性、可塑性和可泵送效果；该混
凝土制备方法，操作简单、成本低廉，非常适于工业化生产。结合聚羧酸高性能减水剂，调整
粗细集料的级配，利用粉煤灰和矿粉双掺效应，在满足高性能混凝土基本要求的情况下，将
混凝土中胶凝材料的水化放热过程明显延缓，温峰、温降速率、绝热温升以及混凝土结构物
的温度应力显著降低，并不断释放有效膨胀能，膨胀速率稳定、可控，显著补偿混凝土自身
收缩，使地下混凝土结构的开裂风险大大降低。
具体实施例
实施例1
以下对本发明涉及的一种混凝土的技术方案作进一步的详细说明。
一种抗裂硅质高韧性混凝土，其包括的各组分的用量为普通硅酸盐水泥240kg/
m3、矿物掺合料108kg/m3、减水剂3.5kg/m3、细度模数为2的中砂760kg/m3、碎石1049kg/m3、聚
丙烯酸酯3.5kg/m3，抗裂硅质防水剂(FQY)40kg/m3以及用水量159kg/m3。
抗裂硅质防水剂(FQY)，包括硫铝酸钙膨胀熟料、硬石膏和缓释剂材料，硫铝酸钙
膨胀熟料：硬石膏：缓释剂＝80％：19.97％：0.03％。
硫铝酸钙膨胀熟料通过精选高化学品位的石灰石、矾土、铁粉及石膏，按照一定的
比例在回转窑1300℃～1350℃高温煅烧而成，以氧化钙和硫铝酸钙为主要膨胀源；
碎石是由粒径5～16mm和粒径16～25mm碎石复配得5～25mm连续级配， 较优的复
配比例按重量百分比为30％：70％，可达最大堆积密实度。
所述的普通硅酸盐水泥，通常是含有少量(15％左右)的工业固体废弃物在里面，
一般包括P.O42.5和52.5两个等级。
所述矿物掺合料包括I级粉煤灰和S95级矿渣粉，二者比例为1:1～1.2:1；所述减
水剂为聚羧酸高性能减水剂；其中配比水胶比为0.40～0.45；砂率为38％～45％。
制备方法是：将减水剂、抗裂硅质防水剂(FQY)、矿物掺合料、普通硅酸盐水泥和适
量水混合均匀，加热到85℃搅拌反应30-50min，再加入中砂、碎石，混合均匀，然后浇筑，于
22度潮湿环境中养护6天即可。
通过上述方法获得的混凝土强度等级为强度为C35，抗压强度为42MPa，抗折强度
为18MPa，抗裂效果好。
实施例2
一种抗裂硅质高韧性混凝土，所述的混泥土包括如下组分：
硅酸盐水泥：230～255kg/m3
矿物掺合料：100～130kg/m3
聚羧酸减水剂：3～4kg/m3
中砂：730～780kg/m3
碎石：1020～1080kg/m3
抗裂硅质防水剂：35～42kg/m3
水适量；
所述的矿物掺合料包括有I级粉煤灰和S95级矿渣粉，所述的I级粉煤灰和S95级矿
渣粉体积比为1:1；
所述的中砂细度模数为2.5；
所述的碎石采用粒径为5～16mm和16～25mm碎石复配，复配比例按重量百分比为
30％：70％；
所述的抗裂硅质防水剂包括如下重量比组分：膨胀熟料、硬石膏和缓释剂的重量
百分比为80％：19.96％：0.04％；所述的膨胀熟料由石灰石、铝土矿、矾土、铁粉及石膏按照
1：1：1：0.3：1的体积比于1300℃～1350℃高温煅烧而成。
一种抗裂硅质高韧性混凝土的制备方法，将减水剂、抗裂硅质防水剂(FQY)、矿物
掺合料、普通硅酸盐水泥和适量水混合均匀，加热到85℃搅拌反应35min，再加入中砂、碎
石，混合均匀，然后浇筑，于20度潮湿环境中养护8天即可。
通过上述方法获得的混凝土强度等级为强度为C35，抗压强度为43MPa，抗折强度
为17MPa，抗裂效果好。