本申请涉及清水混凝土领域，更具体地说，它涉及一种高性能清水混凝土及其制备方法和施工工艺。
背景技术：
清水混凝土是直接利用其成型后的自然质感作为饰面效果的混凝土。与普通混凝土相比，清水混凝土要求表面色泽均匀、平整、无蜂窝麻面、无碰损。
清水混凝土常用于电大坝、军事工程、核电站、地铁的修建，有些建筑物修建于地下(如地铁)，地下土壤中常带有部分水分，水分容易渗透清水混凝土，导致建筑内环境潮湿，影响建筑物内仪器的使用。
混凝土在水化时放出一定的热，使混凝土收缩变形较大导致混凝土存开裂现象，开裂使混凝土出现渗漏现象。混凝土水化过程中消耗水，水消耗后，导致混凝土内部开口孔隙率较大，使混凝土结构疏松，混凝土容易出现渗漏问题。
技术实现要素：
为了提高清水混凝土的抗渗透性，本申请提供一种高性能清水混凝土及其制备方法和施工工艺。
本申请提供的一种高性能清水混凝土及其制备方法和施工工艺，采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供一种高性能清水混凝土，采用如下的技术方案：
高性能清水混凝土，由包含以下重量份的原料制成：
水泥350-370份；
砂740-760份；
碎石1120-1140份；
抗渗复合剂8-10份；
外加助剂2-5份；
水100-110份；
所述抗渗复合剂由包含以下重量份的原料制成：
葡萄糖酸钠3-6份；
柠檬酸2-4份；
聚丙烯酸钠20-26份；
三氯化铁7-8份；
水60-65份。
通过采用上述技术方案，水泥为混凝土凝胶成分，砂、碎石为混凝土骨料成分，起骨架作用，水泥和骨料共同构成混凝土体系。
柠檬酸和葡萄糖酸促进铁离子和聚丙烯酸钠缓慢作用，生成聚丙烯酸铁不溶性沉淀，聚丙烯酸铁填充于混凝土内部的孔隙中，孔隙由水分因水化作用被消耗后形成，聚丙烯酸铁的填充减小混凝土收缩变形量，使混凝土不易因收缩变形量过大而出现开裂现象，提高混凝土强度。同时聚丙烯酸铁随时间推移而硬化，有效减小混凝土孔隙率，具有阻挡水分、提高混凝土强度的效果。因而抗渗复合剂有效减小混凝土的孔隙率，提高混凝土的密实度，从而使混凝土的抗渗透性能、抗压强度提高。
可选的，所述抗渗复合剂的制备方法如下：
s1，按重量份计，称取20-26份聚丙烯酸钠溶解于60-65份水中，60-70℃下搅拌15-20min，得到混合溶液a；
s2，按重量份计，称取3-6份葡萄糖酸钠溶解至混合溶液中，75-80℃下搅拌10-12min，得到混合溶液b；
s3，将混合溶液b降温至55-60℃，称取2-4份柠檬酸搅拌溶解，冷却至室温后加入7-8份三氯化铁搅拌至溶解，得到抗渗复合剂。
通过采用上述技术方案，制备得到具有较好抗渗透效果的抗渗复合剂。先将丙烯酸钠与葡萄糖酸钠在75-90℃下溶解混合，再加入柠檬酸、三氯化铁制备得到的抗渗复合剂能有效减缓聚丙烯酸铁沉淀的生成速率，防止沉淀生成过快，使混凝土内水分含量较多时析出，达不到填充效果，进而影响混凝土的物理性能。
可选的，所述抗渗复合剂的原料中还包括2-3份硫杂蒽类光敏发剂。
通过上述技术方案，通过光诱导硫杂蒽类光敏发剂对抗渗复合剂进行作用，从而控制铁离子和聚丙烯酸钠生成聚丙烯酸铁沉淀的作用速度。
可选的，所述光敏引发剂为2-氯代硫杂蒽酮。
通过上述技术方案，2-氯代硫杂蒽酮进行紫外光照射时不产生刺激性气味的气体，减小施工人员的负担。2-氯代硫杂蒽酮光照后具有较好的夺氢能力，大幅度破坏抗渗复合剂体系中的离子平衡，显著提高对抗渗复合剂中铁离子和聚丙烯酸钠生成聚丙烯酸铁沉淀的速率，短时间内可提高混凝土内部的密实度，从而短时间内提高混凝土的抗渗透性与抗压强度，从而减短施工时长，节约时间。
可选的，还包括6-10份电气石粉。
通过上述技术方案，电气石存在自发电极、电气石微粒周围存在静电场现象，同时电气石可释放负离子，电气石吸引三价铁正离子，使聚丙烯酸铁沉淀生成后附着于电气石周围或表面，从而提高聚丙烯酸铁沉淀与混凝土体系的结合能力，提高混凝土内部整体关联度，进一步提高混凝土的抗压强度。
可选的，所述外加助剂选自减水剂、早强剂、增强剂、增塑剂、抗冻剂其中的一种或几种复合。
通过上述技术方案，通过选择不同类型的外加剂，可在不同方向改变混凝土的物理性能，提高混凝土的实用性。
第二方面，本申请提供一种高性能清水混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
清水混凝土的制备方法，包括以下步骤：
s1，按重量份计，按配方所需重量份称取水泥、水搅拌混合均匀，再称取砂、碎石搅拌混合均匀，得到混合料；
s2，按重量份计，在混合料中加入配方所需重量份的抗渗复合剂、硫杂蒽类光敏发剂、外加助剂、电气石粉并搅拌均匀，得到高性能清水混凝土。
通过采用上述技术方案，制备得到具有较好抗渗性能的混凝土。
第三方面，本申请提供一种高性能清水混凝土的施工工艺，采用如下的技术方案：
高性能清水混凝土的施工工艺，包括以下步骤：
s1，混凝土的浇筑，将在模板内刷涂脱模剂，将混凝土连续浇筑于模板内，晾置2-3昼夜，拆除模板，得到混凝土浇筑模；
s2，混凝土浇筑模养护，将混凝土浇筑模采用薄膜包裹，并进行洒水养护，养护时间不少于7昼夜，养护4-6昼夜后，采用紫外光对混凝土浇筑模进行照射。
通过采用上述技术方案，得到具有较好抗渗透性能的混凝土浇筑模，混凝土浇筑模用于建筑的堆砌，可有效提高建筑的抗渗透性。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、通过添加抗渗复合剂，提高了清水混凝土的密实度，从而提高混凝土的抗渗透能力与抗压强度。
2、通过本方法制得的抗渗复合剂，能有减缓缓聚丙烯酸钠与铁离子生成沉淀的速率，从而保证抗渗复合剂的效果。
3、通过添加2-氯代硫杂蒽酮，使其光照后显著提高聚丙烯酸铁沉淀的速率，进而短时间内提高混凝土的抗渗透性与抗压强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1
抗渗复合剂的制备：
s1，按重量份计，称取20份聚丙烯酸钠溶解于60份水中，加热至60℃，加热搅拌15min，搅拌速度为200r/min，得到混合溶液a；
s2，按重量份计，称取3份葡萄糖酸钠溶解至混合溶液中，升温至75℃，搅拌加热10min，搅拌速度为200r/min，得到混合溶液b；
s3，将混合溶液b降温至55℃，称取2份柠檬酸搅拌溶解，搅拌速度为200r/min，冷却至室温后加入7份三氯化铁搅拌至溶解，得到抗渗复合剂。
制备例2：
抗渗复合剂的制备：
s1，按重量份计，称取26份聚丙烯酸钠溶解于65份水中，加热至70℃，加热搅拌20min，搅拌速度为200r/min，得到混合溶液a；
s2，按重量份计，称取6份葡萄糖酸钠溶解至混合溶液中，升温至80℃，搅拌加热12min，搅拌速度为200r/min，得到混合溶液b；
s3，将混合溶液b降温至60℃，称取4份柠檬酸搅拌溶解，搅拌速度为200r/min，冷却至室温后加入8份三氯化铁搅拌至溶解，得到抗渗复合剂。
制备例3：
抗渗复合剂的制备：
s1，按重量份计，称取23份聚丙烯酸钠溶解于63份水中，加热至65℃，加热搅拌17min，搅拌速度为200r/min，得到混合溶液a；
s2，按重量份计，称取5份葡萄糖酸钠溶解至混合溶液中，升温至77℃，搅拌加热11min，搅拌速度为200r/min，得到混合溶液b；
s3，将混合溶液b降温至57℃，称取3份柠檬酸搅拌溶解，搅拌速度为200r/min，冷却至室温后加入8份三氯化铁搅拌至溶解，得到抗渗复合剂。
实施例
实施例1：
高性能清水混凝土，由包含以下重量份的原料制成：
水泥350份；
砂740份；
碎石1120份；
增强剂2份；
水100份；
制备例1制得的抗渗复合剂8份。
高性能清水混凝土的制备方法如下：
s1，按重量份计，按配方所需重量份称取水泥、水搅拌20min，搅拌速率为1000r/min，再称取砂、碎石搅拌10min，搅拌速率为1000r/min，得到混合料；
s2，按重量份计，在混合料中加入配方所需重量份的抗渗复合剂、外加助剂并搅拌5min，搅拌速率为1000r/min，得到高性能清水混凝土。
高性能清水混凝土的施工工艺如下：
s1，混凝土的浇筑，将在模板内刷涂脱模剂，将高性能清水混凝土连续浇筑于模板内，晾置2昼夜，拆除模板，得到混凝土浇筑模；
s2，混凝土浇筑模养护，将混凝土采用薄膜包裹，并进行洒水养护，养护时间为28昼夜，养护温度为25℃。
实施例2：
高性能清水混凝土，由包含以下重量份的原料制成：
水泥370份；
砂760份；
碎石1140份；
增强剂5份；
水110份；
由制备例2制得的抗渗复合剂10份。
高性能清水混凝土的制备方法如下：
s1，按重量份计，按配方所需重量份称取水泥、水搅拌20min，搅拌速率为1000r/min，再称取砂、碎石搅拌10min，搅拌速率为1000r/min，得到混合料；
s2，按重量份计，在混合料中加入配方所需重量份的抗渗复合剂、外加助剂并搅拌5min，搅拌速率为1000r/min，得到高性能清水混凝土。
高性能清水混凝土的施工工艺如下：
s1，混凝土的浇筑，将在模板内刷涂脱模剂，将高性能清水混凝土连续浇筑于模板内，晾置3昼夜，拆除模板，得到混凝土浇筑模；
s2，混凝土浇筑模养护，将混凝土采用薄膜包裹，并进行洒水养护，养护时间为28昼夜，养护温度为25℃。
实施例3：
高性能清水混凝土，由包含以下重量份的原料制成：
水泥360份；
砂750份；
碎石1130份；
增强剂3份；
水105份；
由制备例3制得的抗渗复合剂9份。
高性能清水混凝土的制备方法如下：
s1，按重量份计，按配方所需重量份称取水泥、水搅拌20min，搅拌速率为1000r/min，再称取砂、碎石搅拌10min，搅拌速率为1000r/min，得到混合料；
s2，按重量份计，在混合料中加入配方所需重量份的抗渗复合剂、外加助剂并搅拌5min，搅拌速率为1000r/min，得到高性能清水混凝土。
高性能清水混凝土的施工工艺如下：
s1，混凝土的浇筑，将在模板内刷涂脱模剂，将高性能清水混凝土连续浇筑于模板内，晾置3昼夜，拆除模板，得到混凝土浇筑模；
s2，混凝土浇筑模养护，将混凝土采用薄膜包裹，并进行洒水养护，养护时间为28昼夜，养护温度为25℃。
实施例4：
与实施例3的区别在于，抗渗复合剂的制备方法的s3中，冷却至室温后还加入有2份2-氯代硫杂蒽酮。高性能清水混凝土的施工工艺的s2中，混凝土浇筑模采用透明薄膜包裹，并进行洒水养护，养护时间28昼夜，养护温度为25℃，且养护至5昼夜时，采用紫外光对混凝土浇筑模周向进行照射，照射距离为10cm，紫外光波长为380nm，照射时长为2昼夜。
实施例5：
与实施例3的区别在于，抗渗复合剂的制备方法的s3中，冷却至室温后还加入有3份2-氯代硫杂蒽酮。高性能清水混凝土的施工工艺的s2中，混凝土浇筑模采用透明薄膜包裹，并进行洒水养护，养护时间28昼夜，养护温度为25℃，且养护至5昼夜时，采用紫外光对混凝土浇筑模周向进行照射，照射距离为10cm，紫外光波长为420nm，照射时长为2昼夜。
实施例6：
与实施例3的区别在于，抗渗复合剂的制备方法的s3中，冷却至室温后还加入有2.5份2-氯代硫杂蒽酮。高性能清水混凝土的施工工艺的s2中，混凝土浇筑模采用透明薄膜包裹，并进行洒水养护，养护时间28昼夜，养护温度为25℃，且养护至5昼夜时，采用紫外光对混凝土浇筑模周向进行照射，照射距离为10cm，紫外光波长为400nm，照射时长为2昼夜。
实施例7：
与实施例6的区别在于，抗渗复合剂的制备方法的s3中不添加氯代硫杂蒽酮。
实施例8：
与实施例6的区别在于，高性能清水混凝土的施工工艺的s2中，混凝土浇筑模不进行紫外光照射。
实施例9：
与实施例6的区别在于，紫外光波长为350nm。
实施例10：
与实施例6的区别在于，紫外光波长为450nm。
实施例11：
与实施例3的区别在于，高性能清水混凝土的制备方法的s2中添加有6份电气石粉。
实施例12：
与实施例3的区别在于，高性能清水混凝土的制备方法的s2中添加有10份电气石粉。
实施例13：
与实施例3的区别在于，高性能清水混凝土的制备方法的s2中添加有8份电气石粉。
实施例14：
与实施例3的区别在于，抗渗复合剂的制备方法如下：将聚丙烯酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸、三氯化铁、水在60℃下搅拌混合均匀，得到抗渗复合剂。
对比例
对比例1：
与实施例3的区别在于，不添加抗渗复合剂。
对比例2：
与实施例3的区别在于，不添加葡萄糖酸钠。
对比例3：
与实施例3的区别在于，抗渗复合剂不添加柠檬酸。
对比例4：
与实施例3的区别在于，抗渗复合剂不添加聚丙烯酸钠。
对比例5：
与实施例3的区别在于，抗渗复合剂不添加三氯化铁。
对比例6：
与实施例13的区别在于，不添加抗渗复合剂。
性能检测试验
按照实施例与对比例制作100mm×100mm×100mm混凝土模试件分别对凝土模试件进行如下测试，测试结果详见表1。
抗压强度测试:参照gb/t50107—2010《混凝土强度检验评定标准》对养护5d、7d、28d的混凝土模试件进行测试。
抗渗性能测试：参照gb/t50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的渗透高度法对养护5d、7d、28d的混凝土模试件进行测试，测其渗透高度h。
表1
结合表1进行如下分析。
结合实施例3和实施例4-6并结合表1可以看出，通过添加2-氯代硫杂蒽酮作为光敏剂，再经过紫外光照射，显著提高了混凝土模试件的抗压强度与抗渗性。2-氯代硫杂蒽酮光照后促使铁离子和聚丙烯酸钠生成聚丙烯酸铁沉淀，短时间提高混凝土内部的密实度，从而短时间提高混凝土的抗渗透性与抗压强度。
结合实施例3、6和实施例7、8并结合表1可以看出，实施例3与实施例7和实施例8中数据相差不大，表明不添加2-氯代硫杂蒽酮或紫外光照射本身对混凝土模试件的抗压强度、抗渗性能影响不大。
结合实施例6和实施例9、实施例10并结合表1可以看出，紫外光波长为380-420nm范围时，对2-氯代硫杂蒽酮作用明显，显著加速了铁离子和聚丙烯酸钠生成聚丙烯酸铁沉淀的速度，从而短时间内提高混凝土抗压强度、抗渗性能。
结合实施例3和实施例11-13并结合表1可以看出，聚丙烯酸铁沉淀开始生成的时间约在养护5昼夜之后，电气石的添加，使5昼夜之后大量生成的聚丙烯酸铁沉淀附着于电气石周围或表面，从而提高聚丙烯酸铁沉淀与混凝土体系的结合能力，使混凝土内壁结构紧密，从而提高混凝土的抗压强度。
结合实施例3和实施例14并结合表1可以看出，通过本方法制得的能有效抑制聚丙烯酸铁沉淀的生成，防止其生成过早，虽然其早期提高混凝土的强度，但是聚丙烯酸铁沉淀生成后将混凝土水化需要的水从混凝土内部挤出，导致混凝土模试件内部孔道较多，抗渗能力下降；同时也导致混凝土水化程度不够，使终期的混凝土模试件强度较差。
参照实施例3和对比例1-5并结合表1可以看出，抗渗复合剂能显著提高混凝土模试件的抗压强度与抗渗性能。檬酸和葡萄糖酸促进铁离子和聚丙烯酸钠缓慢作用，生成聚丙烯酸铁不溶性沉淀，聚丙烯酸铁填充于水份因水化作用被消耗后形成的孔隙中，减小混凝土收缩变形量，使混凝土不易因收缩变形量过大而出现开裂现象。同时聚丙烯酸铁随时间推移而硬化，有效减小混凝土孔隙率，具有阻挡水分、提高混凝土强度的效果。
不添加葡萄糖酸钠、柠檬酸，使聚丙烯酸铁沉淀产生过早，使聚丙烯酸铁沉淀与水泥搅拌时就生成，导致聚丙烯酸铁沉淀达不到填充水消耗时产生的水孔的效果，进而影响混凝土的抗压强度与抗渗性能。
参照实施例3和对比例6并结合表1可以看出，电气石本身对混凝土模试件的抗压强度与抗渗性能数据与对比例1相近，电气石本身对混凝土模试件的抗压强度与抗渗性能影响不大，只有通过吸附聚丙烯酸铁，进而提高混凝土模试件的抗压强度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。