本发明涉及混凝土，尤其是涉及一种适用于恶劣工况的混凝土及其制备方法。
背景技术：
1、混凝土常见的裂缝大多数是不同深度的表面裂缝，早期由于水泥水化热混凝土内升温高，拆模后表面温度低，里表温差形成很陡的温度梯度，产生很大的拉应力，而此时混凝土早期强度低，极限拉伸小，加之养护不善，极易形成裂缝。
2、尤其在恶劣环境下，如高海拔地区，存在低压、大温差、负温、大风和干燥等恶劣条件。低压会使混凝土的气孔结构变差，对混凝土力学性能、耐久性等各项性能均产生不良影响。当受到大温差或者不均匀的日照时，混凝土随温度变化呈周期性“热胀冷缩”，因混凝土导热较差，易形成大梯度的温度分布，造成较大的温度应力。当混凝土极限拉伸强度不足以抵抗温度应力时就会产生裂缝，导致混凝土结构的破坏。同时，大风和干燥也会使得混凝土在养护期间很难从外界获得水分补充，而其内部水分会大量向外散失，使水泥水化不充分，产生收缩裂缝；在负温条件下，混凝土中的水份会产生结冰膨胀现象，这也会导致混凝土出现裂缝。
3、因此，亟需提供一种适宜恶劣工况的混凝土。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种适用于恶劣工况的混凝土。
2、本发明还提供上述混凝土的制备方法。
3、本发明还提供上述混凝土的应用。
4、根据本发明的第一方面实施例的一种适用于恶劣工况的混凝土，包括以下组分：
5、水泥、碎石、砂、粉煤灰、减水剂、膨胀粘土、纳米纤维素、二氧化硅和复合纤维；
6、所述复合纤维包括氧化石墨烯改性玻璃纤维和改性聚乙烯醇纤维；
7、所述氧化石墨烯改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：将玻璃纤维浸泡在氧化石墨烯分散液中5-12min，干燥后即得；
8、所述改性聚乙烯醇纤维的制备方法包括以下步骤：
9、在聚乙烯醇纤维表面形成聚醋酸乙烯酯膜。
10、根据本发明的一些实施例，所述恶劣工况包括低压、大温差、负温、大风和干燥中的至少一种。
11、根据本发明的一些实施例，所述水泥包括硅酸盐水泥。
12、根据本发明的一些实施例，所述硅酸盐水泥的强度等级不低于p.o42.5。
13、术语“不低于”至大于或等于，应理解为包含本数。
14、根据本发明的一些实施例，所述减水剂包括聚羧酸减水剂。
15、根据本发明的一些实施例，所述复合纤维中，氧化石墨烯改性玻璃纤维和改性聚乙烯醇纤维的添加质量比为(1-3)：(1-2)。
16、根据本发明的一些实施例，所述氧化石墨烯改性的玻璃纤维由长纤维、短纤维和中纤维构成，其中，长纤维、短纤维和中纤维的质量比为1:3:2。
17、根据本发明的一些实施例，所述短纤维的长度为5-10mm，中纤维的长度10-15mm，长纤维15-20mm。
18、根据本发明的一些实施例，氧化石墨烯分散液中，氧化石墨烯的含量为3-5mg/ml。
19、根据本发明的一些实施例，所述改性聚乙烯醇纤维的制备方法可以包括以下步骤：
20、将聚乙烯醇纤维置于含聚醋酸乙烯酯乳液的水溶液中，超声处理，烘烤，即得所述改性聚乙烯醇纤维。
21、根据本发明的一些实施例，所述聚乙烯醇纤维与所述聚醋酸乙烯酯乳液的质量比为1：8-12。
22、根据本发明的一些实施例，所述聚乙烯醇纤维的长度为7mm-9mm。
23、根据本发明的一些实施例，所述聚乙烯醇纤维的直径为25μm-35μm。
24、根据本发明的一些实施例，所述聚醋酸乙烯酯乳液的ph为4-5。
25、根据本发明的一些实施例，所述超声处理的超声功率为40kw-60kw。
26、根据本发明的一些实施例，所述超声处理的时间为10min-20min。
27、根据本发明的一些实施例，所述烘烤的温度为35℃-45℃。
28、根据本发明的一些实施例，所述烘烤的时间为3h-5h。
29、据本发明的一些实施例，所述改性聚乙烯醇纤维的制备方法还包括烘烤后的第三水洗处理。
30、根据本发明的一些实施例，按重量份数计，所述混凝土包括：
31、水泥80份-120份、碎石100份-140份、砂110份-140份、粉煤灰4份-8份、减水剂0.1份-1份、膨胀粘土8份-12份、纳米纤维素2份-6份、二氧化硅1份-5份和复合纤维3份-8份。
32、根据本发明的一些实施例，按重量份数计，所述混凝土包括：
33、水泥90份-110份、碎石110份-130份、砂120份-140份、粉煤灰5份-7份、减水剂0.4份-0.6份、膨胀粘土9份-11份、纳米纤维素3份-5份、二氧化硅2份-4份和复合纤维4份-6份。
34、根据本发明的第二方面实施例的上述混凝土的制备方法，包括以下步骤：将各组分混合即得。
35、在本发明的一些实施方式中，所述混凝土的制备方法具体包括以下步骤：
36、s1、将水泥、粉煤灰、砂、碎石和膨胀粘土混合后，得到第一混合物；
37、s2、将减水剂和部分水加入第一混合物中，得到第二混合物；
38、s3、将纳米纤维素、二氧化硅、复合纤维和余量水加入第二混合物中，混合后得到混凝土。
39、根据本发明的第三方面实施例的上述混凝土或由上述制备方法制得的混凝土在建筑领域中的应用。
40、根据本发明的一些实施方式，至少具有以下有益效果：
41、1、本发明通过在原料中加入膨胀粘土，可以增加混凝土的延展性和自愈性，当混凝土受到温度变化的影响时，膨胀粘土会通过吸收和释放水分的方式来改变自身体积，从而缓解混凝土内部的应力，保证混凝土的完整性和稳定性。
42、2、本发明通过在原料中加入纳米纤维素、二氧化硅和复合纤维，其中，纳米纤维素是一种纳米级的纤维材料，具有较高的拉伸强度和增韧性，可以在混凝土中形成网络结构，能一定程度上修复微裂缝，增强混凝土的抗裂性能和延展性；二氧化硅可以填充混凝土中的微观裂隙，有助于提高混凝土的致密性和力学性能，同时还能提高混凝土的热稳定性。
43、复合纤维中的改性聚乙烯醇纤维，表面形成一层酸性较弱的聚醋酸乙烯酯膜，可以增加纤维的抗氧化性能和耐水性能，从而延长纤维的使用寿命，有助于减少混凝土的龟裂和氧化反应，提高混凝土的耐久性，此外，聚醋酸乙烯酯膜本身也具有一定的柔韧性和粘附性，可以与混凝土颗粒紧密结合，增强混凝土的整体性能，特别是在大温差环境下，混凝土内部产生的温度变化会引起相应的收缩和膨胀，容易导致混凝土龟裂或者破坏，而聚醋酸乙烯酯膜的柔韧性可以缓解混凝土内部的应力集中，减少龟裂的发生。
44、复合纤维中的氧化石墨烯改性的玻璃纤维可以通过增加混凝土的韧性和抗拉强度，有效地抑制混凝土龟裂的产生；同时，氧化石墨烯本身具有优异的机械性能和高比表面积，在玻璃纤维表面进行改性后，可以形成一层均匀分散的润滑层，使得混凝土内部的应力得到更好的分散和传递，从而降低裂缝的产生和扩展；且氧化石墨烯改性的玻璃纤维在混凝土中可以形成导热通道，提高混凝土的导热性能，从而减少温差引起的热应力，降低混凝土的温度裂缝风险。同时，氧化石墨烯的高导电性也有助于混凝土内部温度的均匀分布，减小局部温差，进一步提高混凝土的抗温差性能。
45、3、本发明方案通过各组分的协同使用，有效的提高了混凝土的温差耐受性、抗开裂性以及力学强度。
46、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
1.一种适用于恶劣工况的混凝土，其特征在于，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述减水剂包括聚羧酸减水剂。
3.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述复合纤维中，氧化石墨烯改性玻璃纤维和改性聚乙烯醇纤维的添加质量比为(1-3)：(1-2)。
4.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述氧化石墨烯改性的玻璃纤维由长纤维、短纤维和中纤维构成，其中，长纤维、短纤维和中纤维的质量比为1:3:2；
5.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液中，氧化石墨烯的含量为3-5mg/ml。
6.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述改性聚乙烯醇纤维的制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，按重量份数计，所述混凝土包括：
8.根据权利要求7所述的混凝土，其特征在于，按重量份数计，所述混凝土包括：
9.权利要求1-8任一项所述的混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将各组分混合即得。
10.权利要求1-8任一项所述的混凝土或权利要求9所述的制备方法制得的混凝土在建筑领域中的应用。
