CN104261704A - 一种抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料 - Google Patents

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杨医博
郭文瑛
莫海鸿
王恒昌
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Abstract

本发明公开了一种抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料，组分及重量含量为：硅酸盐水泥30%～50%，掺合料45%～68%，超细石灰石粉2%～10%。其中掺合料是粒化高炉矿渣粉和粉煤灰，其中粉煤灰所占的比例为20～50%；超细石灰石粉的D97粒径介于2.0至4.0微米之间。本发明的氯盐高性能混凝土用胶凝材料采用超细石灰石粉提高混凝土抗氯盐性能，较仅掺加粒化高炉矿渣粉和粉煤灰的抗氯盐高性能混凝土可降低氯离子扩散系数20%～35%，与同掺量的硅灰效果近似；超细石灰石粉活性远低于硅灰，混凝土绝热温升较低，有助于降低混凝土温度开裂风险。

Description

一种抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料
技术领域
本发明属于建筑材料领域，特别涉及抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料。
 
背景技术
在氯盐环境（如海洋环境、除冰盐环境、盐碱地环境以及水中和土中含有大量氯离子的环境等）中采用钢筋混凝土结构已经有上百年的历史，但以普通硅酸盐水泥制备混凝土时，由于混凝土的抗氯离子侵蚀能力较差，结构中的钢筋很快锈蚀，从而导致建筑物的过早破坏。据调查，采用普通硅酸盐水泥制备的钢筋混凝土结构，在海洋环境中的耐久寿命往往只有20年左右，远不能达到耐久寿命50年甚至更长的要求。
为解决这一问题，最初是采用矿渣水泥，研究和工程实践均表明，采用大掺量矿渣的矿渣水泥能够提高海洋环境中建筑物的耐久寿命。但矿渣水泥具有泌水率大的缺点，这使得矿渣水泥的应用非常有限。矿渣水泥的另一个非常重要的问题是矿渣水泥是以强度来进行评定的，由于矿渣质量以及掺量的变化，其抗氯离子性能并不稳定。在我国，矿渣水泥中矿渣掺量通常在50％以下，有些甚至只有20％～30％，这也导致矿渣水泥的抗氯离子性能较普通水泥改善较少。
由于单单采用选择水泥的方法不能解决混凝土的抗氯盐侵蚀问题，采用矿物掺合料技术来解决混凝土抗氯盐侵蚀问题成为20世纪中后期以来的一个主要发展方向。在20世纪90年代以后，高性能混凝土概念的提出和对混凝土耐久性重视程度的增加，粉煤灰、矿渣微粉、硅灰等矿物掺合料在混凝土中的应用得到很大的发展，并逐渐发展出了抗氯盐高性能混凝土。
目前，抗氯盐高性能混凝土的主要技术措施是采用大掺量的矿渣微粉和粉煤灰；在环境条件较为恶劣时，再掺加硅灰。
掺加硅灰能够进一步提高混凝土的抗氯盐性能，其主要原理在于硅灰的超细的粒径和高的活性；但由于硅灰活性高，也同时带来了混凝土绝热温升增加，混凝土温度开裂风险增加的问题。
 
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能有效降低混凝土氯离子扩散系数、提高混凝土抗氯盐性能，并且混凝土绝热温升增加较少的方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料，组分及含量如下：
组分                        重量含量  
硅酸盐水泥                  30%～50%
掺合料                      45%～68%
超细石灰石粉                2%～10%。
优选地，所述掺合料是粒化高炉矿渣粉和粉煤灰，其中粉煤灰所占的重量比例为20%~50%。
优选地，所述超细石灰石粉的粒度分布D97粒径介于2.0至4.0微米之间。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明的抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料，采用超细石灰石粉进一步提高混凝土抗氯盐性能。由于超细石灰石粉的粒径较小，可以填充在水泥和掺合料的空隙中，从而降低空隙率，提高混凝土致密性，从而提高混凝土抗氯离子性能。而且超细石灰石粉有一定的激发水泥早期水化的作用，这也会进一步提高混凝土抗氯离子性能。其较仅掺加粒化高炉矿渣粉和粉煤灰的抗氯盐高性能混凝土可降低氯离子扩散系数20%~35%，与同掺量的硅灰效果近似。
（2）超细石灰石粉的活性远低于硅灰，因此其引起的混凝土绝热温升增加量较低，有助于降低混凝土温度开裂风险。
 
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步地具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例1
一种抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料，其组分及含量如下：
组分                    含量（重量％）
硅酸盐水泥                  30
掺合料                      68
超细石灰石粉                2
所述掺合料是粒化高炉矿渣粉和粉煤灰，其中粉煤灰所占的重量比例为20%。
所述超细石灰石粉的D97粒径为2.0微米。
将上述胶凝材料预先混合均匀后、再和水、砂石骨料、外加剂(减水剂)加入混凝土搅拌机中制备抗氯盐高性能混凝土。
其中水泥为珠江水泥厂生产的“粤秀”牌P.II 42.5R硅酸盐水泥，粉煤灰是广东珠海电厂生产的II级粉煤灰，粒化高炉矿渣粉是广东韶钢嘉羊新型材料有限公司生产的S95级矿渣微粉，减水剂是江门强力建材科技有限公司生产的江门强力聚羧酸系减水剂，固含量为20%。砂为河砂，石为5-20mm连续级配花岗岩碎石，水为自来水。
抗氯盐高性能混凝土配合比中胶凝材料用量为420kg/m3，砂为800kg/m3，石为1050kg/m3，减水剂用量为胶凝材料质量的1.2%，水胶比为0.35。抗氯盐高性能混凝土的28d氯离子扩散系数为2.90×10-12m2/s，其氯离子扩散系数较不掺加超细石灰石粉的混凝土降低35%。
实施例2
一种抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料，其组分及含量如下：
组分                    含量（重量％）
硅酸盐水泥                  50
掺合料                      45
超细石灰石粉                5
所述掺合料是粒化高炉矿渣粉和粉煤灰，其中粉煤灰所占的重量比例为50%。
所述超细石灰石粉的D97粒径为4.0微米。
将上述胶凝材料的各组分、水、砂石骨料、外加剂(减水剂)加入混凝土搅拌机中制备抗氯盐高性能混凝土。
其中水泥为珠江水泥厂生产的“粤秀”牌P.II 42.5R硅酸盐水泥，粉煤灰是广东珠海电厂生产的II级粉煤灰，粒化高炉矿渣粉是广东韶钢嘉羊新型材料有限公司生产的S95级矿渣微粉，减水剂是江门强力建材科技有限公司生产的江门强力聚羧酸系减水剂，固含量为20%。砂为河砂，石为5-20mm连续级配花岗岩碎石，水为自来水。
抗氯盐高性能混凝土配合比中胶凝材料用量为420kg/m3，砂为800kg/m3，石为1050kg/m3，减水剂用量为胶凝材料质量的1.2%，水胶比为0.35。抗氯盐高性能混凝土的28d氯离子扩散系数为3.98×10-12m2/s，其氯离子扩散系数较不掺加超细石灰石粉的混凝土降低20%。
 
实施例3
一种抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料，组分及含量如下：
组分                    含量（重量％）
硅酸盐水泥                  40
掺合料                      50
超细石灰石粉                10
所述掺合料是粒化高炉矿渣粉和粉煤灰，其中粉煤灰所占的重量比例为30%。
所述超细石灰石粉的D97粒径为2.8微米。将上述胶凝材料的各组分、水、砂石骨料、外加剂(减水剂)加入混凝土搅拌机中制备抗氯盐高性能混凝土。
其中水泥为珠江水泥厂生产的“粤秀”牌P.II 42.5R硅酸盐水泥，粉煤灰是广东珠海电厂生产的II级粉煤灰，粒化高炉矿渣粉是广东韶钢嘉羊新型材料有限公司生产的S95级矿渣微粉，减水剂是江门强力建材科技有限公司生产的江门强力聚羧酸系减水剂，固含量为20%。砂为河砂，石为5-20mm连续级配花岗岩碎石，水为自来水。
抗氯盐高性能混凝土配合比中胶凝材料用量为420kg/m3，砂为800kg/m3，石为1050kg/m3，减水剂用量为胶凝材料质量的1.2%，水胶比为0.35。
抗氯盐高性能混凝土的28d氯离子扩散系数为3.15×10-12m2/s，其氯离子扩散系数较不掺加超细石灰石粉的混凝土降低30%。
 
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料，其特征在于，组分及含量如下：
组分                        重量含量  
硅酸盐水泥                  30%～50%
掺合料                      45%～68%
超细石灰石粉                2%～10%。
2.根据权利要求1所述的抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料，其特征在于，所述掺合料是粒化高炉矿渣粉和粉煤灰，其中粉煤灰所占的重量比例为20%~50%。
3.根据权利要求1所述的抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料，其特征在于，所述超细石灰石粉的粒度分布D97粒径介于2.0至4.0微米之间。
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