CN104671729A

CN104671729A - 一种抗硫酸盐混凝土

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Publication number: CN104671729A
Application number: CN201410830214.1A
Authority: CN
Inventors: 鞠治吉; 张志远; 戎彧颖; 王东荣; 崔彩霞; 王鹏; 许维勇; 蔚存荣; 曹志刚; 尹晋尧; 胡志国; 李春晖; 杨小林; 闫海龙; 杜鹏程
Original assignee: China Shanxi Sijian Group Co Ltd
Current assignee: China Shanxi Sijian Group Co Ltd
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2034-12-29
Also published as: CN104671729B

Abstract

本发明属建筑工程混凝土技术领域，为解决硫酸根离子严重腐蚀环境下，容易破坏混凝土结构，降低混凝土使用寿命，而现有复合型混凝土防腐剂的掺量为胶凝材料用量的4%，比例太低，难以实现防腐效果，或者在实际使用中存在着多种混凝土型号，在掌握不好防腐剂的情况下，添加比例不恰当就不能达到令人满意的技术效果，提供了一种抗硫酸盐混凝土。包括胶凝材料、砂、碎石、水泥、粒化高炉矿粉95#、硅灰、粉煤灰、防腐剂、减水剂、阻锈剂、引气剂按一定比例制备而成。强度为C35标准，有效防止外力和内应力破坏，抵御硫酸根离子的侵蚀，良好的密实性及抗渗性能，增加了混凝土的耐久性，延长了混凝土的使用年限。安全可靠，完全克服硫酸根离子的侵蚀。

Description

一种抗硫酸盐混凝土

技术领域

本发明属于建筑工程混凝土技术领域，具体涉及一种抗硫酸盐混凝土，是腐蚀介质为液态介质的硫酸根离子严重腐蚀环境下的防腐混凝土。

背景技术

混凝土通常是以水泥等作为胶凝材料，混入砂、石粗细骨料，同水按一定比例配合，形成毛细孔多孔体的混凝土，由于在搅拌时加入的水量多于水泥的水化水，多余的水份便以游离水的形式滞留在混凝土的毛细孔隙之间，液态的含有硫酸根离子的腐蚀介质通过毛细空隙进入混凝土结构内部，从而达到对混凝土进行内部和外部双重侵蚀，破坏混凝土结构，降低混凝土使用寿命。

现行混凝土存在的技术问题：

a.一般防腐混凝土需要标号等级在52.5以上的水泥配制，经济性不合理。

b.为保证混凝土的强度采用低水胶比配制，提高混凝土的耐久性，但也影响混凝土的力学性能、和易性。

申请号为：201110064087.5公开了一种可以提高混凝土抗盐类离子侵蚀、抗冻融循环破坏及抗渗透性能的复合型混凝土防腐剂。该技术方案公开了由以下组分及其重量百分比组成：矿物掺合料30.0% ～ 50.0%：所述的矿物掺合料为矿粉、硅灰、粉煤灰的一种或多种。膨胀剂：30.0% ～ 50.0%，阻锈剂：5.0% ～ 10.0％，引气剂：0.01‰～ 0.05‰，减水剂：1.0% ～ 10.0%。能提高混凝土的密实性，而且能降低可侵入混凝土中硫酸根离子的浓度并细化毛细孔的孔径，抑制氢氧化钙从水泥石中析出的速度, 从而提高混凝土结构耐久性。可适用于含有硫酸盐和镁、氯离子的煤系地层、硫化矿地层、滨海盐田、沿海港口等不良地质区域和海洋水域的钢筋混凝土结构。所述防腐剂掺量为胶凝材料用量的4%，比例太低。

申请号 201310198945.4公开了一种混凝土复合防腐剂，所述防腐剂由以下重量份的原料混合而成：活性矿物掺合料10-30 份、高效减水剂 5-10 份、微膨胀组份10-30 份、填充料组份1-5 份、消泡剂0.1-0.3 份和引气组份0.1-0.2 份、防腐阻锈组份10-20 份。

所述活性矿物掺合料为超细矿渣粉、超细粉煤灰或超细硅粉。所述高效减水剂为聚羧酸高效减水剂、萘系高效减水剂、氨基高效减水剂或脂肪族高效减水剂中的任意一种或几种。所述微膨胀组分为UEA 膨胀剂、AEA 膨胀剂或生石膏中的一种或几种。所述填充料组份为超细轻钙或重钙。所述引气组份为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠或成品引气剂。所述防腐阻锈组份为六偏磷酸钠或苯甲酸钠或二者的复合使用。

但是经过申请人认真试验后认为，该对比文件1所公布的技术方案都是以防腐剂的形式出现，在实际使用中存在着多种混凝土型号，在掌握不好防腐剂的情况下，添加比例不恰当就不能达到令人满意的技术效果。

发明内容

本发明为了解决腐蚀介质为液态介质的硫酸根离子严重腐蚀环境下，容易破坏混凝土结构，降低混凝土使用寿命，而现有复合型混凝土防腐剂的掺量为胶凝材料用量的4%，比例太低，难以实现防腐效果，或者在实际使用中存在着多种混凝土型号，在掌握不好防腐剂的情况下，添加比例不恰当就不能达到令人满意的技术效果，提供了一种抗硫酸盐混凝土。

本发明由如下技术方案实现：一种抗硫酸盐混凝土，包括胶凝材料、砂、碎石、外加剂及矿物掺合料用水搅拌而成，胶凝材料总量为450-660kg/m3，砂总量为720-890kg/m3，碎石总量为900-1180kg/m3；其中：水泥为胶凝材料总重量的55-67%，粒化高炉矿粉95#为胶凝材料总重量的11-25%，硅灰为胶凝材料总重量的4-10%，粉煤灰为胶凝材料总重量的15-18%，防腐剂为胶凝材料总重量的0.8-1.5%，减水剂为胶凝材料总重量的0.5-1.0%，阻锈剂为胶凝材料总重量的0.5-1.0%，引气剂为胶凝材料总重量的0.01-0.02%。

优选配比为：混凝土中胶凝材料总量为500kg/m3，砂总量为800kg/m3，碎石总量为1000kg/m3；其中：水泥为胶凝材料总重量的65%，粒化高炉矿粉95#为胶凝材料总重量的15%，硅灰为胶凝材料总重量的5%，粉煤灰为胶凝材料总重量的15%，防腐剂为胶凝材料总重量的1%，减水剂为胶凝材料总重量的0.5%，阻锈剂为胶凝材料总重量的0.5%，引气剂为胶凝材料总重量的0.02%。

所述水泥为42.5号普通硅酸盐水泥。所述粒化高炉矿粉95#的纯度为95%，即95矿粉。所述硅灰纯度为90-98%。所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。所述碎石的粒径为10-30mm。所述砂的含泥量≤2%，细度模数为2.5-3.5，粒径为0.3-0.7mm。所述防腐剂为TDA防腐剂，减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，阻锈剂为高性能聚羧酸系阻锈剂，引气剂为石油磺盐酸。

本发明所使用的水泥为“太行”普通硅酸盐42.5水泥。所述粒化高炉矿粉95#又称矿渣超微细粉，为山西太钢不锈钢股份有限公司生产的纯度为95%矿粉，即95矿粉。硅灰为忻州硅铁厂生产的纯度为90-98%硅灰。粉煤灰为神头一电厂生产的Ⅰ级粉煤灰。

本发明所制备的混凝土，强度为C35标准，能有效的防止外力和内应力破坏，并且抵御硫酸根离子的侵蚀，具有良好的密实性及抗渗性能，增加了混凝土的耐久性，延长了混凝土的使用年限。直接制备出的混凝土，安全可靠，完全可以有效的克服硫酸根离子的侵蚀。

具体实施方式

结合具体的实施方式对本发明进行详细的阐述，根据本领域混凝土配合比知识和常用的方法，做出各种配比替换，均包括在本发明的范围内。

选用的水泥、粒化高炉矿粉95#和粉煤灰的技术指标见表1、2以及表3，外加剂选用与水泥等胶凝材料相容性较好的聚羧酸外加剂。

表1 选用的p.o42.5水泥的技术指标

表2：选用的S95级磨细矿粉的主要技术指标

表3：选用的Ⅰ级粉煤灰的主要技术指标

实施例1：本实施例混凝土配合比编号为01，各配比原料组成为：

胶凝材料的总量为450kg/m3，砂总量为720kg/m3，碎石总量为900kg/m3，其中：水泥为胶凝材料总重量的55%，为247.5kg/m3；粒化高炉矿粉95#为胶凝材料总重量的25%，为112.5kg/m3；硅灰为胶凝材料总重量的4%，为18kg/m3；粉煤灰为胶凝材料总重量的18%，为81kg/m3；防腐剂为胶凝材料总重量的0.8%，为3.6kg/m3；减水剂为胶凝材料总重量的0.8%，为3.6kg/m3；阻锈剂为胶凝材料总重量的0.8%，为3.6kg/m3；引气剂为胶凝材料总重量的0.015%，为0.0675kg/m3。

实施例2：本实施例混凝土配合比编号02，各配比原料组成为：

胶凝材料的总量为660kg/m3，砂总量为850kg/m3，碎石总量为1150kg/m3，其中：水泥为胶凝材料总重量的60%，为396kg/m3；粒化高炉矿粉95#为胶凝材料总重量的15%，为99kg/m3；硅灰为胶凝材料总重量的10%，为66kg/m3；粉煤灰为胶凝材料总重量的15%，为99kg/m3；防腐剂为胶凝材料总重量的1%，为6.6kg/m3；减水剂为胶凝材料总重量的0.5%，为3.3kg/m3；阻锈剂为胶凝材料总重量的0.5%，为3.3kg/m3；引气剂为胶凝材料总重量的0.01%，为0.066kg/m3。

实施例3：本实施例混凝土配合比编号03，各配比原料组成为：

胶凝材料的总量为560kg/m3，砂总量为890kg/m3，碎石总量为1180kg/m3，其中：水泥为胶凝材料总重量的67%，为375.2kg/m3；粒化高炉矿粉95#为胶凝材料总重量的11%，为61.6kg/m3；硅灰为胶凝材料总重量的6%，为33.6kg/m3；粉煤灰为胶凝材料总重量的16%，为89.6kg/m3；防腐剂为胶凝材料总重量的1.5%，为8.4kg/m3；减水剂为胶凝材料总重量的1%，为5.6kg/m3；阻锈剂为胶凝材料总重量的1%，为5.6kg/m3；引气剂为胶凝材料总重量的0.02%，为0.112kg/m3。

实施例4：本实施例混凝土配合比编号04，各配比原料组成为：

胶凝材料的总量为630kg/m3，砂总量为720kg/m3，碎石总量为1120kg/m3，其中：水泥为胶凝材料总重量的65%，为409.5kg/m3；粒化高炉矿粉95#为胶凝材料总重量的15%，为94.5kg/m3；硅灰为胶凝材料总重量的5%，为31.5kg/m3；粉煤灰为胶凝材料总重量的15%，为94.5kg/m3；防腐剂为胶凝材料总重量的1%，为6.3kg/m3；减水剂为胶凝材料总重量的0.5%，为3.15kg/m3；阻锈剂为胶凝材料总重量的0.5%，为3.15kg/m3；引气剂为胶凝材料总重量的0.02%，为0.126kg/m3。

实施例5：本实施例混凝土配合比编号05，各配比原料组成为：

胶凝材料的总量为500kg/m3，砂总量为800kg/m3，碎石总量为1000kg/m3其中：水泥为胶凝材料总重量的65%，为325kg/m3；粒化高炉矿粉95#为胶凝材料总重量的15%，为75kg/m3；硅灰为胶凝材料总重量的5%，为25kg/m3；粉煤灰为胶凝材料总重量的15%，为75kg/m3；防腐剂为胶凝材料总重量的1%，为5kg/m3；减水剂为胶凝材料总重量的0.5%，为2.5kg/m3；阻锈剂为胶凝材料总重量的0.5%，为2.5kg/m3；引气剂为胶凝材料总重量的0.02%，为0.1kg/m3。

各实施例所制备的混凝土性能指标检测结果见表4，抗渗性能试验见表5。

表4：各实施例配合比混凝土性能指标

表5：抗渗性能试验结果

编号	试验结果
		01	水压升至0.8MPa，六个端面均未出现渗水现象。
02	水压升至0.7MPa，有一个端面出现渗水现象，水压升至0.8MPa，其余五个端面均未出现渗水现象。
		03	水压升至0.8MPa，六个端面均未出现渗水现象。
04	水压升至0.8MPa，六个端面均未出现渗水现象。
		05	水压升至0.8MPa，六个端面均未出现渗水现象。

依据实例配合比混凝土的技术指标及试验结果数据资料，水泥、粒化高炉矿粉95#、硅灰、粉煤灰、防腐剂、阻锈剂、减水剂、引气剂等组成材料掺量的不断调整和试验，混凝土对硫酸根离子的抗腐蚀性能也发生变化，配比中加入引气剂有效的改善了混凝土中毛细管变为独立微腔，使毛细水泡直径在0.1-1mm之间，降低混凝土的渗透性，添加硅灰后，混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能也大大提高，通过优化混凝土的配合比，确保低水胶比混凝土和易性和力学性能的优化，提高混凝土的密实性和抗腐蚀性，避免低水胶比引起的混凝土开裂，有效降低混凝土徐变，保证混凝土的耐久性，从而提高防腐混凝土结构的安全使用寿命。

Claims

1.一种抗硫酸盐混凝土，其特征在于：包括胶凝材料、砂、碎石、外加剂及矿物掺合料用水搅拌而成，胶凝材料总量为450-660kg/m3，砂总量为720-890kg/m3，碎石总量为900-1180kg/m3；其中：水泥为胶凝材料总重量的55-67%，粒化高炉矿粉95#为胶凝材料总重量的11-25%，硅灰为胶凝材料总重量的4-10%，粉煤灰为胶凝材料总重量的15-18%，防腐剂为胶凝材料总重量的0.8-1.5%，减水剂为胶凝材料总重量的0.5-1.0%，阻锈剂为胶凝材料总重量的0.5-1.0%，引气剂为胶凝材料总重量的0.01-0.02%。

2.根据权利要求1所述的一种抗硫酸盐混凝土，其特征在于：所述混凝土中胶凝材料总量为500kg/m3，砂总量为800kg/m3，碎石总量为1000kg/m3；其中：水泥为胶凝材料总重量的65%，粒化高炉矿粉95#为胶凝材料总重量的15%，硅灰为胶凝材料总重量的5%，粉煤灰为胶凝材料总重量的15%，防腐剂为胶凝材料总重量的1%，减水剂为胶凝材料总重量的0.5%，阻锈剂为胶凝材料总重量的0.5%，引气剂为胶凝材料总重量的0.02%。

3.根据权利要求1或2所述的一种抗硫酸盐混凝土，其特征在于：所述水泥为42.5号普通硅酸盐水泥。

4.根据权利要求1或2所述的一种抗硫酸盐混凝土，其特征在于：所述粒化高炉矿粉95#的纯度为95%，即95矿粉。

5.根据权利要求1或2所述的一种抗硫酸盐混凝土，其特征在于：所述硅灰纯度为90-98%。

6.根据权利要求1或2所述的一种抗硫酸盐混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。

7.根据权利要求1或2所述的一种抗硫酸盐混凝土，其特征在于：所述碎石的粒径为10-30mm。

8.根据权利要求1或2所述的一种抗硫酸盐混凝土，其特征在于：所述砂的含泥量≤2%，细度模数为2.5-3.5，粒径为0.3-0.7mm。

9.根据权利要求1或2所述的一种抗硫酸盐混凝土，其特征在于：所述防腐剂为TDA防腐剂，减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，阻锈剂为高性能聚羧酸系阻锈剂，引气剂为石油磺盐酸。