CN104961380A

CN104961380A - 混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN104961380A
Application number: CN201510397710.7A
Authority: CN
Inventors: 蒋林华; 熊传胜; 郭青湘; 高海浪; 宋子健; 金鸣; 蒋鹏
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2015-10-07

Abstract

本发明公开了混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，属于土木工程材料技术领域，其包括以下重量百分比的组分：30～60％的磨细矿物掺合料、5～10％的水玻璃、20～50％的钡盐、10～30％的柠檬酸盐和0.1～1％的引气剂。本发明还公开了混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂的制备方法及其应用。本发明的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，具有很好的抗硫酸盐侵蚀的效果，使用本发明的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，混凝土抗硫酸盐侵蚀系数可达0.85以上，混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能得到了明显提高；本发明的制备方法采用选矿尾渣属于冶金工业废渣，废物利用，成本低廉，符合国家关于节能减排及可持续发展的战略方针，具有重大的经济意义；本发明的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂在混凝土中应用，具备很好的实用性。

Description

混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于土木工程材料技术领域，具体涉及混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂及其制备方法和应用。

背景技术

混凝土是土木工程中应用最为广泛的结构材料，近年来，混凝土建筑物的服役寿命越来越受到人们的广泛关注。混凝土的耐久性与其所处的周围环境密切相关，当环境中的硫酸根离子达到一定浓度，混凝土结构又不采取任何保护措施，外界的硫酸根离子便很容易侵入到混凝土内部，发生反应并引起膨胀，最终导致结构的破坏，严重的甚至可能威胁人们的生命和财产安全。因此，关于混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂的研究便有着重大意义。

在实际工程中，为了抑制混凝土的硫酸盐侵蚀破坏，人们多采用抗硫酸盐水泥作为胶凝材料进行混凝土的配合比设计，或者在混凝土设计时加入粉煤灰、矿渣和硅灰等矿物掺合料，然而其效果并不十分理想，有时甚至导致混凝土的其他性能的降低，不利于混凝土整体耐久性的提高。近年来，市面上也出现了一些高分子聚合物类的防腐剂，其作用机理主要是改善了混凝土的孔结构，进而抑制硫酸盐的侵蚀，但采用这类防腐剂工程造价较高，而且存在有机物老化问题，也不利于其大规模的推广及应用。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，不仅能抑制硫酸盐的侵蚀，阻止硫酸根离子的进一步扩散，而且其制备成本低廉，易于推广应用；本发明的另一目的是提供该混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂的制备方法；本发明的另一目的是提供该混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂的应用。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其包括以下重量百分比的组分：30～60％的磨细矿物掺合料、5～10％的水玻璃、20～50％的钡盐、10～30％的柠檬酸盐和0.1～1％的引气剂。

所述磨细矿物掺合料选自选矿尾渣或硅藻土的任意一种或两种的组合，所述的选矿尾渣选自铁矿、铬矿、锰矿、铜矿和钡矿的尾渣。

所述磨细矿物掺合料细度大于450m²/kg。

所述水玻璃为固态水玻璃，其模数范围为2.0～3.5。

所述钡盐为硅酸钡、磷酸钡、偏磷酸钡和碳酸钡中任意一种或两种的组合。

所述柠檬酸盐为柠檬酸钙和/或柠檬酸钠。

所述引气剂为固态粉末状引气剂，其选自松香树脂类、烷基苯磺酸盐类和脂肪醇磺酸盐类。

将矿物掺合料、固态水玻璃、钡盐、柠檬酸盐和固态粉末状引气剂按比例均匀混合，并混合物置于研磨机中研磨，至研磨粉末比表面积达到400m²/kg以上后装袋密封。

所述的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂在混凝土中应用，其掺量为混凝土胶凝材料总质量的5％～15％。

发明原理：通过采用了的硅藻土或选矿尾渣作为矿物添加剂，在激发剂的作用下可实现其二次水化，调节混凝土中胶凝材料的水化机制，提高混凝土自身的密实度，引气剂的加入改善了混凝土的孔隙结构，抑制了硫酸根离子在混凝土内部的扩散，钡盐的加入将扩散进入混凝土的硫酸根离子固化，进一步阻碍了硫酸根离子在混凝土内的传输。

有益效果：与现有技术相比，本发明的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，具有很好的抗硫酸盐侵蚀的效果，使用本发明的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，混凝土抗硫酸盐侵蚀系数可达0.85以上，混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能得到了明显提高；本发明的制备方法采用选矿尾渣属于冶金工业废渣，废物利用，成本低廉，符合国家关于节能减排及可持续发展的战略方针，具有重大的经济意义；本发明的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂在混凝土中应用，具备很好的实用性。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。

混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，包括以下重量百分比的组分：30～60％的磨细矿物掺合料、5～10％的水玻璃、20～50％的钡盐、10～30％的柠檬酸盐和0.1～1％的引气剂。

磨细矿物掺合料为选矿尾渣或硅藻土的一种或两种的组合，其细度要求大于450m²/kg。其中选矿尾渣可包含冶金工业中各类金属的选矿尾渣，选矿尾渣选自铁矿、铬矿、锰矿、铜矿、钡矿的尾渣。水玻璃为固态水玻璃，其模数范围为2.0～3.5。钡盐为硅酸钡、磷酸钡、偏磷酸钡或碳酸钡中任意一种或者几种的组合。柠檬酸盐为柠檬酸钙和/或柠檬酸钠。引气剂为固态粉末状引气剂，其选自松香树脂类、烷基苯磺酸盐类或脂肪醇磺酸盐类等固态引气剂。

混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂的制备方法：将矿物掺合料、固态水玻璃、钡盐、柠檬酸盐和固态粉末状引气剂等按照上述配合比均匀混合，并置于研磨机中研磨，至比表面积达到400m²/kg以上的要求，装袋密封。

混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，在混凝土中应用时，掺量应根据具体工程的具体抗腐蚀要求确定，掺量为混凝土胶凝材料总质量的5％～15％。

实施例1防腐剂制备

制备一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，将矿物掺合料、固态水玻璃、钡盐、柠檬酸盐和固态粉末状引气剂等按照上述配合比均匀混合，并置于研磨机中研磨，至比表面积达到400m²/kg以上的要求。各实施例的组分含量如表1所示。

表1 各实施例的组分含量

实施例2性能测试及结果

将上述实施例中制备的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂E1-E6按照《混凝土抗硫酸类侵蚀防腐剂》(JCT 1011-2006)中规定的要求和试验方法进行测定。其中水泥采用的是中国水泥厂生产的海螺牌PⅡ42.5硅酸盐水泥，砂采用的是GB/T17671-1999规定的标准砂，试验用水为自来水。试验时，各实施例中制备的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂的掺量占胶凝材料的质量百分比为10％，其相关性能测试结果如表2所示。

表2 各实施例的抗蚀系数(K)及膨胀系数(E)

实施例编号	抗蚀系数(K)	膨胀系数(E)
			基准	0.76	1.59
E1	0.91	1.24
			E2	0.95	1.19
E3	0.93	1.26
			E4	0.87	1.37
E5	0.96	1.16
			E6	0.87	1.05

由表2可知，通过掺加实施例E1、E2、E3、E4、E5和E6的防腐剂，混凝土的抗蚀系数得到明显提高，而膨胀系数发生降低，这说明本发明的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂具有很好的抗硫酸盐侵蚀的效果。

Claims

1.混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：其包括以下重量百分比的组分：30～60％的磨细矿物掺合料、5～10％的水玻璃、20～50％的钡盐、10～30％的柠檬酸盐和0.1～1％的引气剂。

2.根据权利要求1所述的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：所述磨细矿物掺合料选自选矿尾渣或硅藻土的任意一种或两种的组合，所述的选矿尾渣选自铁矿、铬矿、锰矿、铜矿和钡矿的尾渣。

3.根据权利要求2所述的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：所述磨细矿物掺合料细度大于450m²/kg。

4.根据权利要求1所述的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：所述水玻璃为固态水玻璃，其模数范围为2.0～3.5。

5.根据权利要求1所述的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：所述钡盐为硅酸钡、磷酸钡、偏磷酸钡和碳酸钡中任意一种或两种的组合。

6.根据权利要求1所述的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：所述柠檬酸盐为柠檬酸钙和/或柠檬酸钠。

7.根据权利要求1所述的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：所述引气剂为固态粉末状引气剂，其选自松香树脂类、烷基苯磺酸盐类和脂肪醇磺酸盐类。

8.制备权利要求1～7中任意一项所述的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：将矿物掺合料、固态水玻璃、钡盐、柠檬酸盐和固态粉末状引气剂按比例均匀混合，并混合物置于研磨机中研磨，至研磨粉末比表面积达到400m²/kg以上后装袋密封。

9.权利要求1～7中任意一项所述的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂在混凝土中应用，其掺量为混凝土胶凝材料总质量的5％～15％。