CN105174808A

CN105174808A - 一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂

Info

Publication number: CN105174808A
Application number: CN201510657083.6A
Authority: CN
Inventors: 薛军鹏; 骆亚会; 陈建科; 林顺官; 郑敏升; 丁晓川; 陈新秀; 陈晗
Original assignee: FUJIAN CONSTRUCTION ENGINEERING AND CONSTRUCTION MATERIAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: FUJIAN CONSTRUCTION ENGINEERING AND CONSTRUCTION MATERIAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2015-10-12
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2015-12-23
Anticipated expiration: 2035-10-12
Also published as: CN105174808B

Abstract

本发明提供一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，该防腐剂由以下质量百分比的组分组成：密实组分40％～60％、减缩组分5％～15％、钡盐20％～30％、钙矾石生成抑制剂0.5％～2.5％、碳硫硅钙石生成抑制剂10％～20％；其中，密实组分为硅灰、偏高岭土、粉煤灰中的一种或几种；减缩组分由质量比为1:1～3的聚二甲基硅氧烷和2-甲基-2，4-戊二醇组成。本发明防腐剂不仅兼具抗钙矾石及抗碳硫硅钙石侵蚀，而且制作简单、成本低廉。

Description

一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂

【技术领域】

本发明属于混凝土外加剂材料技术领域，具体涉及一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂。

【背景技术】

当混凝土位于溶有硫酸盐的土壤和地下水中时，就会受到硫酸盐的侵蚀破坏作用。混凝土的硫酸盐侵蚀是一个非常复杂的过程，一般有以下四种类型:钙矾石型、石膏型、盐结晶型和碳硫硅钙石型，通常几种类型的侵蚀会并存。对于地铁、隧道、建筑物地下桩基等工程，其混凝土结构位于地表下，大量工程实例表明，这类混凝土结构侵蚀破坏类型主要是钙矾石型与碳硫硅钙石型。

钙矾石是一种膨胀性的物质，在硫酸盐侵蚀的初期，由于钙矾石充满混凝土组织结构的空隙，使得混凝土的强度增强，但随着钙矾石的不断增加造成混凝土的内部开裂破坏，此时混凝土的强度降低。与钙矾石型硫酸盐侵蚀不同，碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀目标主要是水泥基材料中的胶凝物质C-S-H凝胶，并将其转变成无胶凝性的烂泥状物质，集料由表及里逐渐脱落，从而导致性能劣化严重。

为了抑制硫酸盐侵蚀，本领域从业人员研究出各种抑制剂或防腐剂，比如：2012年02月15日公布的发明专利CN102351456A“一种碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀抑制剂及其制备方法与应用”公开了一种TSA抑制剂，主要组分为钡盐、水泥熟料、掺合料、沸石及粉状减水剂，具有钡离子多级长效缓释特性，可长期提高水泥基材料抗碳硫硅钙侵蚀破坏性能，同时对水泥基材料工作性、强度及耐久性具有一定的改善效果，但是该抑制剂主要作用是提高水泥基材料抗碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀破坏性能，对钙矾石的侵蚀并不理想；2014年3月19日公布的发明专利CN103641355A“混凝土抗硫酸盐腐蚀选择性结晶抑制剂及其制备方法”，其公开了一种选择性结晶抑制剂，该抑制剂分子结构同时具备羧酸基团、甲基基团群、磺酸基团，且含有铁铝双盐相，能显著提升水泥混凝土的抗硫酸盐腐蚀能力，降低混凝土在硫酸盐环境下发生表面胀裂、剥落、强度下降的风险，但是该抑制剂主要是消除硫酸盐腐蚀后钙矾石膨胀与盐结晶膨胀破坏，对碳硫硅钙石型侵蚀破坏没有预防效果。

针对现阶段的地铁、隧道及建筑物地下桩基等地下混凝土结构施工要求及防腐剂研发及应用现状，研究出一种兼具抗钙矾石及抗碳硫硅钙石侵蚀的防腐剂是从业人员所迫切期望地。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，该防腐剂不仅兼具抗钙矾石及抗碳硫硅钙石侵蚀，而且制作简单、成本低廉。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，该防腐剂由以下质量百分比的组分组成：

密实组分40％～60％；

减缩组分5％～15％；

钡盐20％～30％；

钙矾石生成抑制剂0.5％～2.5％；

碳硫硅钙石生成抑制剂10％～20％；

其中，密实组分为硅灰、偏高岭土、粉煤灰中的一种或几种；减缩组分由质量比为1:1～3的聚二甲基硅氧烷和2-甲基-2，4-戊二醇组成。

进一步地，所述钡盐为硝酸钡、乙酸钡、氢氧化钡中的一种或几种。

进一步地，所述钙矾石生成抑制剂为氨基三亚甲基膦酸、羟基亚乙基二膦酸中的一种或两种。

进一步地，所述碳硫硅钙石生成抑制剂为甘油、二丙二醇、磷酸钙中的一种或几种。

本发明的有益效果在于：提供一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，该防腐剂不仅能够满足现阶段地下混凝土结构施工要求的抗侵蚀性能要求，而且经过150次干湿循环(KS150)后抗压强度耐蚀系数均大于75％，即具有优良的抗硫酸盐侵蚀性能；换而言之，该防腐剂兼具抗钙矾石及抗碳硫硅钙石侵蚀；此外，其还具有制作简单、成本低廉的特点。

【具体实施方式】

本发明一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其由以下质量百分比的组分组成：密实组分40％～60％；减缩组分5％～15％；钡盐20％～30％；钙矾石生成抑制剂0.5％～2.5％；碳硫硅钙石生成抑制剂10％～20％。

其中，密实组分为硅灰、偏高岭土、粉煤灰中的一种或几种；减缩组分由质量比为1:1～3的聚二甲基硅氧烷和2-甲基-2，4-戊二醇组成；钡盐为硝酸钡、乙酸钡、氢氧化钡中的一种或几种；钙矾石生成抑制剂为氨基三亚甲基膦酸、羟基亚乙基二膦酸中的一种或两种；碳硫硅钙石生成抑制剂为甘油、二丙二醇、磷酸钙中的一种或几种。

为了对本发明进行进一步的阐述说明，申请人给出了如下实施例，但不以任何形式限制本发明。

实施例1

按如下质量百分比称取各组分：硅灰5％、粉煤灰48.9％、聚二甲基硅氧烷3％、2-甲基-2,4-戊二醇5％、硝酸钡13％、氢氧化钡11％、次氨基三亚甲基膦酸0.1％、甘油8％、磷酸钙6％；之后将称取好后的各组分进行混合即得所述防腐剂。

实施例2

按如下质量百分比称取各组分：硅灰8.5％、粉煤灰38％、聚二甲基硅氧烷3％、2-甲基-2,4-戊二醇7％、乙酸钡12％、氢氧化钡14％、次氨基三亚甲基膦酸0.7％、羟基亚乙基二膦酸0.8％、二丙二醇7％、磷酸钙9％；之后将称取好后的各组分进行混合即得所述防腐剂。

实施例3

按如下质量百分比称取各组分：偏高岭土15％、粉煤灰25％、聚二甲基硅氧烷4％、2-甲基-2,4-戊二醇8％、硝酸钡12％、乙酸钡16％、羟基亚乙基二膦酸2％、甘油5％，磷酸钙7％；之后将称取好后的各组分进行混合即得所述防腐剂。

实施例4性能测试

为了验证本发明防腐剂的性能效果，申请人对上述实施例即实施例1-3所得的防腐剂进行性能测试：根据标准JC/T1011-2006《混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂》测试上述实施例1-3所得防腐剂的抗侵蚀性能，具体测试指标为抗蚀系数K及膨胀系数E；根据标准GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，测试经过150次干湿循环后各实施例防腐剂的抗压强度耐蚀系数K_f，测试结果如下表1所示。

表1性能测试结果

根据标准JC/T1011-2006关于防腐剂的抗侵蚀性能要求，抗蚀系数K≥0.85及膨胀系数E≤1.50，由上述表1的测试结果可以看出，本发明防腐剂抗侵蚀性能满足要求；另外，各实施例防腐剂经过150次干湿循环(KS150)后抗压强度耐蚀系数K_f均大于75％，从而表明各实施例防腐剂具有优良的抗硫酸盐侵蚀性能。

综上，本发明提供一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，该防腐剂不仅能够满足现阶段地下混凝土结构施工要求的抗侵蚀性能要求，而且经过150次干湿循环(KS150)后抗压强度耐蚀系数均大于75％，即具有优良的抗硫酸盐侵蚀性能；换而言之，该防腐剂兼具抗钙矾石及抗碳硫硅钙石侵蚀；此外，其不仅制作简单，而且因组分较为低廉及易得，使得防腐剂具有成本低廉的特点。

Claims

1.一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其特征在于：该防腐剂由以下质量百分比的组分组成：

2.根据权利要求1所述的一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其特征在于：所述钡盐为硝酸钡、乙酸钡、氢氧化钡中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其特征在于：所述钙矾石生成抑制剂为氨基三亚甲基膦酸、羟基亚乙基二膦酸中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其特征在于：所述碳硫硅钙石生成抑制剂为甘油、二丙二醇、磷酸钙中的一种或几种。