CN105174841A - 一种阻燃耐腐蚀混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阻燃耐腐蚀混凝土，由以下质量份数的组分组成：水泥32～36份、二异丙醇胺34～38份、煤灰30～34份、硅藻粉34～38份、玄武岩纤维30～34份、纳米碳粉34～38份、聚乙烯吡咯烷酮30～34份、磷渣粉36～40份、橡胶颗粒30～34份、脂松香34～38份、铝酸钠30～34份、三氯化铁34～38份、聚苯乙烯泡沫颗粒30～34份、氧化锆34～38份、铝矿渣30～34份、铝酸钴34～38份、膨胀珍珠岩30～34份、矾土34～38份、石棉灰30～34份、聚乙烯醇34～38份、三聚磷酸钠30～34份、水1000～2000份。本阻燃耐腐蚀混凝土制备工艺方法简单，所制备的产品具有较为优越的阻燃、耐腐蚀性能，适合在多种领域使用，改善了产品性能。

Description

一种阻燃耐腐蚀混凝土

技术领域

本发明涉及一种阻燃耐腐蚀混凝土，属于混凝土生产技术领域。

背景技术

混凝土防冻剂为复合产品，在提高早期强度的基础上能明显改善混凝土和易性，结合冬施气温条件，可以加速混凝土负温条件下的凝结和硬化，强度增长明显并且不影响后期强度的发展，无氯盐避免了钢筋锈蚀，提高了混凝土的耐久性。阻燃剂是合成高分子材料的重要助剂之一。添加阻燃剂到高分子材料中，可以阻止材料燃烧或者延缓火势的蔓延，使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃耐腐蚀混凝土，以便更好地实现混凝土阻燃耐高温抗冻的功能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种阻燃耐腐蚀混凝土，由以下质量份数的组分组成：水泥32～36份、二异丙醇胺34～38份、煤灰30～34份、硅藻粉34～38份、玄武岩纤维30～34份、纳米碳粉34～38份、聚乙烯吡咯烷酮30～34份、磷渣粉36～40份、橡胶颗粒30～34份、脂松香34～38份、铝酸钠30～34份、三氯化铁34～38份、聚苯乙烯泡沫颗粒30～34份、氧化锆34～38份、铝矿渣30～34份、铝酸钴34～38份、膨胀珍珠岩30～34份、矾土34～38份、石棉灰30～34份、聚乙烯醇34～38份、三聚磷酸钠30～34份、水1000～2000份。

进一步地，上述阻燃耐腐蚀混凝土，由以下质量份数的组分组成：水泥32份、二异丙醇胺34份、煤灰30份、硅藻粉34份、玄武岩纤维30份、纳米碳粉34份、聚乙烯吡咯烷酮30份、磷渣粉36份、橡胶颗粒30份、脂松香34份、铝酸钠30份、三氯化铁34份、聚苯乙烯泡沫颗粒30份、氧化锆34份、铝矿渣30份、铝酸钴34份、膨胀珍珠岩30份、矾土34份、石棉灰30份、聚乙烯醇34份、三聚磷酸钠30份、水1000份。

进一步地，上述阻燃耐腐蚀混凝土，由以下质量份数的组分组成：水泥34份、二异丙醇胺36份、煤灰32份、硅藻粉36份、玄武岩纤维32份、纳米碳粉36份、聚乙烯吡咯烷酮32份、磷渣粉38份、橡胶颗粒32份、脂松香36份、铝酸钠32份、三氯化铁36份、聚苯乙烯泡沫颗粒32份、氧化锆36份、铝矿渣32份、铝酸钴36份、膨胀珍珠岩32份、矾土36份、石棉灰32份、聚乙烯醇36份、三聚磷酸钠32份、水1500份。

进一步地，上述阻燃耐腐蚀混凝土，由以下质量份数的组分组成：水泥36份、二异丙醇胺38份、煤灰34份、硅藻粉38份、玄武岩纤维34份、纳米碳粉38份、聚乙烯吡咯烷酮34份、磷渣粉40份、橡胶颗粒34份、脂松香38份、铝酸钠34份、三氯化铁38份、聚苯乙烯泡沫颗粒34份、氧化锆38份、铝矿渣34份、铝酸钴38份、膨胀珍珠岩34份、矾土38份、石棉灰34份、聚乙烯醇38份、三聚磷酸钠34份、水2000份。

进一步地，上述阻燃耐腐蚀混凝土制备方法步骤如下：

（1）将所述质量份数的水泥、二异丙醇胺、煤灰、硅藻粉、玄武岩纤维、纳米碳粉、聚乙烯吡咯烷酮、磷渣粉、橡胶颗粒、脂松香、铝酸钠、三氯化铁、氧化锆、铝矿渣、铝酸钴、膨胀珍珠岩、矾土、聚乙烯醇、三聚磷酸钠加入上述质量份数的水中，超声高速分散，超声波频率为20～40KHz，分散速度5000～5400r/min左右，分散时间为30～60min；

（2）加入所述质量份数的石棉灰，超声高速分散，超声波频率为20～35KHz，分散速度4800～5200r/min左右，分散时间为30～50min；

（3）加入所述质量份数的聚苯乙烯泡沫颗粒，超声高速分散，超声波频率为20～30KHz，分散速度4600～4800r/min左右，分散时间为20～40min；混合均匀后制得固含量为约20～70％的本品。

上述各组分功能如下：

（1）水泥：粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。

（2）二异丙醇胺：白色结晶固体，有类似氨的味道。用作乳化剂，以及用于织物处理等。用于天然气及炼厂气中脱除硫化氢和二氧化碳，用于纤维助剂、鞣革剂、杀虫剂、切削油等。

（3）煤灰：本品是燃煤锅炉燃烧后形成的粉末，主要成分Si02、Al2O3、Fe3O4、FeO、还有少量的CaO、MgO等，主要用途是城市垃圾填埋；煤灰坝处理；道路、铁路、排水工程；水利、隧道、堤、坝、闸防渗；蓄液库防渗；输水、输液渠道、固体废料堆放防渗；屋顶防漏；建筑物地下室、地下仓库、地下车库防潮；桩膜围堰、围海造陆、码头工程等。煤灰具有吸附、净化、催化等作用，所以在实验室中可以用煤灰代替很多药品进行各种实验，在日常生活中可以用于救生，净化污水，生产中可以作肥料和改良酸性土壤，在环境保护中可以用来处理工业废水等等。

（4）硅藻粉：由硅藻岩类矿石精加工成细小粉末颗粒的一种材料。其主要成份为天然二氧化硅SiO2，它具有层状，纤维状及多孔状的结构。产品施工便捷，现场兑水搅拌施工，具有与乳胶漆同样的施工工艺和外观效果。产品利用无机材料水化、气化、物理成膜原理，表面坚固持久、色彩柔和自然、是取代乳胶漆的理想材料。

（5）玄武岩纤维：一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成的。玄武岩连续纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。

（6）纳米碳粉：作为塑料的填充剂，增强塑料的导电性。

（7）聚乙烯吡咯烷酮：具有亲水性易流动白色或近乎白色的粉末，有微臭。极易溶于水及含卤代烃类溶剂、醇类、胺类、硝基烷烃及低分子脂肪酸等，不溶于丙酮、乙醚、松节油、脂肪烃和脂环烃等少数溶剂。能与多数无机酸盐、多种树脂相容。作为高分子表面活性剂，在不同的分散体系中，可作为分散剂、乳化剂、增稠剂、流平剂、粒度调节剂、抗再沉淀剂、凝聚剂、助溶剂和洗涤剂。本品是一种合成水溶性高分子化合物，具有水溶性高分子化合物的一般性质，胶体保护作用、成膜性、粘结性、吸湿性、增溶或凝聚作用。

（8）磷渣粉：一种优良的混凝土矿物掺合料，掺入混凝土后可以降低其水化热，改善混凝土的抗裂性；优化混凝土内孔结构与孔级配，降低大孔孔隙率，提高细孔比例，最终提高混凝土的强度和抗渗性；此外还可缓解碱—骨料和硫酸盐造成的膨胀等损害程度。

（9）橡胶颗粒：本品主要是通过各种废旧橡胶包括废橡胶、旅游鞋底、边角料、电缆皮、橡胶边角料、汽车垫带等废旧橡胶原料加工生产而来。主要用于体育跑道、足球场、网球场、篮球场等康体活动场所，高速公路、高速铁路、并广泛用于医院、宾馆、饭店、家庭、幼儿园、老人院、公路、工厂需要减震、减噪、防滑的场地，而且能够灵活搭配使用，可以和多种类别的面层材料结合使用，其突出特点：防滑、防晒、耐磨、阻燃。

（10）脂松香：一种天然树脂，主要由各种脂酸组成，易溶于多种溶剂，具有特有的化学活性。是造纸、涂料、油墨、橡胶、肥皂、电子、食用酯胶、松香酯树脂等工业的重要原料。

（11）铝酸钠：白色、无臭、无味，呈强碱性的固体，高温熔融产物为白色粉末，溶于水，不溶于乙醇。土木工程方面，本品与水玻璃混合用于施工中的堵漏；可作为水泥速凝剂；在石油化工、制药、橡胶、印染、纺织、催化剂生产中也有较广泛的应用。

（12）三氯化铁：黑棕色结晶，粉状也略带块状，易溶于水，不溶于甘油，易溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙醚。主要用于金属蚀刻，污水处理。其中蚀刻包括铜，不锈钢，铝等材料的蚀刻，对低油度的原水处理，具有效果好、价格便宜等优点，但带来水色泛黄的缺点。也用于印染滚筒刻花、电子工业线路板及荧光数字筒生产等。建筑工业用于制备混凝土，以增强混凝土的强度、抗腐蚀性和防水性。也能与氯化亚铁、氯化钙、氯化铝、硫酸铝、盐酸等配制成泥凝土的防水剂，无机工业用作制造其他铁盐和墨水。染料工业用作印地科素染料染色时的氧化剂。印染工业用作媒染剂。冶金工业用作提取金、银的氯化侵取剂。有机工业用作催化剂、氧化剂和氯化剂。玻璃工业用作玻璃器皿热态着色剂。制皂工业用作肥皂废液回收甘油的凝聚剂。

（13）聚苯乙烯泡沫颗粒：一种轻型高分子聚合物。它是采用聚苯乙烯树脂加入发泡剂，同时加热进行软化，产生气体，形成一种硬质闭孔结构的泡沫塑料。其加工方法按发泡方式的不同可分为模式法与挤出法。这种均匀封闭的空腔结构使本品具有吸水性小，保温性好，质量轻及较高的机械强度等特点。

（14）氧化锆：通常状况下为白色无臭无味晶体，难溶于水、盐酸和稀硫酸。化学性质不活泼，且具有高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质，使它成为重要的耐高温材料、陶瓷绝缘材料和陶瓷遮光剂，亦是人工钻的主要原料。高温化学性质稳定、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、不挥发、无污染，是目前国际上最顶尖的一种耐火纤维材料。

（15）铝矿渣：利用工业废料矿渣为主要原料，经熔化、采用高速离心法或喷吹法等工艺制成的棉丝状无机纤维。它具有质轻、导热系数小、不燃烧、防蛀、价廉、耐腐蚀、化学稳定性好、吸声性能好等特点。可用于建筑物的填充绝热、吸声、隔声、制氧机和冷库保冷及各种热力设备填充隔热等。

（16）铝酸钴：具有极好的遮盖力、较强的着色力和分散性；优异的户外耐光性、耐侯性、耐高温性；良好的耐酸、耐碱、耐各种溶剂及化学腐蚀性；并且具有无渗性，无迁移性；且与大多数热塑性、热固性塑料具有良好相容性；还具有反红外功能，广泛应用于卷钢涂料、工程塑料、防伪涂料及屋顶隔热涂料中。

（17）膨胀珍珠岩：一种天然酸性玻璃质火山熔岩非金属矿产，包括珍珠岩、松脂岩和黑曜岩，可用作过滤剂、催化剂、分子筛以及橡胶、化肥、农药的载体。广泛用于建筑、冶金、石油、机械、轻工、水电、铸造、医药、食品、农林园艺等部门。

（18）矾土：抗酸、碱性熔渣侵蚀的能力强，高温强度高，广泛应用于钢铁、有色等行业，但其抗急冷热能力差、高温体积稳定性不好，导致材料的变形和剥落，降低材料的使用寿命。用于像耐火材料、水泥和腐蚀剂工业。

（19）石棉灰：含有石棉纤维的粉状非金属材料，在防水材料，沥青材料，隔热保温材料等领域有比较广泛的应用。

（20）聚乙烯醇：有机化合物，白色片状、絮状或粉末状固体，无味。溶于水，不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。微溶于二甲基亚砜。聚乙烯醇是重要的化工原料，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂、胶水等。

（21）三聚磷酸钠：白色粉末状结晶，流动性较好。易溶于水，其水溶液呈碱性。用作洗涤品助剂，亦可用于石油、冶金、采矿、造纸、水处理等。主要用作合成洗涤剂的助剂，用于肥皂增效剂和防止条皂油脂析出和起霜。对润滑油和脂肪有强烈的乳化作用，可用于调节缓冲皂液的PH值。工业用水的软水剂。制革剂。染色助剂。油漆、高岭土、氧化镁、碳酸钙等工业中配制悬浮时作分散剂。钻井泥浆分散剂。造纸工业用作防油污剂。食品工业中用于罐头，果汁饮料，奶制品，豆乳等的品质改良剂，水分保持剂。主要供火腿罐头嫩化，蚕豆罐头中使豆皮软化，亦可用作软化剂和增稠剂。

该发明的有益效果在于：本阻燃耐腐蚀混凝土制备工艺方法简单，所制备的产品具有较为优越的阻燃、耐腐蚀性能，适合在多种领域使用，改善了产品性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。

实施例1

本实施例中的阻燃耐腐蚀混凝土，由以下质量份数的组分组成：水泥32份、二异丙醇胺34份、煤灰30份、硅藻粉34份、玄武岩纤维30份、纳米碳粉34份、聚乙烯吡咯烷酮30份、磷渣粉36份、橡胶颗粒30份、脂松香34份、铝酸钠30份、三氯化铁34份、聚苯乙烯泡沫颗粒30份、氧化锆34份、铝矿渣30份、铝酸钴34份、膨胀珍珠岩30份、矾土34份、石棉灰30份、聚乙烯醇34份、三聚磷酸钠30份、水1000份。

上述阻燃耐腐蚀混凝土制备方法步骤如下：

（1）将所述质量份数的水泥、二异丙醇胺、煤灰、硅藻粉、玄武岩纤维、纳米碳粉、聚乙烯吡咯烷酮、磷渣粉、橡胶颗粒、脂松香、铝酸钠、三氯化铁、氧化锆、铝矿渣、铝酸钴、膨胀珍珠岩、矾土、聚乙烯醇、三聚磷酸钠加入上述质量份数的水中，超声高速分散，超声波频率为20kHz，分散速度5400r/min左右，分散时间为60min；

（2）加入所述质量份数的石棉灰，超声高速分散，超声波频率为20kHz，分散速度5200r/min左右，分散时间为50min；

（3）加入所述质量份数的聚苯乙烯泡沫颗粒，超声高速分散，超声波频率为20kHz，分散速度4800r/min左右，分散时间为40min；混合均匀后制得固含量为约20％的本品。

实施例2

本实施例中的阻燃耐腐蚀混凝土，由以下质量份数的组分组成：水泥34份、二异丙醇胺36份、煤灰32份、硅藻粉36份、玄武岩纤维32份、纳米碳粉36份、聚乙烯吡咯烷酮32份、磷渣粉38份、橡胶颗粒32份、脂松香36份、铝酸钠32份、三氯化铁36份、聚苯乙烯泡沫颗粒32份、氧化锆36份、铝矿渣32份、铝酸钴36份、膨胀珍珠岩32份、矾土36份、石棉灰32份、聚乙烯醇36份、三聚磷酸钠32份、水1500份。

上述阻燃耐腐蚀混凝土制备方法步骤如下：

（1）将所述质量份数的水泥、二异丙醇胺、煤灰、硅藻粉、玄武岩纤维、纳米碳粉、聚乙烯吡咯烷酮、磷渣粉、橡胶颗粒、脂松香、铝酸钠、三氯化铁、氧化锆、铝矿渣、铝酸钴、膨胀珍珠岩、矾土、聚乙烯醇、三聚磷酸钠加入上述质量份数的水中，超声高速分散，超声波频率为30kHz，分散速度5200r/min左右，分散时间为45min；

（2）加入所述质量份数的石棉灰，超声高速分散，超声波频率为27kHz，分散速度5000r/min左右，分散时间为40min；

（3）加入所述质量份数的聚苯乙烯泡沫颗粒，超声高速分散，超声波频率为25kHz，分散速度4700r/min左右，分散时间为30min；混合均匀后制得固含量为约35％的本品。

实施例3

本实施例中的阻燃耐腐蚀混凝土，由以下质量份数的组分组成：水泥36份、二异丙醇胺38份、煤灰34份、硅藻粉38份、玄武岩纤维34份、纳米碳粉38份、聚乙烯吡咯烷酮34份、磷渣粉40份、橡胶颗粒34份、脂松香38份、铝酸钠34份、三氯化铁38份、聚苯乙烯泡沫颗粒34份、氧化锆38份、铝矿渣34份、铝酸钴38份、膨胀珍珠岩34份、矾土38份、石棉灰34份、聚乙烯醇38份、三聚磷酸钠34份、水2000份。

上述阻燃耐腐蚀混凝土制备方法步骤如下：

（1）将所述质量份数的水泥、二异丙醇胺、煤灰、硅藻粉、玄武岩纤维、纳米碳粉、聚乙烯吡咯烷酮、磷渣粉、橡胶颗粒、脂松香、铝酸钠、三氯化铁、氧化锆、铝矿渣、铝酸钴、膨胀珍珠岩、矾土、聚乙烯醇、三聚磷酸钠加入上述质量份数的水中，超声高速分散，超声波频率为40kHz，分散速度5000r/min，分散时间为30min；

（2）加入所述质量份数的石棉灰，超声高速分散，超声波频率为35kHz，分散速度4800r/min，分散时间为30min；

（3）加入所述质量份数的聚苯乙烯泡沫颗粒，超声高速分散，超声波频率为30kHz，分散速度4600r/min左右，分散时间为20min；混合均匀后制得固含量为约70％的本品。

针对实施例1、实施例2和实施例3中的产品和某市售产品进行性能测量，所测得的数据如表1所示。防火阻燃等级测试采用UL94标准。

表1性能测试结果

可见，本发明材料具有较好的耐腐蚀、防火阻燃性能。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种阻燃耐腐蚀混凝土，其特征在于：由以下质量份数的组分组成：水泥32～36份、二异丙醇胺34～38份、煤灰30～34份、硅藻粉34～38份、玄武岩纤维30～34份、纳米碳粉34～38份、聚乙烯吡咯烷酮30～34份、磷渣粉36～40份、橡胶颗粒30～34份、脂松香34～38份、铝酸钠30～34份、三氯化铁34～38份、聚苯乙烯泡沫颗粒30～34份、氧化锆34～38份、铝矿渣30～34份、铝酸钴34～38份、膨胀珍珠岩30～34份、矾土34～38份、石棉灰30～34份、聚乙烯醇34～38份、三聚磷酸钠30～34份、水1000～2000份。

2.根据权利要求1所述的阻燃耐腐蚀混凝土，其特征在于：所述阻燃耐腐蚀混凝土由以下质量份数的组分组成：水泥32份、二异丙醇胺34份、煤灰30份、硅藻粉34份、玄武岩纤维30份、纳米碳粉34份、聚乙烯吡咯烷酮30份、磷渣粉36份、橡胶颗粒30份、脂松香34份、铝酸钠30份、三氯化铁34份、聚苯乙烯泡沫颗粒30份、氧化锆34份、铝矿渣30份、铝酸钴34份、膨胀珍珠岩30份、矾土34份、石棉灰30份、聚乙烯醇34份、三聚磷酸钠30份、水1000份。

3.根据权利要求1至2所述的阻燃耐腐蚀混凝土，其特征在于：所述阻燃耐腐蚀混凝土由以下质量份数的组分组成：水泥34份、二异丙醇胺36份、煤灰32份、硅藻粉36份、玄武岩纤维32份、纳米碳粉36份、聚乙烯吡咯烷酮32份、磷渣粉38份、橡胶颗粒32份、脂松香36份、铝酸钠32份、三氯化铁36份、聚苯乙烯泡沫颗粒32份、氧化锆36份、铝矿渣32份、铝酸钴36份、膨胀珍珠岩32份、矾土36份、石棉灰32份、聚乙烯醇36份、三聚磷酸钠32份、水1500份。

4.根据权利要求1至3所述的阻燃耐腐蚀混凝土，其特征在于：所述阻燃耐腐蚀混凝土由以下质量份数的组分组成：水泥36份、二异丙醇胺38份、煤灰34份、硅藻粉38份、玄武岩纤维34份、纳米碳粉38份、聚乙烯吡咯烷酮34份、磷渣粉40份、橡胶颗粒34份、脂松香38份、铝酸钠34份、三氯化铁38份、聚苯乙烯泡沫颗粒34份、氧化锆38份、铝矿渣34份、铝酸钴38份、膨胀珍珠岩34份、矾土38份、石棉灰34份、聚乙烯醇38份、三聚磷酸钠34份、水2000份。

5.根据权利要求1或4所述的阻燃耐腐蚀混凝土，其特征在于：所述阻燃耐腐蚀混凝土制备方法步骤如下：

（1）将所述质量份数的水泥、二异丙醇胺、煤灰、硅藻粉、玄武岩纤维、纳米碳粉、聚乙烯吡咯烷酮、磷渣粉、橡胶颗粒、脂松香、铝酸钠、三氯化铁、氧化锆、铝矿渣、铝酸钴、膨胀珍珠岩、矾土、聚乙烯醇、三聚磷酸钠加入上述质量份数的水中，超声高速分散，超声波频率为20～40KHz，分散速度5000～5400r/min左右，分散时间为30～60min；

（2）加入所述质量份数的石棉灰，超声高速分散，超声波频率为20～35KHz，分散速度4800～5200r/min左右，分散时间为30～50min；

（3）加入所述质量份数的聚苯乙烯泡沫颗粒，超声高速分散，超声波频率为20～30KHz，分散速度4600～4800r/min左右，分散时间为20～40min；混合均匀后制得固含量为约20～70％的本品。