CN105198327B - 一种防腐蚀混凝土材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防腐蚀混凝土材料及其制备方法，按如下重量份组分组成：硅酸盐水泥150~180份、粉煤灰40~60份、矿渣棉8~18份、碎石120~180份、玻璃鳞片80~160份、细砂80~120份、氯化钙12~36份、硅酸镁12~25份、硅酸钡1~8份、苯甲酸钠1~8份、硅酸钙8~16份、磷酸氢二铝4~12份、氧化锶6~16份、水镁石粉4~12份、锌粉2~10份、氧化锌10~20份、偏铝酸钠2~10份、聚乙烯醇2~10份、二水石膏15~30份、三聚磷酸铝1~4份、三聚磷酸钾1~4份、磷酸二氢钾1~4份、双酚A环氧丙烯酸酯6~8份、三羟基甲基乙烷1~3份、聚丙烯酰胺2~10份、木糖醇1~3份，磷酸三乙酯1~4份，甲基丙烯酸丁酯1~4份，丙烯晴1~4份，异丁基三乙氧基硅烷2~4份、烯丙基磺酸钠6~10份、木质素磺酸钙4~16份、减水剂1~6份和60~100份水。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土材料领域，特别涉及一种高强度防渗防腐混凝土材料及其制备方法。
背景技术
作为一种经济实用的结构材料，钢筋混凝土广泛地应用在建筑物、桥梁、堤坝和海底隧道等结构中。钢筋混凝土在使用过程中必然面临着外界环境的侵蚀，其中，以钢筋腐蚀最突为出。钢筋腐蚀已成为当今世界影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素。随着外界环境的恶劣，如持续的酸化空气、高湿度、高盐和高碱环境，均加大了混凝土腐蚀的进度，会过早的出现氯盐腐蚀、酸腐蚀和点腐蚀等等现象，这些严重导致混凝土结构耐久性下降，也严重影响着工程安全。研究表明，水的渗透是导致各种问题腐蚀出现的最直接的原因之一。因此，混凝土的抗渗性也严重影响着其抗腐蚀性。
发明内容
为了解决上述技术问题，提供一种高强度防渗防腐混凝土材料及其制备方法。
其技术方案是：一种防腐蚀混凝土材料，按如下重量份组分组成：硅酸盐水泥150～180份、粉煤灰40～60份、矿渣棉8～18份、碎石120～180份、玻璃鳞片80～160份、细砂80～120份、氯化钙12～36份、硅酸镁12～25份、硅酸钡1～8份、苯甲酸钠1～8份、硅酸钙8～16份、磷酸氢二铝4～12份、氧化锶6～16份、水镁石粉4～12份、锌粉2～10份、氧化锌10～20份、偏铝酸钠2～10份、聚乙烯醇2～10份、二水石膏15～30份、三聚磷酸铝1～4份、三聚磷酸钾1～4份、磷酸二氢钾1～4份、双酚A环氧丙烯酸酯6～8份、三羟基甲基乙烷1～3份、聚丙烯酰胺2～10份、木糖醇1～3份、磷酸三乙酯1～4份、甲基丙烯酸丁酯1～4份、丙烯晴1～4份、异丁基三乙氧基硅烷2～4份、烯丙基磺酸钠6～10份、木质素磺酸钙4～16份、减水剂1～6份和60～100份水。
优选的，所述的一种防腐蚀混凝土材料，按如下重量份组分组成：硅酸盐水泥160份、粉煤灰50份、矿渣棉12份、碎石150份、玻璃鳞片120份、细砂100份、氯化钙24份、硅酸镁21份、硅酸钡5份、苯甲酸钠5份、硅酸钙12份、磷酸氢二铝8份、氧化锶10份、水镁石粉8份、锌粉6份、氧化锌15份、偏铝酸钠6份、聚乙烯醇6份、二水石膏22份、三聚磷酸铝2份、三聚磷酸钾2份、磷酸二氢钾2份、双酚A环氧丙烯酸酯7份、三羟基甲基乙烷2份、聚丙烯酰胺6份、木糖醇2份、磷酸三乙酯3份、甲基丙烯酸丁酯3份、丙烯晴3份、异丁基三乙氧基硅烷3份、烯丙基磺酸钠8份、木质素磺酸钙10份、减水剂3份和60～100份水。
优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂、苯系减水剂、氨基减水剂或脂肪酸减水剂。
所述的一种防腐蚀混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份数的粉煤灰、矿渣棉、碎石、玻璃鳞片、细砂、氯化钙、磷酸氢二铝、氧化锶、水镁石粉、锌粉、氧化锌和木质素磺酸钙加入粉磨机中，粉磨后再与水混合，搅拌均匀得到混合浆液A；
(2)将上述重量份数的硅酸镁、硅酸钡和硅酸钙加入粉磨机中，粉磨后在加热炉中加热1-2h，出料冷却至室温得产物B；
(3)将上述重量份数的聚乙烯醇、三聚磷酸铝、三聚磷酸钾、双酚A环氧丙烯酸酯、三羟基甲基乙烷、聚丙烯酰胺、磷酸三乙酯，甲基丙烯酸丁酯、丙烯晴、异丁基三乙氧基硅烷、烯丙基磺酸钠和水混合，搅拌加热20-30min，然后加入苯甲酸钠、偏铝酸钠、磷酸二氢钾和木糖醇继续搅拌加热20-30min，冷却至室温得产物C；
(4)将混合浆液A与产物C混合搅拌均匀，然后加入水、硅酸盐水泥、减水剂、二水石膏和产物B混合搅拌10-20min，然后经过浇注、振捣；
(5)经浇注和振捣后，于室温下潮湿环境中养护10-15天，即得。
优选的，所述步骤(2)中的加热温度是700-800℃，步骤(3)中的加热温度是70-90℃。
本发明具有以下有益效果：本发明所制备的高强度混凝土材料的抗渗等级均大于P12级，腐蚀系数为0.85～0.94，均高于普通混凝土，此外，15天抗压强度大于55.1MPa，这说明本发明所制备的混凝土材料不仅保持良好的抗压强度，同时抗渗和抗腐蚀性能均有所提高。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
一种防腐蚀混凝土材料，按如下重量份组分组成：硅酸盐水泥150份、粉煤灰40份、矿渣棉8份、碎石120份、玻璃鳞片80份、细砂80份、氯化钙12份、硅酸镁12份、硅酸钡1份、苯甲酸钠1份、硅酸钙8份、磷酸氢二铝4份、氧化锶6份、水镁石粉4份、锌粉2份、氧化锌10份、偏铝酸钠2份、聚乙烯醇2份、二水石膏15份、三聚磷酸铝1份、三聚磷酸钾1份、磷酸二氢钾1份、双酚A环氧丙烯酸酯6份、三羟基甲基乙烷1份、聚丙烯酰胺2份、木糖醇1份、磷酸三乙酯1份、甲基丙烯酸丁酯1份、丙烯晴1份、异丁基三乙氧基硅烷2份、烯丙基磺酸钠6～份、木质素磺酸钙4份、聚羧酸减水剂1份和60份水。
所述的一种防腐蚀混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份数的粉煤灰、矿渣棉、碎石、玻璃鳞片、细砂、氯化钙、磷酸氢二铝、氧化锶、水镁石粉、锌粉、氧化锌和木质素磺酸钙加入粉磨机中，粉磨后再与水混合，搅拌均匀得到混合浆液A；
(2)将上述重量份数的硅酸镁、硅酸钡和硅酸钙加入粉磨机中，粉磨后在加热炉中加热1-2h，出料冷却至室温得产物B；
(3)将上述重量份数的聚乙烯醇、三聚磷酸铝、三聚磷酸钾、双酚A环氧丙烯酸酯、三羟基甲基乙烷、聚丙烯酰胺、磷酸三乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯晴、异丁基三乙氧基硅烷、烯丙基磺酸钠和水混合，搅拌加热20-30min，然后加入苯甲酸钠、偏铝酸钠、磷酸二氢钾和木糖醇继续搅拌加热20-30min，冷却至室温得产物C；
(4)将混合浆液A与产物C混合搅拌均匀，然后加入水、硅酸盐水泥、聚羧酸减水剂、二水石膏和产物B混合搅拌10-20min，然后经过浇注、振捣；
(5)经浇注和振捣后，于室温下潮湿环境中养护10-15天，即得。
其中，步骤(2)中的加热温度是700℃，步骤(3)中的加热温度是70℃。
实施例2
一种防腐蚀混凝土材料，按如下重量份组分组成：硅酸盐水泥180份、粉煤灰60份、矿渣棉18份、碎石180份、玻璃鳞片160份、细砂120份、氯化钙36份、硅酸镁25份、硅酸钡8份、苯甲酸钠8份、硅酸钙16份、磷酸氢二铝12份、氧化锶16份、水镁石粉12份、锌粉10份、氧化锌20份、偏铝酸钠10份、聚乙烯醇10份、二水石膏30份、三聚磷酸铝4份、三聚磷酸钾4份、磷酸二氢钾4份、双酚A环氧丙烯酸酯8份、三羟基甲基乙烷3份、聚丙烯酰胺10份、木糖醇3份、磷酸三乙酯4份、甲基丙烯酸丁酯4份、丙烯晴4份、异丁基三乙氧基硅烷4份、烯丙基磺酸钠10份、木质素磺酸钙16份、苯系减水剂6份和100份水。
所述的一种防腐蚀混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份数的粉煤灰、矿渣棉、碎石、玻璃鳞片、细砂、氯化钙、磷酸氢二铝、氧化锶、水镁石粉、锌粉、氧化锌和木质素磺酸钙加入粉磨机中，粉磨后再与水混合，搅拌均匀得到混合浆液A；
(2)将上述重量份数的硅酸镁、硅酸钡和硅酸钙加入粉磨机中，粉磨后在加热炉中加热1-2h，出料冷却至室温得产物B；
(3)将上述重量份数的聚乙烯醇、三聚磷酸铝、三聚磷酸钾、双酚A环氧丙烯酸酯、三羟基甲基乙烷、聚丙烯酰胺、磷酸三乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯晴、异丁基三乙氧基硅烷、烯丙基磺酸钠和水混合，搅拌加热20-30min，然后加入苯甲酸钠、偏铝酸钠、磷酸二氢钾和木糖醇继续搅拌加热20-30min，冷却至室温得产物C；
(4)将混合浆液A与产物C混合搅拌均匀，然后加入水、硅酸盐水泥、苯系减水剂、二水石膏和产物B混合搅拌10-20min，然后经过浇注、振捣；
(5)经浇注和振捣后，于室温下潮湿环境中养护10-15天，即得。
其中，步骤(2)中的加热温度是800℃，步骤(3)中的加热温度是90℃。
实施例3
一种防腐蚀混凝土材料，按如下重量份组分组成：硅酸盐水泥160份、粉煤灰45份、矿渣棉10份、碎石130份、玻璃鳞片100份、细砂90份、氯化钙15份、硅酸镁15份、硅酸钡1份、苯甲酸钠1份、硅酸钙8份、磷酸氢二铝4份、氧化锶6份、水镁石粉4份、锌粉2份、氧化锌10份、偏铝酸钠2份、聚乙烯醇2份、二水石膏15份、三聚磷酸铝1份、三聚磷酸钾1份、磷酸二氢钾1份、双酚A环氧丙烯酸酯6份、三羟基甲基乙烷1份、聚丙烯酰胺2份、木糖醇1份、磷酸三乙酯1份、甲基丙烯酸丁酯1份、丙烯晴1份、异丁基三乙氧基硅烷2份、烯丙基磺酸钠6份、木质素磺酸钙4份、氨基减水剂1份和70份水。
所述的一种防腐蚀混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份数的粉煤灰、矿渣棉、碎石、玻璃鳞片、细砂、氯化钙、磷酸氢二铝、氧化锶、水镁石粉、锌粉、氧化锌和木质素磺酸钙加入粉磨机中，粉磨后再与水混合，搅拌均匀得到混合浆液A；
(2)将上述重量份数的硅酸镁、硅酸钡和硅酸钙加入粉磨机中，粉磨后在加热炉中加热1-2h，出料冷却至室温得产物B；
(3)将上述重量份数的聚乙烯醇、三聚磷酸铝、三聚磷酸钾、双酚A环氧丙烯酸酯、三羟基甲基乙烷、聚丙烯酰胺、磷酸三乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯晴、异丁基三乙氧基硅烷、烯丙基磺酸钠和水混合，搅拌加热20-30min，然后加入苯甲酸钠、偏铝酸钠、磷酸二氢钾和木糖醇继续搅拌加热20-30min，冷却至室温得产物C；
(4)将混合浆液A与产物C混合搅拌均匀，然后加入水、硅酸盐水泥、氨基减水剂、二水石膏和产物B混合搅拌10-20min，然后经过浇注、振捣；
(5)经浇注和振捣后，于室温下潮湿环境中养护10-15天，即得。
其中，步骤(2)中的加热温度是700℃，步骤(3)中的加热温度是70℃。
实施例4
一种防腐蚀混凝土材料，按如下重量份组分组成：硅酸盐水泥170份、粉煤灰55份、矿渣棉16份、碎石160份、玻璃鳞片150份、细砂110份、氯化钙32份、硅酸镁24份、硅酸钡8份、苯甲酸钠8份、硅酸钙16份、磷酸氢二12份、氧化锶16份、水镁石粉12份、锌粉10份、氧化锌20份、偏铝酸钠10份、聚乙烯醇10份、二水石膏30份、三聚磷酸铝4份、三聚磷酸钾4份、磷酸二氢钾4份、双酚A环氧丙烯酸酯8份、三羟基甲基乙烷3份、聚丙烯酰胺10份、木糖醇3份、磷酸三乙酯4份、甲基丙烯酸丁酯4份、丙烯晴4份、异丁基三乙氧基硅烷4份、烯丙基磺酸钠10份、木质素磺酸钙16份、脂肪酸减水剂6份和90份水。
所述的一种防腐蚀混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份数的粉煤灰、矿渣棉、碎石、玻璃鳞片、细砂、氯化钙、磷酸氢二铝、氧化锶、水镁石粉、锌粉、氧化锌和木质素磺酸钙加入粉磨机中，粉磨后再与水混合，搅拌均匀得到混合浆液A；
(2)将上述重量份数的硅酸镁、硅酸钡和硅酸钙加入粉磨机中，粉磨后在加热炉中加热1-2h，出料冷却至室温得产物B；
(3)将上述重量份数的聚乙烯醇、三聚磷酸铝、三聚磷酸钾、双酚A环氧丙烯酸酯、三羟基甲基乙烷、聚丙烯酰胺、磷酸三乙酯，甲基丙烯酸丁酯、丙烯晴、异丁基三乙氧基硅烷、烯丙基磺酸钠和水混合，搅拌加热20-30min，然后加入苯甲酸钠、偏铝酸钠、磷酸二氢钾和木糖醇继续搅拌加热20-30min，冷却至室温得产物C；
(4)将混合浆液A与产物C混合搅拌均匀，然后加入水、硅酸盐水泥、脂肪酸减水剂、二水石膏和产物B混合搅拌10-20min，然后经过浇注、振捣；
(5)经浇注和振捣后，于室温下潮湿环境中养护10-15天，即得。
其中，步骤(2)中的加热温度是800℃，步骤(3)中的加热温度是90℃。
实施例5
一种防腐蚀混凝土材料，按如下重量份组分组成：硅酸盐水泥160份、粉煤灰50份、矿渣棉12份、碎石150份、玻璃鳞片120份、细砂100份、氯化钙24份、硅酸镁21份、硅酸钡5份、苯甲酸钠5份、硅酸钙12份、磷酸氢二铝8份、氧化锶10份、水镁石粉8份、锌粉6份、氧化锌15份、偏铝酸钠6份、聚乙烯醇6份、二水石膏22份、三聚磷酸铝2份、三聚磷酸钾2份、磷酸二氢钾2份、双酚A环氧丙烯酸酯7份、三羟基甲基乙烷2份、聚丙烯酰胺6份、木糖醇2份、磷酸三乙酯3份、甲基丙烯酸丁酯3份、丙烯晴3份、异丁基三乙氧基硅烷3份、烯丙基磺酸钠8份、木质素磺酸钙10份、聚羧酸减水剂3份和80份水。
所述的一种防腐蚀混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将一定重量份数的粉煤灰、矿渣棉、碎石、玻璃鳞片、细砂、氯化钙、磷酸氢二铝、氧化锶、水镁石粉、锌粉、氧化锌和木质素磺酸钙加入粉磨机中，粉磨后再与水混合，搅拌均匀得到混合浆液A；
(2)将一定重量份数的硅酸镁、硅酸钡和硅酸钙加入粉磨机中，粉磨后在加热炉中加热1-2h，出料冷却至室温得产物B；
(3)将一定重量份数的聚乙烯醇、三聚磷酸铝、三聚磷酸钾、双酚A环氧丙烯酸酯、三羟基甲基乙烷、聚丙烯酰胺、磷酸三乙酯，甲基丙烯酸丁酯、丙烯晴、异丁基三乙氧基硅烷、烯丙基磺酸钠和水混合，搅拌加热20-30min，然后加入苯甲酸钠、偏铝酸钠、磷酸二氢钾和木糖醇继续搅拌加热20-30min，冷却至室温得产物C；
(4)将混合浆液A与产物C混合搅拌均匀，然后加入水、硅酸盐水泥、聚羧酸减水剂、二水石膏和产物B混合搅拌10-20min，然后经过浇注、振捣；
(5)经浇注和振捣后，于室温下潮湿环境中养护10-15天，即得。
其中，步骤(2)中的加热温度是700-800℃，步骤(3)中的加热温度是70-90℃。
实施例1-5主要不同是配方比例不同以及减水剂组分的不同。
下表为上述实施例1～5所制备的高强度混凝土和普通混凝土的各种性能测试，具体测试结果见下表：
表1实施例1～5所制备的高强度混凝土及普通混凝土的性能测试。
由上表可知，实验结果显示，本发明所制备的高强度混凝土材料的抗渗等级均大于P12级，腐蚀系数为0.85～0.94，均高于普通混凝土，此外，15天抗压强度大于55.1MPa，这说明本发明所制备的高强度混凝土材料不仅保持良好的抗压强度，同时抗渗和抗腐蚀性能均有所提高。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但这些只是对本发明设计思路的简单描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种防腐蚀混凝土材料，其特征在于：按如下重量份组分组成：硅酸盐水泥150～180份、粉煤灰40～60份、矿渣棉8～18份、碎石120～180份、玻璃鳞片80～160份、细砂80～120份、氯化钙12～36份、硅酸镁12～25份、硅酸钡1～8份、苯甲酸钠1～8份、硅酸钙8～16份、磷酸氢二铝4～12份、氧化锶6～16份、水镁石粉4～12份、锌粉2～10份、氧化锌10～20份、偏铝酸钠2～10份、聚乙烯醇2～10份、二水石膏15～30份、三聚磷酸铝1～4份、三聚磷酸钾1～4份、磷酸二氢钾1～4份、双酚A环氧丙烯酸酯6～8份、三羟基甲基乙烷1～3份、聚丙烯酰胺2～10份、木糖醇1～3份，磷酸三乙酯1～4份，甲基丙烯酸丁酯1～4份，丙烯晴1～4份，异丁基三乙氧基硅烷2～4份、烯丙基磺酸钠6～10份、木质素磺酸钙4～16份、减水剂1～6份和60～100份水；
所述的防腐蚀混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将一定重量份数的粉煤灰、矿渣棉、碎石、玻璃鳞片、细砂、氯化钙、磷酸氢二铝、氧化锶、水镁石粉、锌粉、氧化锌和木质素磺酸钙加入粉磨机中，粉磨后再与水混合，搅拌均匀得到混合浆液A；
(2)将一定重量份数的硅酸镁、硅酸钡和硅酸钙加入粉磨机中，粉磨后在加热炉中加热1-2h，加热温度是700-800℃，出料冷却至室温得产物B；
(3)将一定重量份数的聚乙烯醇、三聚磷酸铝、三聚磷酸钾、双酚A环氧丙烯酸酯、三羟基甲基乙烷、聚丙烯酰胺、磷酸三乙酯，甲基丙烯酸丁酯、丙烯晴、异丁基三乙氧基硅烷、烯丙基磺酸钠和水混合，搅拌加热20-30min，加热温度是70-90℃，然后加入苯甲酸钠、偏铝酸钠、磷酸二氢钾和木糖醇继续搅拌加热20-30min，加热温度是70-90℃，冷却至室温得产物C；
(4)将混合浆液A与产物C混合搅拌均匀，然后加入水、硅酸盐水泥、减水剂、二水石膏和产物B混合搅拌10-20min，然后经过浇注、振捣；
(5)经浇注和振捣后，于室温下潮湿环境中养护10-15天，即得。
2.根据权利要求1所述的一种防腐蚀混凝土材料，其特征在于：按如下重量份组分组成：硅酸盐水泥160份、粉煤灰50份、矿渣棉12份、碎石150份、玻璃鳞片120份、细砂100份、氯化钙24份、硅酸镁21份、硅酸钡5份、苯甲酸钠5份、硅酸钙12份、磷酸氢二铝8份、氧化锶10份、水镁石粉8份、锌粉6份、氧化锌15份、偏铝酸钠6份、聚乙烯醇6份、二水石膏22份、三聚磷酸铝2份、三聚磷酸钾2份、磷酸二氢钾2份、双酚A环氧丙烯酸酯7份、三羟基甲基乙烷2份、聚丙烯酰胺6份、木糖醇2份，磷酸三乙酯3份，甲基丙烯酸丁酯3份，丙烯晴3份，异丁基三乙氧基硅烷3份、烯丙基磺酸钠8份、木质素磺酸钙10份、减水剂3份和80份水。
3.根据权利要求1或2所述的一种防腐蚀混凝土材料，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂、苯系减水剂、氨基减水剂或脂肪酸减水剂。
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