CN105819721B - 混凝土流变防腐剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混凝土流变防腐剂及其制备方法和应用，属于土木工程材料技术领域，其由以下重量百分比的组分组成：50％‑60％的粉煤灰，5％‑20％的硅微粉，5％‑15％的石灰石粉，10％‑20％的偏高岭土、5％‑15％的硅灰。本发明的混凝土流变防腐剂，制备方法简单，可显著提高混凝土的流变性能，同时大幅度提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能和抗氯离子渗透性能。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土流变防腐剂及其制备方法和应用，属于土木工程材料技术领域。
背景技术
盐渍土在我国分布较广，有内陆盐渍土、滨海盐渍土和冲积平原盐渍土，面积约20多万平方千米。盐渍土及其地下水含有大量的盐类，主要为硫酸盐或氯盐。混凝土是工程建设应用最广泛的结构材料，当处于盐渍土及其地下水的服役环境时，盐类对混凝土产生持续腐蚀作用，严重影响混凝土结构的耐久性和使用寿命。
针对盐类腐蚀问题，技术措施有：1)使用抗硫酸盐水泥提高混凝土的抗腐蚀性能，但是工程造价较高，研究表明：抗硫酸盐水泥接触盐类初期较普硅水泥具较高的抗氯离子侵入能力，随着扩散时间延长逐渐减弱最终较普硅水泥差；2)提高混凝土强度等级或采用硅灰、超细矿粉等超细掺合料作为抗硫酸盐侵蚀防腐剂，细化混凝土内部的孔结构，增加混凝土的密实性，但是造成混凝土粘度大，增加了混凝土的施工难度；3)使用含有高分子聚合物的抗硫酸盐侵蚀防腐剂，存在有机物老化问题。另外，我国工程建设量巨大，砂石骨料品质较差，混凝土粘度更大，进而导致混凝土流变性较差，进一步增加了施工难度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是显著提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能和抗氯离子渗透性能，同时大幅度提高混凝土的流变性能，从而解决混凝土在盐类腐蚀环境下的应用问题。
本发明的目的之一是提供一种显著提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能和抗氯离子渗透性能，同时大幅度提高混凝土的流变性能的混凝土流变防腐剂。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案达到的：
一种混凝土流变防腐剂，其特征在于：由以下重量百分比的组分组成：50％-60％的粉煤灰，5％-20％的硅微粉，5％-15％的石灰石粉，10％-20％的偏高岭土，5％-15％的硅灰。
优选地，所述粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是I级粉煤灰，比表面积大于1000m2/kg，需水量比小于90％。
优选地，所述硅微粉由纯净石英粉经先进的超细磨工艺流程加工而成，比表面积大于1000m2/kg。
优选地，所述石灰石粉是由石灰石经粉磨而成，碳酸钙含量大于80％，比表面积大于1000m2/kg。
优选地，所述偏高岭土是由高岭土在适当温度下(600～900℃)经煅烧、脱水形成的白色粉末状无水硅酸铝，氧化铝含量大于42％，二氧化硅含量小于54％，比表面积大于15000m2/kg。
优选地，所述硅灰是铁合金在冶炼硅铁和工业硅时产生的SiO2和Si气体与空气迅速氧化冷凝沉淀而成的超细硅质粉体材料，二氧化硅含量大于90％，比表面积大于15000m2/kg。
本发明的另一发明目的是提供一种上述混凝土流变防腐剂的制备方法。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案达到的：
一种混凝土流变防腐剂的制备方法，其特征在于，将粉煤灰、硅微粉、石灰石粉、偏高岭土、硅灰按比例放入搅拌设备中，搅拌均匀，得产品。
优选地，所述粉煤灰是I级粉煤灰，比表面积大于1000m2/kg，需水量比小于90％。
优选地，所述硅微粉由纯净石英粉经先进的超细磨工艺流程加工而成，比表面积大于1000m2/kg。
优选地，所述石灰石粉是由石灰石经粉磨而成，碳酸钙含量大于80％，比表面积大于1000m2/kg。
优选地，所述偏高岭土是由高岭土在适当温度下(600～900℃)经煅烧、脱水形成的白色粉末状无水硅酸铝，氧化铝含量大于42％，二氧化硅含量小于54％，比表面积大于15000m2/kg。
优选地，所述硅灰是铁合金在冶炼硅铁和工业硅时产生的SiO2和Si气体与空气迅速氧化冷凝沉淀而成的超细硅质粉体材料，二氧化硅含量大于90％，比表面积大于15000m2/kg。
本发明的再一发明目的是提供一种上述混凝土流变防腐剂的应用。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案达到的：
混凝土流变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％，掺量应根据环境作用等级和混凝土性能要求经试验确定。
有益效果：
本发明的混凝土流变防腐剂可使混凝土的倒置坍落度筒排空时间降低50％，混凝土抗压强度耐蚀系数提高30％，抗氯离子渗透性能提高30％，解决混凝土在盐类腐蚀环境下的应用问题；其制备方法简单，组分为矿物外加剂，在混凝土中应用时与减水剂适应性好。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步描述。本发明可以根据环境作用等级和混凝土性能要求适当调整配方，按照以下是实施例所述的方法进行操作，配制出满足性能要求的混凝土流变防腐剂。
具体实施方式
实施例1：混凝土流变防腐剂制备
将粉煤灰、硅微粉、石灰石粉、偏高岭土、硅灰按照比例放入搅拌设备中，搅拌均匀。各组分实施的组分含量如表1所示。
其中，实施例中所使用的“粉煤灰”是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰。本发明混凝土流变防腐剂用粉煤灰，为I级粉煤灰，比表面积为1197m2/kg，需水量为89％。
所使用的“硅微粉”是由纯净石英粉经先进的超细磨工艺流程加工而成。本发明混凝土流变防腐剂用硅微粉，比表面积为1311m2/kg。
所使用的“石灰石粉”是以一定纯度的石灰石为原料，经粉磨至规定细度的粉状材料。本发明混凝土流变防腐剂用石灰石粉，碳酸钙含量为86％，比表面积为1215m2/kg。
所使用的“偏高岭土”由高岭土在适当温度下(600～900℃)经煅烧、脱水形成的白色粉末状无水硅酸铝。本发明混凝土流变防腐剂用偏高岭土，氧化铝含量为50％，二氧化硅含量为47％，比表面积为18200m2/kg。
所使用的“硅灰”是铁合金在冶炼硅铁和工业硅时，通过烟道排出的硅蒸汽氧化后，经特别设计的收尘器收集得到的无定形、粉末状的二氧化硅。本发明混凝土流变防腐剂用硅灰，二氧化硅含量为95％，比表面积为20900m2/kg。
表1 各实施例的组分含量
实施例2：性能测试及结果
为了验证本发明混凝土流变防腐剂的性能效果，发明人选择强度等级为C45的混凝土对上述实施例中制备的混凝土流变防腐剂A1-A6性能测试，C45配合比如表2所示。按照《高强混凝土应用技术规程》JGJ/T281-2012进行倒置坍落度筒排空时间试验，《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082-2009进行抗硫酸盐侵蚀试验和抗氯离子渗透试验，其性能测试结果如表3所示。
混凝土原材料基本性能：水泥为冀东P.O 42.5，粉煤灰为II级粉煤灰，矿粉为S95级矿粉，砂子为细度模数2.7机制砂，石子为5mm～20mm级配碎石，外加剂为Sika聚羧酸系高性能减水剂。
表2 C45配合比
表3 性能测试结果
由表3可知，通过掺加实施例A1、A2、A3、A4、A5和A6的混凝土流变防腐剂，混凝土的流变性能显著提高，混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能和抗氯离子渗透性能也显著增强。
最后应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种混凝土流变防腐剂，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：50％-60％的粉煤灰，5％-20％的硅微粉，5％-15％的石灰石粉，10％-20％的偏高岭土，5％-15％的硅灰。
2.如权利要求1所述的混凝土流变防腐剂，其特征在于，所述粉煤灰是I级粉煤灰，比表面积大于1000m2/kg，需水量比小于90％。
3.如权利要求1所述的混凝土流变防腐剂，其特征在于，所述硅微粉由纯净石英粉加工而成，比表面积大于1000m2/kg。
4.如权利要求1所述的混凝土流变防腐剂，其特征在于，所述石灰石粉是由石灰石经粉磨而成，碳酸钙含量大于80％，比表面积大于1000m2/kg。
5.如权利要求1所述的混凝土流变防腐剂，其特征在于，所述偏高岭土是由高岭土在600～900℃下经煅烧、脱水形成的白色粉末状无水硅酸铝，氧化铝含量大于42％，二氧化硅含量小于54％，比表面积大于15000m2/kg。
6.如权利要求1所述的混凝土流变防腐剂，其特征在于，所述硅灰是铁合金在冶炼硅铁和工业硅时产生的SiO2和Si气体与空气迅速氧化冷凝沉淀而成的超细硅质粉体材料，二氧化硅含量大于90％，比表面积大于15000m2/kg。
7.如权利要求1所述的混凝土流变防腐剂的制备方法，其特征在于，将粉煤灰、硅微粉、石灰石粉、偏高岭土、硅灰按比例放入搅拌设备中，搅拌均匀，得产品；所述粉煤灰是I级粉煤灰，比表面积大于1000m2/kg，需水量比小于90％；所述硅微粉由纯净石英粉加工而成，比表面积大于1000m2/kg；所述石灰石粉是由石灰石经粉磨而成，碳酸钙含量大于80％，比表面积大于1000m2/kg；所述偏高岭土是由高岭土在600～900℃下经煅烧、脱水形成的白色粉末状无水硅酸铝，氧化铝含量大于42％，二氧化硅含量小于54％，比表面积大于15000m2/kg；所述硅灰是铁合金在冶炼硅铁和工业硅时产生的SiO2和Si气体与空气迅速氧化冷凝沉淀而成的超细硅质粉体材料，二氧化硅含量大于90％，比表面积大于15000m2/kg。
8.如权利要求1-6中任一项所述的混凝土流变防腐剂在混凝土中的应用，其特征在于，其掺量为混凝土胶凝材料总质量的5％-15％。
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