CN105884231A - 一种抑制混凝土侵蚀的矿物防腐剂及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种抑制混凝土侵蚀的矿物防腐剂及其使用方法，矿物防腐剂中，SiO2和Al2O3是主要成分组成，与水泥水化的Ca(OH)2发生反应，生成水硬性物质。采用矿物防腐剂超细粉体取代部分水泥，体系碱含量降低，抑制碱骨料反应。而且矿物防腐剂超细粉体极窄的粒度分布保证了其更好地填充其他胶材间的空隙，改善了胶凝材料的级配，使胶凝材料体系更致密，提高水泥石的密实性，混凝土抗耐腐蚀性更强。在实际制备混凝土过程中，用矿物防腐剂超细粉体与粉煤灰矿物掺合料双掺取代胶凝材料中的部分水泥，粉煤灰质量占矿物防腐剂与粉煤灰质量和的25％‑30％，矿物防腐剂与粉煤灰质量和占矿物防腐剂、粉煤灰与水泥总质量的12％‑15％时防腐效果最佳，优于普通防腐剂。

Description

一种抑制混凝土侵蚀的矿物防腐剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体为一种抑制混凝土侵蚀的矿物防腐剂及其使用方法，主要为用于混凝土内抑制硫酸盐侵蚀的矿物防腐剂及其使用方法。
背景技术
混凝土构件破坏的主要原因包括：钢筋锈蚀、冻融循环、侵蚀环境的物理化学作用。也就是说，影响混凝土耐久性的原因中，就环境因素而言，腐蚀是主要因素之一。其中，硫酸盐侵蚀是引起混凝土耐久性破坏的主要原因之一。
目前，比较常见的防止混凝土腐蚀的措施主要有3种：提高混凝土的强度等级，降低水灰比；使用防腐涂料；使用抗腐蚀水泥。这三种措施都具有一定的缺点，第一种方法大幅度提高了工程成本；第二种方法环境和其他因素影响比较大，涂层易脱落失去保护作用；第三种方法生产厂家少，价格昂贵，规定硫酸根离子的浓度很难满足实际工程环境中硫酸根离子浓度指标。
通过研究表明，胶凝材料的抗腐蚀性能和混凝土的抗渗性是影响混凝土抗硫酸盐侵蚀的两个最重要的因素，所以要抑制混凝土硫酸盐侵蚀还可以从以下两个方面入手。一方面减少水泥石中的抗侵蚀性差的组分，采用防腐剂组分替代水泥，减少C3S、C3A的相对含量；另一方面提高水泥石的密实性，掺加超细粉体，提高密实性。
发明内容
为解决现有防止混凝土腐蚀措施存在的不足，本发明提出一种抑制混凝土侵蚀的矿物防腐剂及其使用方法，矿物防腐剂以超细粉体为主要成分，能够降低生产成本和减少环境污染，同时又能充分发挥超细粉体的作用，提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。
本发明的技术方案为：
所述一种抑制混凝土侵蚀的矿物防腐剂，其特征在于：包括SiO2和Al2O3；其中SiO2在矿物防腐剂中的质量百分比≥60.0％，且Al2O3在矿物防腐剂中的质量百分比≥20％；所述矿物防腐剂为超细粉体，粒径范围0.5-2μm，平均粒径为≤1.21μm，比表面积≥2490m2/Kg，需水量比＜95％，Cl-含量≤0.01％，7天活性指数≥85％，28天活性指数≥110％。
所述一种抑制混凝土侵蚀的矿物防腐剂在制备混凝土中的使用方法，其特征在于：制备混凝土的原料组分中，粉煤灰质量占矿物防腐剂与粉煤灰质量和的25％-30％，矿物防腐剂与粉煤灰质量和占矿物防腐剂、粉煤灰与水泥总质量的12％-15％。
有益效果
本发明提出的矿物防腐剂中，SiO2和Al2O3是主要成分组成，与水泥水化的Ca(OH)2发生反应，生成水硬性物质。而采用矿物防腐剂超细粉体取代部分水泥，体系碱含量降低，抑制碱骨料反应。而且本发明中的矿物防腐剂超细粉体极窄的粒度分布保证了其更好地填充其他胶材间的空隙，改善了胶凝材料的级配，使胶凝材料体系更致密，提高水泥石的密实性，混凝土抗耐腐蚀性更强。同时，与普通防腐剂比较有一定的经济效益。
在实际制备混凝土过程中，用本发明提出的矿物防腐剂超细粉体与粉煤灰矿物掺合料双掺取代胶凝材料中的部分水泥，粉煤灰质量占矿物防腐剂与粉煤灰质量和的25％-30％，矿物防腐剂与粉煤灰质量和占矿物防腐剂、粉煤灰与水泥总质量的12％-15％时防腐效果最佳，优于普通防腐剂。而且从下面具体实施例中可以看出，采用本发明提出的矿物防腐剂超细粉体参与制备的混凝土，其7天抗压强度比，28天抗压强度比，抗蚀系数，膨胀系数均优于采用普通防腐剂的对比混凝土。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1：本发明矿物防腐剂提高胶凝材料侵蚀能力方法抗压强度检测流程示意图；
图2：本发明矿物防腐剂提高胶凝材料侵蚀能力方法抗蚀系数检测流程示意图；
图3：本发明矿物防腐剂提高胶凝材料侵蚀能力方法膨胀系数检测流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的目的是研制出一种以超细粉体为主要成分的矿物防腐剂，降低生产成本和减少环境污染，同时又能充分发挥超细粉体的作用，提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。
为达到上述目的，本发明提出一种抑制混凝土侵蚀的矿物防腐剂，包括SiO2和Al2O3；其中SiO2在矿物防腐剂中的质量百分比≥60.0％，且Al2O3在矿物防腐剂中的质量百分比≥20％；SiO2和Al2O3是主要成分组成，与水泥水化的Ca(OH)2发生反应，生成水硬性物质。通过取代部分水泥，体系碱含量降低，抑制碱骨料反应。
所述矿物防腐剂为超细粉体，粒径分布范围集中，粒径范围0.5-2μm，平均粒径为≤1.21μm，比表面积≥2490m2/Kg，需水量比＜95％，Cl-含量≤0.01％，7天活性指数≥85％，28天活性指数≥110％。矿物防腐剂超细粉体极窄的粒度分布保证了其更好地填充其他胶材间的空隙，改善了胶凝材料的级配，使胶凝材料体系更致密，提高水泥石的密实性，混凝土抗耐腐蚀性更强。同时，与普通防腐剂比较有一定的经济效益。
而在采用上述矿物防腐剂在制备混凝土时，采用矿物防腐剂超细粉体与粉煤灰矿物掺合料双掺取代胶凝材料中的部分水泥。而当制备混凝土的原料组分中，粉煤灰质量占矿物防腐剂与粉煤灰质量和的25％-30％，矿物防腐剂与粉煤灰质量和占矿物防腐剂、粉煤灰与水泥总质量的12％-15％时，防腐效果最佳，优于普通防腐剂。
下面将给出两组采用本发明矿物防腐剂制备混凝土试样的实施例和两组采用普通防腐剂制备混凝土试样的对比例。
实施例1：
原料：42.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰，超细粉体，标准砂。粉煤灰质量占矿物防腐剂与粉煤灰质量和的25％，矿物防腐剂与粉煤灰质量和占矿物防腐剂、粉煤灰与水泥总质量的12％。
抗压强度比配合比设计：
表1：抗压强度比配比设计(1)
抗蚀系数配合比设计：
表2：抗蚀系数配合比设计(1)
原料 水泥 砂 矿物防腐剂 粉煤灰 水
受检胶砂2(g) 264 750 27 9 110
膨胀系数配合比设计：
表3：膨胀系数配合比设计(1)
实施例2：
原料：42.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰，超细粉体，标准砂。粉煤灰质量占矿物防腐剂与粉煤灰质量和的30％，矿物防腐剂与粉煤灰质量和占矿物防腐剂、粉煤灰与水泥总质量的15％。
抗压强度比配合比设计：
表4：抗压强度比配比设计(2)
抗蚀系数配合比设计：
表5：抗蚀系数配合比设计(2)
原料 水泥 砂 矿物防腐剂 粉煤灰 水
受检砂浆5(g) 255 750 31.5 13.5 110
膨胀系数配合比设计：
表6：膨胀系数配合比设计(2)
对比例1：
原料：42.5普通硅酸盐水泥，TB-CSA防腐剂，标准砂。TB-CSA防腐剂占TB-CSA防腐剂与水泥总质量的12％。
抗压强度比配合比设计：
表7：抗压强度比配比设计(3)
原料 水泥 砂 TB-CSA防腐剂 水
受检胶砂7(g) 396 1350 54 220
抗蚀系数配合比设计：
表8：抗蚀系数配合比设计(3)
原料 水泥 砂 TB-CSA防腐剂 水
受检胶砂8(g) 264 750 36 110
膨胀系数配合比设计：
表9：膨胀系数配合比设计(3)
原料 水泥 TB-CSA防腐剂 水
受检胶砂9(g) 880 120 130
对比例2：
原料：42.5普通硅酸盐水泥，WG-HEA防腐剂，标准砂。WG-HEA防腐剂占WG-HEA防腐剂与水泥总质量的15％。
抗压强度比配合比设计：
表10：抗压强度比配比设计(4)
原料 水泥 砂 WG-HEA防腐剂 水
受检胶砂10(g) 382.5 1350 67.5 220
抗蚀系数配合比设计：
表11：抗蚀系数配合比设计(4)
原料 水泥 砂 WG-HEA防腐剂 水
受检胶砂11(g) 255 750 45 110
膨胀系数配合比设计：
表12：膨胀系数配合比设计(4)
原料 水泥 WG-HEA防腐剂 水
受检胶砂12(g) 850 150 130
实施例1-2与对比例1-2中加水量的确定方法是：
抗压强度比：受检胶砂流动度是基准砂浆流动度±5mm时的用水量；
抗蚀系数：胶砂的流动度为150±10mm时的用水量；
膨胀系数：胶砂稠度达到所用水泥标准稠度的用水量。
依据图1～图3中抗压强度、膨胀率及膨胀系数和抗蚀系数检测过程，得到结果为：
表13：实施例1-2以及对比例1-2的性能检测
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.一种抑制混凝土侵蚀的矿物防腐剂，其特征在于：包括SiO2和Al2O3；其中SiO2在矿物防腐剂中的质量百分比≥60.0％，且Al2O3在矿物防腐剂中的质量百分比≥20％；所述矿物防腐剂为超细粉体，粒径范围0.5-2μm，平均粒径为≤1.21μm，比表面积≥2490m2/Kg，需水量比＜95％，Cl-含量≤0.01％，7天活性指数≥85％，28天活性指数≥110％。
2.一种抑制混凝土侵蚀的矿物防腐剂在制备混凝土中的使用方法，其特征在于：制备混凝土的原料组分中，粉煤灰质量占矿物防腐剂与粉煤灰质量和的25％-30％，矿物防腐剂与粉煤灰质量和占矿物防腐剂、粉煤灰与水泥总质量的12％-15％。
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