CN106316201B - 一种火山灰混凝土专用防腐剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种火山灰混凝土专用防腐剂，由硅灰、粉煤灰、羧甲基纤维素钠、减水剂、乳胶粉、聚乙烯醇、三乙醇胺混合搅拌而成；各组分所占重量份为：硅灰：90～110份，粉煤灰：5～20份，羧甲基纤维素钠：0.6～1.0，固体减水剂：1.0～2.0份，可再分散乳胶粉：1.0～2.0份，固体聚乙烯醇：1.0～2.0份，固体三异丙醇胺：0.1～0.5份；按火山灰用重量的10％～20％掺入砂浆或混凝土中。与现有技术相比，本发明的火山灰混凝土专用防腐剂中掺入有一定量的三异丙醇胺，三异丙醇胺为混凝土早强剂，和硫酸盐、氯盐类早强剂相比，三异丙醇胺具有与外加剂适应好、早强性能稳定、不影响凝结时间、不影响耐久性等优点，可有效提高掺火山灰混凝土的早期强度，并可提高混凝土的耐久性。

Description

一种火山灰混凝土专用防腐剂
技术领域
本发明涉及一种用于火山灰混凝土的专用防腐剂，尤其涉及一种火山灰混凝土专用防腐剂。
背景技术
火山灰是指由火山喷发出而直径小于2mm的碎石和矿物质粒子，在爆发性的火山运动中，固体石块和熔岩被分解成细微的粒子而形成火山灰。火山灰在高温下形成，其过程类似于水泥窑中的烧结反应，又由于火山灰化学组成与水泥类似，均含有CaO、SiO2、Al2O3等，因此火山具有一定胶凝活性。在常温下，有水存在的情况下，能与Ca(OH)2反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙或水化硫铝酸钙等反应产物。
在水泥-火山灰体系中，水泥水化产生大量Ca(OH)2，且Ca(OH)2在水泥水化物结构中为板状六方结晶物，该结晶物形成于骨料与水泥凝胶界面，且体积相对凝胶较为巨大，易造成界面疏松、多孔与不密实，因此导致混凝土强度与耐久性下降。但在火山灰质的混合料中，存在着一定数量的活性SiO2、Al2O3等，可以与水泥水化产生的Ca(OH)2反应，形成更为致密的水泥凝胶，因此火山质材料既可提供一定的强度，也可改善混凝土的耐久性，在混凝土配合比设计中，往往将火山灰考虑为胶凝材料。
在我国云南西部等的一些地区，远离大城市，水电丰富而火电缺乏，进而粉煤灰资源缺乏，粉煤灰到工地价格较高，而当地火山灰资源极为丰富。同时这些地方又是目前我国出境公路、铁路以及大型水电开发的重点地区，迫切需要粉煤灰、矿渣等各种矿物掺合料，用以配置出满足各种要求的高性能混凝土。
但天然火山灰疏松多孔、表面积大、吸附性较强，所配置的混凝土需水量大、坍落度损失快、外加剂适应性差、早期强度低、强度发展慢、耐久性不够，需对其性能进行改善后才能用于各种耐久性要求高的工程。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种火山灰混凝土专用防腐剂。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明由硅灰、粉煤灰、羧甲基纤维素钠、减水剂、乳胶粉、聚乙烯醇、三乙醇胺混合搅拌而成；各组分所占重量份为：硅灰：90～110份，粉煤灰：5～20份，羧甲基纤维素钠：0.6～1.0，固体减水剂：1.0～2.0份，可再分散乳胶粉：1.0～2.0份，固体聚乙烯醇：1.0～2.0份，固体三异丙醇胺：0.1～0.5份；按火山灰用重量的10％～20％掺入砂浆或混凝土中。将其掺入C40的火山灰混凝土中后，混凝土坍落度≥180mm，1小时坍落度损失≤40mm，7d抗压强度28.1MPa，28d抗压强度48.4MPa，56d抗压强度52.6MPa，56d电通量311库伦，抗硫酸盐侵蚀系数1.03。该专用防腐剂可用于大掺量火山灰的公路、铁路、水电等混凝土工程中，也可用于大掺量火山灰的碎石混合料、水泥土、砂浆、灌浆料、锚杆等工程。
作为优选，硅灰：100份，粉煤灰：15份，羧甲基纤维素钠：0.8，固体减水剂：1.5份，可再分散乳胶粉：1.5份，固体聚乙烯醇：1.5份，固体三异丙醇胺：0.3份；按火山灰用重量的15％掺入砂浆或混凝土中。
具体地，所述硅灰为铁合金厂在冶炼硅铁和工业硅、金属硅过程中，由热电炉内产生的大量挥发性SiO2和Si气体经氧化、冷凝、沉淀后的产物，其表面积≥20000m2/kg，活性指数≥95％；所述粉煤灰为电厂从烟道气体中收集的细灰，其品质为Ⅰ级；所述羧甲基纤维素钠为固体粉末，纯度为工业级；所述减水剂为固体的萘系、蜜胺系或聚羧酸系减水剂，其减水率≥20％；所述可再分散乳胶粉，可以为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物及其混合物中的一种；所述聚乙烯醇为固体粉末，纯度为工业级；所述三异丙醇胺为固体状态，纯度为工业级，细度需≤10μm。
本发明的有益效果在于：
本发明是一种火山灰混凝土专用防腐剂，与现有技术相比，本发明的火山灰混凝土专用防腐剂中掺入有一定量的三异丙醇胺，三异丙醇胺为混凝土早强剂，和硫酸盐、氯盐类早强剂相比，三异丙醇胺具有与外加剂适应好、早强性能稳定、不影响凝结时间、不影响耐久性等优点，可有效提高掺火山灰混凝土的早期强度，并可提高混凝土的耐久性。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明：
本发明由硅灰、粉煤灰、羧甲基纤维素钠、减水剂、乳胶粉、聚乙烯醇、三乙醇胺混合搅拌而成；各组分所占重量份为：硅灰：90～110份，粉煤灰：5～20份，羧甲基纤维素钠：0.6～1.0，固体减水剂：1.0～2.0份，可再分散乳胶粉：1.0～2.0份，固体聚乙烯醇：1.0～2.0份，固体三异丙醇胺：0.1～0.5份；按火山灰用重量的10％～20％掺入砂浆或混凝土中。
作为优选，硅灰：100份，粉煤灰：15份，羧甲基纤维素钠：0.8，固体减水剂：1.5份，可再分散乳胶粉：1.5份，固体聚乙烯醇：1.5份，固体三异丙醇胺：0.3份；按火山灰用重量的15％掺入砂浆或混凝土中。
具体地，所述硅灰为铁合金厂在冶炼硅铁和工业硅、金属硅过程中，由热电炉内产生的大量挥发性SiO2和Si气体经氧化、冷凝、沉淀后的产物，其表面积≥20000m2/kg，活性指数≥95％；所述粉煤灰为电厂从烟道气体中收集的细灰，其品质为Ⅰ级；所述羧甲基纤维素钠为固体粉末，纯度为工业级；所述减水剂为固体的萘系、蜜胺系或聚羧酸系减水剂，其减水率≥20％；所述可再分散乳胶粉，可以为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物及其混合物中的一种；所述聚乙烯醇为固体粉末，纯度为工业级；所述三异丙醇胺为固体状态，纯度为工业级，细度需≤10μm。
本发明的火山灰混凝土专用防腐剂中掺入有一定量的硅灰，利用硅灰的大比表面积、高反应活性等优点，可与水泥水化生成的Ca(OH)2等不耐腐蚀的物质发生反应，形成更为致密的C-S-H凝胶，可有效提高混凝土密实性、抗渗性，抑制混凝土碱骨料反应的发生，并可改善火山灰混凝土早期强度过低问题，大幅度提高混凝土的耐久性。
本发明的火山灰专用防腐剂中掺入有一定量的Ⅰ级粉煤灰，粉煤灰的主要成分为高温瞬冷的玻璃化微珠，具有滚轴、润滑作用，可有效减少混凝土用水量，进而降低混凝土的干燥收缩，同时利用其火山灰效应、密实填充效应可降低混凝土渗透系数，改善混凝土耐久性，抑制碱骨料反应等的产生。所述粉煤灰可采用由电厂从烟道气体中收集的细灰，其品质应达到Ⅰ级。
本发明的火山灰混凝土专用防腐剂中掺入有一定量的羧甲基纤维素钠，利用纤维素的增稠与增粘性能，可有效改善混凝土的保水性，防止混凝土离析、泌水与分层，提高混凝土抗裂性与施工性能，当混凝土中胶凝材料用量较低时更是如此。
本发明的火山灰混凝土专用防腐剂中掺入一定量的减水剂，可有效增加混凝土的流动性，防止混凝土因火山灰的吸水性而使用水量增加，水灰比过大而使混凝土干燥收缩过大，且可避免使用火山灰时用水量较大波动，导致现场混凝土用水量较难调整，减水剂还可减少混凝土的坍落度损失，长时间保持混凝土的施工性能。所述减水剂为固体的萘系、蜜胺系或聚羧酸系减水剂，其减水率应≥20％。
本发明的火山灰混凝土专用防腐剂中掺入一定量的可再分散乳胶粉，乳胶粉分散后形成的聚合物乳液，在水泥水化的情况下在水化物表面成膜，形成有机-无极复合矿物相，可有效提高水泥凝胶的耐久性；聚合物乳液的弹性还可提高混凝土的抗弯折能力与抗裂性，防止混凝土内部因泌水、干缩形成的微细裂缝，有效提高混凝土的密实性与耐久性。所述乳胶粉可为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物及其混合物等。
本发明的火山灰混凝土专用防腐剂中掺入一定量的可再分散乳胶粉，乳胶粉分散后形成的聚合物乳液，在水泥水化的情况下在水化物表面成膜，形成有机-无极复合矿物相，可有效提高水泥凝胶的耐久性；聚合物乳液的弹性还可提高混凝土的抗弯折能力与抗裂性，防止混凝土内部因泌水、干缩形成的微细裂缝，有效提高混凝土的密实性与耐久性。所述乳胶粉可为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物及其混合物等。
本发明的火山灰混凝土专用防腐剂中掺入一定量的聚乙烯醇，聚乙烯醇在混凝土中可兼具增稠剂与乳液的效果，既可成膜包覆与水泥水化物表面，改善水化物耐久性，提高混凝土的抗裂性；也可充当增稠剂，防止混凝土离析、泌水与分层，减小微细裂缝，提高混凝土的密实性与耐久性。
实施例1：
本实施例的火山灰混凝土专用防腐剂重量份的原料组成：
硅灰：100份
粉煤灰：20份
羧甲基纤维素钠：1.0
减水剂(固体)：1.2份
可再分散乳胶粉：1.0份
聚乙烯醇(固体)：1.0份
三异丙醇胺(固体)：0.3份。
按火山灰用量重量的20％掺入标号为C20的火山灰混凝土中。与其他原材料拌合后得到的新拌火山灰混凝土性能指标为：坍落度200mm，1小时坍落度损失≤40mm；硬化混凝土性能指标为：7d抗压强度18.2MPa，28d抗压强度27.7MPa，56d抗压强度31.2MPa，56d电通量302库伦，抗硫酸盐侵蚀系数1.05。
实施例2：
本实施例的火山灰专用防腐剂重量份的原料组成：
硅灰：100份
粉煤灰：5份
羧甲基纤维素钠：1.0
减水剂(固体)：2.0份
可再分散乳胶粉：2.0份
聚乙烯醇(固体)：1.0份
三异丙醇胺(固体)：0.5份。
按火山灰用量重量的15％掺入标号为C40的火山灰混凝土中。与其他原材料拌合后得到的新拌火山灰混凝土性能指标为：坍落度180mm，1小时坍落度损失≤40mm；硬化混凝土性能指标为：7d抗压强度28.1MPa，28d抗压强度48.4MPa，56d抗压强度52.6MPa，56d电通量311库伦，抗硫酸盐侵蚀系数1.03。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种火山灰混凝土专用防腐剂，其特征在于：由硅灰、粉煤灰、羧甲基纤维素钠、减水剂、乳胶粉、聚乙烯醇、固体三异丙醇胺混合搅拌而成；各组分所占重量份为：硅灰：90～110份，粉煤灰：5～20份，羧甲基纤维素钠：0.6～1.0，固体减水剂：1.0～2.0份，可再分散乳胶粉：1.0～2.0份，固体聚乙烯醇：1.0～2.0份，固体三异丙醇胺：0.1～0.5份；按火山灰用重量的10％～20％掺入砂浆或混凝土中。
2.根据权利要求1所述的一种火山灰混凝土专用防腐剂，其特征在于：硅灰：100份，粉煤灰：15份，羧甲基纤维素钠：0.8，固体减水剂：1.5份，可再分散乳胶粉：1.5份，固体聚乙烯醇：1.5份，固体三异丙醇胺：0.3份；按火山灰用重量的15％掺入砂浆或混凝土中。
3.根据权利要求1所述的一种火山灰混凝土专用防腐剂，其特征在于：所述硅灰为铁合金厂在冶炼硅铁和工业硅、金属硅过程中，由热电炉内产生的大量挥发性SiO2和Si气体经氧化、冷凝、沉淀后的产物，其表面积≥20000m2/kg，活性指数≥95％。
4.如权利要求1所述的一种火山灰混凝土专用防腐剂，其特征在于：所述粉煤灰为电厂从烟道气体中收集的细灰，其品质为Ⅰ级。
5.如权利要求1所述的一种火山灰混凝土专用防腐剂，其特征在于：所述羧甲基纤维素钠为固体粉末，纯度为工业级。
6.如权利要求1所述的一种火山灰混凝土专用防腐剂，其特征在于：所述减水剂为固体的萘系、蜜胺系或聚羧酸系减水剂，其减水率≥20％。
7.如权利要求1所述的一种火山灰混凝土专用防腐剂，其特征在于：所述可再分散乳胶粉，可以为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物及其混合物中的一种。
8.如权利要求1所述的一种火山灰混凝土专用防腐剂，其特征在于：所述聚乙烯醇为固体粉末，纯度为工业级。
9.如权利要求1所述的一种火山灰混凝土专用防腐剂，其特征在于：所述三异丙醇胺为固体状态，纯度为工业级，细度需≤10μm。
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