CN106747126A - 一种抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土，其凝胶材料包括10～15wt％的矿渣粉和余量的水泥。上述混凝土是在胶凝材料中使用矿渣粉部分取代水泥，同时合理的选择矿渣粉在混凝土中的取代率，由此解决混凝土抗SO2腐蚀的问题，改善混凝土的耐久性能。

Description

一种抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土
技术领域
本发明涉及混凝土材料技术领域，特别涉及一种抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土。
背景技术
粉煤灰、矿渣粉等工业废弃物因技术、经济等原因长期废弃而得不到利用，不仅造成资源的浪费，而且会产生环境污染。2009年我国高炉矿渣的年产量达到2亿吨，粉煤灰年产量达到4亿吨，其他废弃物缺乏确切统计，历年积存的废弃物更是数量庞大。如果能够把工业废弃物(矿渣、粉煤灰、钢渣、磷渣、硅灰等)掺入混凝土中，激活工业废弃物的火山灰效应，充分利用其形态效应和微集料效应等，研制出能够抵抗工业特殊环境的混凝土制品，将真正变废为宝，对我国建筑业的可持续发展具有重要意义。
混凝土结构长期存在于酸性环境中，会受到酸性物质的腐蚀，与混凝土中所含的碱性物质发生化学反应，使得原本呈碱性的混凝土碱度降低而趋于中性化，对混凝土结构的耐久性产生极大影响。提高混凝土耐久性的有效方法之一就是采用活性矿物掺合料取代部分水泥。在配制混凝土时，加入矿物掺合料不仅能节约水泥，降低混凝土的水化热温升，而且由于矿物掺合料的形态效应、微集料效应和火山灰效应等，能够改善混凝土的工作性能，优化混凝土的内部结构，增进混凝土的后期强度，提高混凝土耐久性。
目前，酸性物质腐蚀混凝土的研究基本集中在一般大气环境和海洋环境下混凝土的腐蚀方面，而对较高二氧化硫浓度的工业环境中混凝土的腐蚀影响研究相对较少，因此开展混凝土在特殊环境下的二氧化硫腐蚀性能研究，尤其开展矿物掺合料混凝土在二氧化硫腐蚀环境中的抗硫化性能研究，不仅可以丰富耐久性领域的研究成果，为工业环境中混凝土寿命预测奠定基础，而且还可以为实际工程中二氧化硫环境条件下材料选取提供科学指导，为此类环境中混凝土耐久性防腐工作提供依据，为国家有关部门制定相应规范标准提供借鉴。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土。
本发明提供一种抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土，其凝胶材料包括10～15wt％的矿渣粉和余量的水泥。
进一步地，所述凝胶材料包括15wt％的矿渣粉和余量的水泥。
进一步地，所述矿渣粉使用S75级矿渣粉，性能达到国家标准GB/T18046-2000《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的规定。
进一步地，还包括细骨料和粗骨料。
进一步地，所述细骨料的粒径小于5mm，所述粗骨料的粒径为5～25m。
本发明还提供一种提高混凝土抗二氧化硫腐蚀的方法，其在胶凝材料中使用矿渣粉部分取代水泥；取代率为10～15wt％。
进一步地，取代率为15wt％。
本发明提供一种抗二氧化硫腐蚀的矿渣粉混凝土，其是在胶凝材料中使用矿渣粉部分取代水泥，同时合理的选择矿渣粉在混凝土中的取代率，由此解决混凝土抗SO2腐蚀的问题，改善混凝土的耐久性能。
具体实施方式
本发明公开了一种抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土和提高混凝土抗二氧化硫腐蚀的方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供一种抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土，其凝胶材料包括10～15wt％的矿渣粉和余量的水泥。
磨细后的矿渣粉用作混凝土掺合料，具有火山灰活性，而且品质和均匀性易保证，掺入混凝土中不仅可以节约水泥，降低胶凝材料的水化热，而且可以改善混凝土的某些特性，显著提高混凝土强度，降低混凝土的绝热升温，提高其抗渗性及对海水、酸及硫酸盐等的抗化学侵蚀能力，具有抑制碱骨料反应等效果，矿渣粉的长期持续水化，还有改善内部微裂隙的自愈能力。同时本放合理的选择矿渣粉在混凝土中的取代率，取代率为10～15wt％，以保证混凝土具有各项适宜的性能。取代率更优选为15wt％。
进一步地，所述矿渣粉使用S75级矿渣粉，性能达到国家标准GB/T18046-2000《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的规定。
优选的，所述的抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土还包括细骨料和粗骨料。
进一步地，所述细骨料的粒径小于5mm，所述粗骨料的粒径为5～25m。
本发明提供的上述混凝土具有优异的抗SO2腐蚀能力，耐久性强。
本发明还提供一种提高混凝土抗二氧化硫腐蚀的方法，其是在胶凝材料中使用矿渣粉部分取代水泥；取代率为10～15wt％。优选的，取代率为15wt％。
该方法可用于解决混凝土抗SO2腐蚀的问题，改善混凝土的耐久性能。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例
本发明实施例混凝土原料的选择：
混凝水泥：混凝土采用普通硅酸盐水泥PO.42.5，其物理性能见表1。
细骨料：中砂粒径小于5mm，堆积密度、细度模数、含泥量、表观密度、级配等各项性指标合格。
普通粗骨料：碎石粒径5～25mm，堆积密度、细度模数、含泥量、表观密度、级配等各项性能指标合格。
矿渣粉：采用S75矿渣粉，其各项性能指标如表2所示。
表1水泥的物理性能指标
表2矿渣粉的物理性能指标
混凝土试件制作
混凝土试件选用C40混凝土作为基准组，水胶比统一采用0.4。为了防止混凝土外加剂以及各种矿物掺合料的影响，配制混凝土过程中仅选用砂、石、水泥和水，参照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)等规范和标准所规定的内容，计算得出基准配合比，经实际试配并调整，最终得出不同掺量矿渣粉的混凝土配合比如表3所示。
表3不同掺量矿渣粉的混凝土配合比
对各组试件分别进行不同龄期的质量、强度及硫化深度测试，其测试结果如表4至表8所示。
表5不同矿渣粉掺量条件下混凝土各硫化龄期质量变化率
表6不同矿渣粉掺量的混凝土各硫化龄期强度测试值
表7不同矿渣粉掺量的混凝土各硫化龄期强度变化率
注：本表强度变化率均为硫化后强度相对于硫化前强度的增加百分比例。
表8不同矿渣粉掺量的普通混凝土硫化深度
通过对各组试件的质量、强度及硫化深度的测试结果进行对比分析，得出对混凝土抗二氧化硫腐蚀的最优矿渣粉掺量为15％。
综上所述，本发明公布了一种提高混凝土抗二氧化硫腐蚀的方法可用于解决混凝土抗SO2腐蚀的问题，改善混凝土的耐久性能。
以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土，其特征在于，其凝胶材料包括10～15wt％的矿渣粉和余量的水泥。
2.根据权利要求1所述的抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土，其特征在于，所述凝胶材料包括15wt％的矿渣粉和余量的水泥。
3.根据权利要求1或2所述的抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土，其特征在于，所述矿渣粉使用S75级矿渣粉，性能达到国家标准GB/T18046-2000《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的规定。
4.根据权利要求1所述的抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土，其特征在于，还包括细骨料和粗骨料。
5.根据权利要求4所述的抗二氧化硫腐蚀的矿渣混凝土，其特征在于，所述细骨料的粒径小于5mm，所述粗骨料的粒径为5～25m。
6.一种提高混凝土抗二氧化硫腐蚀的方法，其特征在于，在胶凝材料中使用矿渣粉部分取代水泥；取代率为10～15wt％。
7.根据权利要求6所述的提高混凝土抗二氧化硫腐蚀的方法，其特征在于，取代率为15wt％。
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