CN107857543A - 一种抗氯盐侵蚀环保砂浆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料领域，涉及利用工业废弃物制备防腐蚀砂浆技术，提出一种防氯盐侵蚀环保砂浆的制备方法，这种砂浆由重量百分比为35~45%的粉料和35~50%的机制砂及15~18%的液料组成，以上各组分的重量百分比之和为100%；其中：所用粉料由以下重量比的组分组成：矿渣75~83，石膏8~12，偏高岭土3~9，氢氧化钠1.6~3.0，硅酸钠3.0~5.0，碳酸钠0.4~2.0；所述液料由以下重量比的组分组成：水95~97.2，减水剂0.8~2.0，减缩剂1.0~3.0。该砂浆减少了固体废弃物环境污染，提高抗氯盐侵蚀能力，适于在含氯盐较高的区域应用。

Description

一种抗氯盐侵蚀环保砂浆的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，涉及利用工业固体废弃物制备防氯盐侵蚀环保砂浆。
背景技术
砂浆是土木工程活动中广泛使用的建筑材料，在墙体砌筑中将单块的砌块粘结成整体、在抹灰工程中起到保护结构构件和装饰的作用；目前，我国砂浆的制作基本采用水泥做胶凝材料，天然砂作为集料。
我国水泥产量占全球水泥产量的60%，由此产生的二氧化碳排放量达到每年67亿吨，对环境和生态造成严重破坏，中国政府正在采取一系列相应的法律和制度禁止或限制水泥的生产和使用。寻找适合的环保胶凝材料全部或部分替代砂浆中的水泥，从而减少水泥的使用量，降低环境污染和减少生态破坏是本领域急需解决的问题之一。
伴随着我国城乡建设的快速发展，以河砂为主的天然砂已经无法满足我国持续增长的土木工程对用砂量的需求，同时由于大量天然砂的采掘导致环境生态遭受破坏，部分地方政府开始禁止天然砂的开采，采用机制砂取代天然砂正成为砂浆行业可持续发展的必然趋势。铁尾矿是金属矿山开采过程中产生的固体废弃物，在矿山周围大量堆存，不仅占用土地，更为严重的是尾矿库的存在对周围的人民生命财产带来严重的威胁，对社会构成不稳定因素。利用铁尾矿制备机制砂是减少固体废弃物污染的有效途径之一。
氯离子对混凝土和钢筋具有较强的侵蚀性，是混凝土结构物损伤开裂的主要原因。沿海地区由于地下水和空气中氯离子含量高导致工程结构耐久性降低甚至失效，影响建筑物的使用寿命，严重的导致工程结构开裂甚至破坏。制备抗氯盐侵蚀砂浆，有效保护结构构件，不仅提高沿海区域建筑物的耐久性和安全性，而且能获得经济效益并保护生态环境。
专利CN1061106439A《新型环保砂浆》，在实施例中公布了一种新型保温砂浆的组分为矿渣微粉、碱渣、再生微粉、粉煤灰、脱硫石膏、外加剂，该专利利用了固体废弃物，但是依旧采用天然砂，且不适于氯盐含量高的沿海区域。专利CN104140231A《一种环保防水砂浆》，公布了一种环保防水砂浆组分，由普通硅酸盐水泥、石英砂、活性材料及纤维素醚和纯丙烯酸乳液组成，在材料组分中依旧采用普通硅酸盐水泥，环保性能不佳。
发明内容
本发明针对目前技术的上述缺陷，提出一种有效利用工业固体废弃物防范氯盐侵蚀的环保砂浆。
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案为：一种抗氯盐侵蚀环保砂浆，其特征在于：该砂浆由重量百分比为35~45%的粉料和35~50%的机制砂及15~18%的液料组成，以上组分的重量百分比之和为100%；其中：所用粉料由以下重量比的组分组成：矿渣75~83，石膏8~12，偏高岭土3~9，氢氧化钠1.6~3.0，硅酸钠3.0~5.0，碳酸钠0.4~2.0；所述液料由以下重量比的组分组成：水95~97.2，减水剂0.8~2.0，减缩剂1.0~3.0。矿渣是在炼铁过程中经急速冷却得到的含有较高潜能的不规则玻璃体，玻璃体的聚合度低，容易解体，因而具有较高的活性。但矿渣的活性是潜在的，当它单独与水搅和时，几乎没有反应，胶凝性能极弱，只有通过化学或机械的方法激发其活性，才能得到满足工程需要的胶凝活性材料。本发明中通过石膏及氢氧化钠、硅酸钠和碳酸钠复合激发矿渣的胶凝活性。机制砂中粉末含量大，吸水量相应增加；偏高岭土比表面积大且多孔，对水分子有较强吸附作用，为节约用水，减少拌和砂浆的用水量，添加减水剂；采用减缩剂减少铁尾矿机制砂拌和砂浆带来的收缩缺陷。
本发明所述矿渣是水淬高炉矿渣，比表面积不小于400m2/kg。
本发明所述石膏是脱硫石膏。
本发明所述偏高岭土比表面积不小于500 m2/kg。
本发明所述机制砂为金属矿山开采中产生的铁尾矿机制砂，细度模数2.4~3.0，含泥量小于1%。
本发明所述的水是取自当地的自来水。
本发明所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。
本发明所述的减缩剂为聚醚类减缩剂。
本发明的优点和效果：利用矿山开采产生的固体废弃物铁尾矿制作机制砂，完全不使用硅酸盐水泥，保护环境和生态；采用偏高岭土提高砂浆的强度和致密性，降低氯离子的扩散系数，采用减缩剂减少砂浆的收缩，是一种环保抗侵蚀的砂浆，特别适用于盐碱区域及沿海氯离子含量高的工程结构。
具体实施方式
下面对本发明的实施例做详细说明：本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施，给出详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1:
一种抗氯盐侵蚀环保砂浆，由重量百分比为35%的粉料、50%的机制砂和15%的液料组成。其中：粉料由以下重量比的组分组成：矿渣80，脱硫石膏8，偏高岭土3，氢氧化钠3，硅酸钠4，碳酸钠2；液料由以下重量比的组分组成：水95，聚羧酸高效减水剂2，减缩剂3。
制备方法：首先将粉料混合搅拌3分钟，使物料充分混匀，然后将机制砂放入混匀的物料中搅拌3分钟，最后加入水和减水剂及减缩剂继续搅拌5分钟。
所选用的原料如下：
山东莱芜钢铁集团粉末材料分公司生产的矿渣，比表面积550Kg/m2；
山东昌邑石膏粉末公司产脱硫石膏，
山东潍坊中良化工公司产的氢氧化钠；
山东潍坊海化股份公司产硅酸钠；
山东潍坊海化股份公司产碳酸钠；
山东同盛建材公司产TS-JS聚羧酸高效减水剂；
江苏博特新材料有限公司生产的聚醚类减缩剂SRA(l)；
淄博富源石料厂生产的铁尾矿机制砂，细度模数2.5，含泥量0.4%；淄博本地自来水；山东宁阳信通膨润土厂产偏高岭土，比表面积600Kg/m2。
实施例2：
一种抗氯盐侵蚀环保砂浆，由重量百分比为42%的粉料、40%的机制砂和18%的液料组成。其中：粉料由以下重量比的组分组成：矿渣75，脱硫石膏10，偏高岭土9，氢氧化钠1.6，硅酸钠3，碳酸钠1.4；液料由以下重量比的组分组成：水97，聚羧酸高效减水剂1，减缩剂2； 所选用的原料如下：山东莱芜钢铁集团粉末材料分公司生产的矿渣，比表面积550Kg/m2；山东昌邑石膏粉末公司产脱硫石膏；山东潍坊中良化工公司产的氢氧化钠；山东潍坊海化股份公司产硅酸钠；山东潍坊海化股份公司产碳酸钠；山东同盛建材公司产TS-JS聚羧酸高效减水剂；江苏博特新材料有限公司生产的聚醚类减缩剂SRA(l)；淄博富源石料厂生产的铁尾矿机制砂，细度模数2.5，含泥量0.4%；淄博本地自来水；山东宁阳信通膨润土厂产偏高岭土，比表面积600Kg/m2。
制备方法：首先将粉料混合搅拌3分钟，使物料充分混匀，然后将机制砂放入混匀的物料中搅拌3分钟，最后加入水和减水剂及减缩剂继续搅拌5分钟。
实施例3（对比例）
一种普通硅酸盐水泥砂浆，由重量百分比为42%的普通硅酸盐水泥、40%的天然砂和18%的液料组成。其中，液料由以下重量比的组分组成：水97，聚羧酸高效减水剂1，减缩剂2。
所选用的原料如下：淄博山水水泥有限公司生产的山水牌普通硅酸盐水泥P.O42.5，厦门艾思鸥标准砂有限公司产标准砂，细度模数2.5，淄博本地自来水，山东同盛建材公司产TS-JS聚羧酸高效减水剂；江苏博特新材料有限公司生产的聚醚类减缩剂SRA(l)；
制备方法：首先将粉料混合搅拌3分钟，使物料充分混匀，然后将砂放入混匀的物料中搅拌3分钟，最后加入水和减水剂及减缩剂继续搅拌5分钟。
上述实施例1和实施例2及实施例3按照JGT/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行性能参数的检测均合格，实施例1的氯离子扩散系数1.17×10-12m2/s，实施例2的氯离子扩散系数0.91×10-12m2/s，实施例3的氯离子扩散系数10.4×10-12m2/s；从数据可知，采用本发明制备的砂浆氯离子扩散系数较低，能够提高结构的耐久性能。

Claims (8)

1.一种抗氯盐侵蚀环保砂浆，这种砂浆，由重量百分比为35~45%的粉料和35~50%的机制砂及15~18%的液料组成，以上各组分的重量百分比之和为100%；其中：所用粉料由以下重量比的组分组成：矿渣75~83，石膏8~12，偏高岭土3~9，氢氧化钠1.6~3.0，硅酸钠3.0~5.0，碳酸钠0.4~2.0；所述液料由以下重量比的组分组成：水95~97.2，减水剂0.8~2.0，减缩剂1.0~3.0。
2.根据权利要求1所述的抗氯盐侵蚀环保砂浆，其特征在于，所述的矿渣为水淬高炉矿渣，比表面积不小于400m2/kg。
3.根据权利要求1所述的抗氯盐侵蚀环保砂浆，其特征在于，所述石膏为脱硫石膏。
4.根据权利要求1所述的抗氯盐侵蚀环保砂浆，其特征在于，偏高岭土比表面积不小于500 m2/kg。
5.根据权利要求1所述的抗氯盐侵蚀环保砂浆，其特征在于，所述机制砂为铁尾矿机制砂，细度模数2.4~3.0，含泥量小于1%。
6.根据权利要求1所述的抗氯盐侵蚀环保砂浆，其特征在于，所述的水为当地自来水。
7.根据权利要求1所述的抗氯盐侵蚀环保砂浆，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。
8.根据权利要求1所述的抗氯盐侵蚀环保砂浆，其特征在于，所述的减缩剂为聚醚类减缩剂。
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