CN108218344B - 一种盐碱地釉质化整体防腐基础及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盐碱地釉质化整体防腐基础及制备方法,防腐基础包括釉质化防腐垫层和釉质化基础主体,釉质化防腐垫层采用掺和高强度高韧性贝壳碎的C20素混凝土铺设而成,其上设置有釉质化基础主体;釉质化基础主体由掺加高强度、高韧性的碳化硼‑碳化硅(B4C‑SiC)功能性复合陶瓷颗粒的自密实混凝土和钢筋组成。本发明首先开挖基坑,制备釉质化防腐垫层;然后在釉质化防腐垫层上支模、绑扎基础钢筋和柱插筋,浇筑制备釉质化基础主体;最后拆除模板,回填夯实基坑。本发明制得的基础在盐碱地的耐久性较普通基础大大提高,能够在使用年限内保证基础的安全性。

Description

一种盐碱地釉质化整体防腐基础及制备方法
技术领域
本发明属于土木工程技术领域,涉及一种适用于盐碱地防腐基础及其制备方法,具体涉及一种环保无污染的、适用于盐碱地的超强耐腐蚀基础及其制备方法;所制得的基础在盐碱地的耐久性较普通基础大大提高,能够在使用年限内保证基础的安全性。
背景技术
我国幅员辽阔,地质条件复杂多样,随着国家对西部的大力开发,输电线路以及铁路不可避免地要经过土壤腐蚀性极强的盐碱地区。基础作为输电塔以及铁路的承重结构,其安全性和可靠性对于上层构筑物的安全是至关重要的。然而在盐渍土地区,基础混凝土由于腐蚀出现裂缝,失去承载力的现象屡见不鲜。
盐渍土是含盐量较大的土壤,是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称,具有腐蚀、溶陷和盐胀等特性。我国西部盐渍区土壤中的盐分主要以氯盐和硫酸盐为主。在盐渍土地区,导致基础腐蚀性破坏原因很多,依据盐渍土的特点,主要是由于土中超过一定含量的硫酸盐和氯盐对钢筋混凝土的腐蚀破坏。钢筋混凝土在盐渍土地区的腐蚀主要是由物理作用和化学侵蚀引起的。化学作用包括①混凝土碳化;②酸性物质破坏混凝土的保护层,使钢筋锈蚀,造成钢筋体积膨胀,加快混凝土开裂;③碱性物质以及盐类物质与水泥水化产物发生化学反应,生成体积增大的沉淀或结晶产物,造成混凝土破坏;物理作用主要是盐类通过混凝土表面的微小空隙与裂缝向内渗透,在干湿循环条件下盐结晶析出,导致体积膨胀产生内压力,使混凝土出现开裂、表面剥落。
现有的盐碱地基础防腐方法有:
1.涂层保护法:通过在构造物表面涂沥青或树脂面漆达到隔绝外界盐分的目的。此种方法虽具有一定的防护效果,但在实际应用中涂层的厚度难以把控,并且用作面漆的材料具有一定的毒性,不利用环保。
2.阴极保护法:通过外加电流的阴极保护来达到防止腐蚀的目的。这种方法运行维护工作量大,还需要外加电源,不适于广泛使用。
3.掺加钢筋阻锈剂:在混凝土中掺入钢筋阻锈剂,以阻止或减缓的钢筋锈蚀。尽管这种方法施工方便,造价不高,但是并不能阻止混凝土的腐蚀破坏。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明公开了一种环保无污染的、适用于盐碱地的超强耐腐蚀基础及其制备方法。
本发明所采用的技术方案是:一种盐碱地釉质化整体防腐基础,其特征在于:包括釉质化防腐垫层和釉质化基础主体;
所述釉质化防腐垫层采用掺和高强度高韧性贝壳碎的C20素混凝土铺设而成,其上设置有所述釉质化基础主体;
所述釉质化基础主体由掺加高强度、高韧性的碳化硼-碳化硅(B4C-SiC)功能性复合陶瓷颗粒的改性自密实混凝土和钢筋组成。
本发明还提供了一种盐碱地釉质化整体防腐基础制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:开挖基坑,制备釉质化防腐垫层;
步骤2:在釉质化防腐垫层上支模、绑扎基础钢筋和插筋,浇筑制备釉质化基础主体;
步骤3:拆除模板,回填夯实基坑。
本发明的有益效果是:
1、陶粒由高强度高韧性碳化硼-碳化硅(B4C-SiC)功能性复合陶瓷加工而成,外壳呈陶质或釉质,兼具碳化硅陶瓷和碳化硼陶瓷的优点,具有致密组织、密度低、硬度高、强度高等特点,同时具有良好的耐腐蚀(酸、碱)性能和优异的抗碱集料反应能力;在本发明中限定陶粒的外形为正八面体,正十二面体及正二十面体,级配良好,可以大大减少相邻陶粒之间的空隙,增强防腐层的密实性。同时由于陶粒表面粗糙,有利于水泥浆体、水分和其它离子向内部扩散和迁移,水泥水化产物嵌入其表面微孔中,形成“嵌套”在一起的整体结构,大大改善了防腐砂浆的整体性能;
2、基础主体选用的P.O52.5普通硅酸盐水泥和匀性好、快硬、强度高、抗冻、耐磨、抗渗透性强,与耐腐蚀性强的陶粒组成的防腐保护层能够很好地适应盐碱地的环境;
3、由于硅粉颗粒远小于水泥颗粒,可以填补水泥颗粒之间的孔隙,使基础主体混凝土更加密实,大大提高了基础主体的强度和抗渗性;同时,掺加硅粉能够减少Ca(OH)2的含量,有效地提高了基础主体抗盐类腐蚀能力;
4、聚丙烯粉末能够增强水泥的粘结性能,并且在水泥水化作用下纳米级聚丙烯粉末软化联结水泥颗粒,增强了基础主体的密实性;聚丙烯纤维抗拉强度高、极限延伸率大、抗碱性好,并且可控制基础主体混凝土裂纹的进一步发展,从而提高抗裂性;
6、本发明避免使用防腐涂料,有利于环境保护;防腐垫层掺和的高强度高韧性贝壳碎取之于海边废弃的贝类,取材方便又环保亦可改善垫层的防腐性能;
附图说明
图1为本发明实施例的盐碱地釉质化整体防腐基础在地基中的施工示意图;
图2为本发明实施例的基础垫层的示意图;
其中1盐碱地土壤;2改性自密实混凝土;3地坪;4基础垫层;5高强度高韧性的碳化硼-碳化硅(B4C-SiC)功能性复合陶粒;6硅粉;7基础板钢筋;8柱插筋;9底部混凝土垫块;10防腐基础主体;11素混凝土;12高强度高韧性贝壳碎。
具体实施方法
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明,下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述,应当理解,此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
请见图1和图2,本发明提供的一种盐碱地釉质化整体防腐基础,包括釉质化防腐垫层4和釉质化基础主体10;釉质化防腐垫层4采用掺和高强度高韧性贝壳碎12的C20素混凝土11铺设而成,其上设置有釉质化基础主体10,釉质化防腐垫层4和釉质化基础主体10之间还设置有若干底部混凝土垫块9;釉质化基础主体10由掺加高强度、高韧性的碳化硼-碳化硅(B4C-SiC)功能性复合陶瓷颗粒的改性自密实混凝土2和钢筋组成。
本实施例的釉质化防腐垫层4每立方米混凝土包含P.O42.5普通硅酸盐水泥403kg、高强度高韧性贝壳碎480kg、砂子836kg、石子1140kg、水208kg。
本实施例的高强度高韧性贝壳碎,贝壳表面釉质层完好程度大于80%,且贝壳厚度大于1.5mm,抗压强度高于60Mpa,且粒径为10~20mm。
本实施例的改性自密实混凝土2每立方米混凝土包括P.O52.5普通硅酸盐水泥400kg、硅粉25kg、砂子410kg、石子720kg、陶粒820kg、聚丙烯粉末35kg、聚丙烯纤维1.5kg、碳化硼粉末15kg、水175kg、减水剂6.3kg、增稠剂0.063kg。
本实施例的砂子中粗砂粒径不大于2.5mm,细砂粒径不大于0.7mm,细度模数2.3~2.9;石子粒径为10~20mm。
本实施例的硅粉6为SiO2粉末,粒径为0.1~0.3μm。
本实施例的陶粒5由高强度高韧性碳化硼-碳化硅(B4C-SiC)复合陶瓷加工而成,其中直径为0.25mm~2.0mm的连续级配的陶粒质量为400kg,其陶粒外观为正二十面体,表面粗糙;直径为10~20mm的连续级配的陶粒质量为420kg;陶粒外观分别为正八面体或正十二面体,且其表面粗糙。
本实施例的聚丙烯粉末粒径为50~80nm;碳化硼粉末的粒径为50~60nm;聚丙烯纤维细度为10~18dtex,纤维长度为3~60mm。
本实施例提供的一种盐碱地釉质化整体防腐基础制备方法,包括以下步骤:
步骤1:在盐碱地土壤1上进行基坑开挖,放坡支护时若坡度过陡,要用隔板进行支撑或挂网后坑壁喷砼的方式进行基坑支护。
步骤2:清理坑内杂土后进行抄平,随后开始进行釉质化防腐垫层4施工,釉质化防腐垫层4可以防止基础底部的盐碱地土壤对混凝土基础的腐蚀。
步骤3:在釉质化防腐垫层4上进行支模,待弹线定位后绑扎基础板内钢筋7和柱插筋8,绑扎基础板内钢筋7前在垫层上放置混凝土垫块9以保证混凝土基础底部的保护层厚度,防止底部露筋,绑扎顺序为先绑扎板内受力筋,后绑扎负筋。从下至上绑扎柱箍筋,上下箍筋绑扎完成后将柱插筋调整到位并固定,然后绑扎剩余箍筋,保证柱插筋8不变形走样。
步骤4:浇筑釉质化基础主体10;
步骤5:对釉质化基础主体10进行养护,保证釉质化基础主体10表面干净湿润,但不得有积水,待釉质化基础主体10养护完成后进行拆模,随后进行基坑回填,回填至地坪3。
本发明也可用于其他相关腐蚀环境的结构构件。
尽管本说明书较多地使用了盐碱地土壤1、改性自密实混凝土2、地坪3、基础垫层4、高强度高韧性的碳化硼-碳化硅(B4C-SiC)功能性复合陶粒5、硅粉6、基础板钢筋7、柱插筋8、底部混凝土垫块9、防腐基础主体10、素混凝土11、高强度高韧性贝壳碎12等术语,但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质,把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
应当理解的是,本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是,上述针对较佳实施例的描述较为详细,并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下,还可以做出替换或变形,均落入本发明的保护范围之内,本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种盐碱地釉质化整体防腐基础,其特征在于:包括釉质化防腐垫层(4)和釉质化基础主体(10);
所述釉质化防腐垫层(4)采用掺和高强度高韧性贝壳碎(12)的C20素混凝土(11)铺设而成,其上设置有所述釉质化基础主体(10);
所述釉质化基础主体(10)由改性自密实混凝土(2)和钢筋组成;
所述釉质化防腐垫层(4)每立方米混凝土包含P.O42.5普通硅酸盐水泥403kg、高强度高韧性贝壳碎480kg、砂子836kg、石子1140kg、水208kg;
所述釉质化基础主体(10)由掺加高强度高韧性的碳化硼-碳化硅B4C-SiC功能性复合陶瓷颗粒的改性自密实混凝土(2)和钢筋组成;所述改性自密实混凝土(2)每立方米混凝土包括P.O52.5普通硅酸盐水泥400kg、硅粉25kg、砂子410kg、石子720kg、陶瓷颗粒820kg、聚丙烯粉末35kg、聚丙烯纤维1.5kg、碳化硼粉末15kg、水175kg、减水剂6.3kg、增稠剂0.063kg。
2.根据权利要求1所述的盐碱地釉质化整体防腐基础,其特征在于:所述高强度高韧性贝壳碎,其贝壳表面釉质层完好程度大于80%,贝壳厚度大于1.5mm,抗压强度高于60Mpa,且粒径为10~20mm。
3.根据权利要求1所述的盐碱地釉质化整体防腐基础,其特征在于:所述的砂子中粗砂粒径不大于2.5mm,细砂粒径不大于0.7mm,细度模数2.3~2.9;所述石子粒径为10~20mm。
4.根据权利要求1所述的盐碱地釉质化整体防腐基础,其特征在于:所述硅粉(6)为SiO2粉末,粒径为0.1~0.3μm。
5.根据权利要求1所述的盐碱地釉质化整体防腐基础,其特征在于:所述陶瓷颗粒由高强度高韧性的碳化硼-碳化硅B4C-SiC复合陶瓷加工而成,其中直径为0.25mm~2.0mm的连续级配的陶瓷颗粒质量为400kg,其陶瓷颗粒外观为正二十面体,表面粗糙;直径为10mm~20mm的连续级配的陶瓷颗粒质量为420kg;陶瓷颗粒外观分别为正八面体或正十二面体,且其表面粗糙。
6.根据权利要求1所述的盐碱地釉质化整体防腐基础,其特征在于:所述聚丙烯粉末粒径为50~80nm;碳化硼粉末的粒径为50~60nm;聚丙烯纤维细度为10~18dtex,纤维长度为3~60mm。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的盐碱地釉质化整体防腐基础,其特征在于:所述釉质化防腐垫层(4)和釉质化基础主体(10)之间还设置有若干底部混凝土垫块(9)。
8.一种权利要求1-7任意一项所述的盐碱地釉质化整体防腐基础的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:开挖基坑,制备釉质化防腐垫层(4);
步骤2:在釉质化防腐垫层(4)上支模、绑扎基础钢筋(7)和柱插筋(8),浇筑制备釉质化基础主体(10);
步骤3:拆除模板,回填夯实基坑。
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