CN108238765A - 一种防腐耐盐碱混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防腐耐盐碱混凝土及其制备方法，包括如下组分及其质量份数：普通硅酸盐水泥100～200份，粉煤灰5～30份，沸石粉5～30份，硅藻土5～30份，稻壳灰5～30份，硅粉4～8份，脂肪酸1～3份，膨胀剂2～5份，硝酸钙2～5份，松香热聚物0.005～0.015份，三乙醇胺0.03～0.05份，砂子200～350份，石子300～600份，各组分通过不同的加料顺序搅拌混合后即得成品。本发明采用在普通混凝土中掺入矿物掺合料、引气剂、膨胀剂等物质，产品具有良好的防腐耐盐碱性能，适合于恶劣环境施工，混凝土强度和微膨胀性可调节等优点，且制备方法简单、操作便利。

Description

一种防腐耐盐碱混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土材料制造技术领域，具体涉及一种防腐耐盐碱混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土是土木工程中被广泛使用的经济实用型建筑材料。在实际使用中混凝土经常暴露在复杂多变的环境条件下，混凝土将不可避免的受到服役环境物理、化学和生物等综合作用，其耐久性也会因此而下降。尤其是当混凝土应用于自然环境恶劣的条件中，如高盐、高碱、温度变化剧烈等环境，混凝土结构受到的侵蚀将更加严重，国内外大量工程实例表明，混凝土结构耐久性不足而产生的破坏性很大，并带来严重的经济和社会问题。

随着我国西部地区发展的日益加速，越来越多的大型工程在西部地区开工建设，但是西部许多地区都存在土壤盐碱化问题，例如宁夏、甘肃的大部分地区、新疆和内蒙古部分地区都存在大面积的盐碱地，这些地区的土壤中氯离子和硫酸盐含量较多，而氯离子和硫酸盐又会对混凝土和混凝土中的钢筋有较强的腐蚀作用，在这种环境下开工建设的大体积混凝土工程耐久性和使用寿命将由于盐碱腐蚀而下降，对西部地区工程建设造成了较大影响。如何提高混凝土在高盐碱地区的防腐性能和耐盐碱性能成为了人们在混凝土工程中不断追求的目标。

目前防腐混凝土主要是在传统硅酸盐水泥与骨料砂浆拌合而成的混凝土基础上添加矿物掺合料、阻锈剂、引气剂和减水剂构成，这类混凝土通常对较低氯离子浓度的混凝土中轻微腐蚀有一定的抵抗作用，但是对于具有高氯离子浓度的盐碱地作用效果欠佳，因此能否开发一种针对高盐碱地区防腐耐盐碱的混凝土成为了混凝土材料领域急需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种防腐耐盐碱混凝土及其制备方法，采用在普通混凝土中掺入矿物掺合料、引气剂、膨胀剂等物质，产品具有良好的防腐耐盐碱性能，适合于恶劣环境施工，混凝土强度和微膨胀性可调节等优点，且制备方法简单、操作便利。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种防腐耐盐碱混凝土，包括如下组分及其质量份数：普通硅酸盐水泥100～200份，粉煤灰5～30份，沸石粉5～30份，硅藻土5～30份，稻壳灰5～30份，硅粉4～8份，脂肪酸1～3份，膨胀剂2～5份，硝酸钙2～5份，松香热聚物0.005～0.015份，三乙醇胺0.03～0.05份，砂子200～350份，石子300～600份。

根据以上方案，所述膨胀剂为轻烧氧化镁、氧化钙、或两者的混合物。

一种防腐耐盐碱混凝土的制备方法，包括如下步骤：

1)将石子和砂子混合作为骨料，加入水，搅拌使骨料吸水饱和(通常吸水饱和状态在规范上以“饱和面干状态”衡量，亦即内部被完全浸湿，表面无积水状态)；

2)向骨料中加入粉煤灰、沸石粉、硅藻土、稻壳灰、硅粉，搅拌混合均匀，得混合物料A；

3)向混合物料A中加入硅酸盐水泥，搅拌混合均匀，得混合物料B；

4)向混合物料B中加入脂肪酸、膨胀剂、硝酸钙、松香热聚物、三乙醇胺，搅拌混合均匀，即得成品。

在海水、地下水及地下土等环境中，常含有大量的硫酸盐，如硫酸镁(MgSO₄)、硫酸钠(Na₂SO₄)及硫酸钙(CaSO₄)等，它们对水泥石有严重的破坏作用。其中混凝土的腐蚀破坏就是由于外界这些有害物质通过混凝土中的孔隙渗入，再与混凝土中水泥水化生成的某些水化产物发生反应，生成或具有膨胀性破坏的物质、或具有溶解性破坏的物质，最终导致混凝土结构的破坏。例如硫酸盐能与水泥混凝土孔隙中的氢氧化钙起反应，生成石膏。石膏在混凝土孔隙中结晶时体积膨胀，体积能增大到原来的1.24倍，导致混凝土由表至里疏松破坏。更严重的是，石膏与硬化混凝土中的水化铝酸钙起继续反应，生成水化硫铝酸钙(即钙矾石)。水化硫铝酸钙，含有大量的结晶水，其体积增大达到原有水化铝酸钙体积的2.5倍左右，且是在已经硬化的混凝土中产生，对混凝土产生更大的破坏作用。本发明通过掺入矿物掺合料粉煤灰、沸石粉、硅藻土、稻壳灰和硅粉后，首先可以减少水泥本身的用量，进而减少水泥水化产物的生成量，也就可以控制二次反应中氢氧化钙、水化铝酸钙的含量；另一方面矿物掺和料本身具有一定的潜在活性，可以和水泥中的氢氧化钙反应，减少氢氧化钙的含量，也可以进一步减少二次反应中石膏的含量，控制水化铝酸钙含量，从而达到控制氢氧化钙、水化铝酸钙含量，提升混凝土耐硫酸盐侵蚀的能力。

对于混凝土中的钢筋而言，主要的破坏形式主要是氯离子通过孔隙渗透到钢筋表面，导致钢筋表面钝化膜的破坏，造成钢筋的锈蚀，氯离子的渗透也与混凝土的孔隙结构直接相关，在冻融-腐蚀复杂侵蚀环境下，冻融会引起混凝土孔隙结构的劣化，从而加速混凝土的腐蚀破坏，而混凝土浇筑时由于泌水等原因形成大量与外界连通的孔隙，外界有害物质正是通过这些孔隙进入混凝土中。本发明通过掺入引气剂、膨胀剂，在混凝土中产生大量微小、均匀的气泡，起到阻止泌水形成与外界连通孔隙的作用，可大量减少连通孔隙，并且还可释放有害物质产生的膨胀力，从而提升混凝土的防腐性能。另一方面，混凝土越密实，孔隙也越少，外界有害物质的侵入也就越难。由于矿物掺合料颗粒细，具有填充密实功效，通过掺入颗粒微小的矿物掺合料可以起到减少孔隙的作用。

本发明所采用的膨胀剂可以根据混凝土的具体用途选用轻烧氧化镁和氧化钙中的一种或两者的混合物，通过掺入膨胀剂，产生微膨胀，可以补偿混凝土由于收缩在浆体及界面形成的原生和再生孔隙，并且选用膨胀时段不同的膨胀剂搭配，形成全时段补偿的作用。具体的说，通过调整膨胀剂的成分，可以制备早期微膨胀混凝土和后期微膨胀混凝土，能够满足不同混凝土工程的需要，例如：水工建筑物中的混凝土后期收缩变形较大，就可以适当增加轻烧氧化镁的含量以增加后期的混凝土微膨胀程度；而用于大型土木工程的地基混凝土前期收缩变形较大，就可以适当增加氧化钙的比例以增加前期的混凝土微膨胀程度。

本发明的有益效果是：

1)本发明采用在普通混凝土中掺入矿物掺合料、引气剂、膨胀剂等物质，产品具有良好的防腐耐盐碱性能，可减少防腐蚀耐盐碱地环境对混凝土的侵蚀，改善水化产物结构；

2)本发明产品通过改善孔隙结构，适合恶劣环境下混凝土工程施工；

3)本发明产品的耐久性高于普通混凝土或防腐混凝土，特别适用于高盐碱地区腐蚀较强的环境使用；

4)本发明可以通过调节硅酸盐水泥的配比，制备不同强度参数的混凝土，以适应不同施工条件的要求；

5)本发明可以通过调整膨胀剂的成分，制备早期微膨胀混凝土或后微膨胀混凝土，以满足不同混凝土工程的需要；

6)本发明的制备方法简单、操作便利。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案进行说明。

实施例1：

本发明提供一种防腐耐盐碱混凝土，包括如下组分及质量：P.O 42.5普通硅酸盐水泥100kg，粉煤灰5kg，沸石粉5kg，硅藻土5kg，稻壳灰5kg，硅粉4kg，脂肪酸1kg，膨胀剂2kg，硝酸钙2kg，松香热聚物0.005kg，三乙醇胺0.03kg，砂子350kg，石子600kg，其制备方法包括如下步骤：

1)将石子和砂子混合作为骨料，加入水适量水，搅拌1min，使骨料吸水饱和；

2)向骨料中加入粉煤灰、沸石粉、硅藻土、稻壳灰、硅粉，搅拌搅拌1min，混合均匀，得混合物料A；

3)向混合物料A中加入硅酸盐水泥，搅拌搅拌1min，混合均匀，得混合物料B；

4)向混合物料B中加入脂肪酸、膨胀剂、硝酸钙、松香热聚物、三乙醇胺，搅拌2min，混合均匀，即得成品防腐耐盐碱混凝土。

实施例2：

本发明提供一种防腐耐盐碱混凝土，包括如下组分及质量：P.O 42.5普通硅酸盐水泥200kg，粉煤灰30kg，沸石粉30kg，硅藻土30kg，稻壳灰30kg，硅粉8kg，脂肪酸3kg，膨胀剂5kg，硝酸钙5kg，松香热聚物0.015kg，三乙醇胺0.05kg，砂子200kg，石子300kg，其制备方法同实施例1。

实施例3：

本发明提供一种防腐耐盐碱混凝土，包括如下组分及质量：P.O 42.5普通硅酸盐水泥150kg，粉煤灰17kg，沸石粉17kg，硅藻土17kg，稻壳灰17kg，硅粉6kg，脂肪酸2kg，膨胀剂3kg，硝酸钙3kg，松香热聚物0.01kg，三乙醇胺0.04kg，砂子130kg，石子450kg，其制备方法同实施例1。

上述实施例成品取样分析，其技术指标如下：

从以上的分析数据可知，本发明产品的耐久性高于普通混凝土或防腐混凝土，特别适用于高盐碱地区腐蚀较强的环境使用。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (3)

1.一种防腐耐盐碱混凝土，其特征在于，包括如下组分及其质量份数：普通硅酸盐水泥100～200份，粉煤灰5～30份，沸石粉5～30份，硅藻土5～30份，稻壳灰5～30份，硅粉4～8份，脂肪酸1～3份，膨胀剂2～5份，硝酸钙2～5份，松香热聚物0.005～0.015份，三乙醇胺0.03～0.05份，砂子200～350份，石子300～600份。

2.根据权利要求1所述的防腐耐盐碱混凝土，其特征在于，所述膨胀剂为轻烧氧化镁、氧化钙、或两者的混合物。

3.根据权利要求1所述的防腐耐盐碱混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将石子和砂子混合作为骨料，加入水，搅拌使骨料吸水饱和；

2)向骨料中加入粉煤灰、沸石粉、硅藻土、稻壳灰、硅粉，搅拌混合均匀，得混合物料A；

3)向混合物料A中加入硅酸盐水泥，搅拌混合均匀，得混合物料B；

4)向混合物料B中加入脂肪酸、膨胀剂、硝酸钙、松香热聚物、三乙醇胺，搅拌混合均匀，即得成品。