CN108529917A - 一种海砂氯离子固化材料及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海砂氯离子固化材料及其使用方法，按照质量比由100份水、1份聚丙烯酰胺、20‑25份水溶性热固型胶水和5‑10份聚醋酸乙烯酯乳液组成，水溶性热固型胶水可以是酚醛树脂或丙烯酸树脂中的一种。该材料制作和使用方法简单，制备原材料易得，对海砂的加工、处理成本低廉，便于推广使用，经其改姓、处理后的海砂可有效地将氯离子固化在其表面，大幅度降低海砂混凝土中的氯离子浓度，充分保护钢筋的安全性，同时对海砂混凝土的流动性也略有提高作用。

Description

一种海砂氯离子固化材料及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种海砂氯离子固化材料及其使用方法。

背景技术

海砂中含有较高的氯离子，会侵蚀混凝土中的钢筋，因此在各种相关规范中都禁止将其应用到含钢筋的混凝土中。随着国家对海洋开发战略的实施，大量沿岸、离岸工程开工建设，但由于就近的海砂无法使用，不得不远途运输内陆河砂、山砂，严重影响工期并增加建设成本。同时，随着我国对环保的整治力度加大，内陆河砂、山砂等资源也日益紧张。因此，对海砂的加工利用需求越来越迫切。

传统通过淡水清洗的方式处理海砂，俗称“水洗砂”，其原理是让海砂中的氯离子溶解到淡水中，达到降低或消除海砂中所含氯离子的目的。但由于水洗方式消除氯离子的效果有限，很难将氯离子清洗干净，因此很多工程、尤其是国家重要工程都明令禁止“水洗砂”的应用。加上很多海砂资源地淡水匮乏，特别是很多海岛上的淡水本来就很宝贵，所以“水洗砂”工艺在实际中受到很多限制。

现有一些通过氯离子固化材料解决上述问题的技术措施，但所采用的固化材料比较昂贵，对海砂这种廉价建筑材料来说不具有推广价值。其中有些氯离子固化材料会显著降低海砂混凝土的流动性，也影响了其实际应用。海砂中通常含有一些片状贝壳碎片或多孔性的珊瑚颗粒，原本就会大幅度降低混凝土的流动性，如果对其进行加工、处理后的流动性进一步降低，则会加剧其在混凝土中的应用难度。

本专利提供了一种的海砂氯离子固化材料，制备和使用方法简单，对海砂的加工处理成本低廉，对其中氯离子的固化效率高，便于在沿海及海岛地区的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海砂氯离子固化材料及其使用方法。

本发明提出的一种海砂氯离子固化材料，由水、聚丙烯酰胺、水溶性热固型胶水和组成，该材料按照质量份数如下：

原料 质量份数

水 100

聚丙烯酰胺 1

水溶性热固型胶水 20-25

聚醋酸乙烯酯乳液 5-10

其中：水溶性热固型胶水是酚醛树脂或丙烯酸树脂中任一种。

本发明提出的海砂氯离子固化材料的使用方法，具体步骤如下：

（1）将1份聚丙烯酰胺加入100份水中，静置，使其充分溶解，然后搅拌均匀，制成聚丙烯氨酰胺水溶液；

（2）将20-25份的水溶性热固型胶水和5-10份的聚醋酸乙烯酯乳液加入到步骤（1）所得聚丙烯氨酰胺水溶液中，搅拌均匀，制成海砂氯离子固化材料溶液；

（3）将步骤（2）所得海砂氯离子固化材料溶液喷晒到海砂中，或将海砂浸泡到海砂氯离子固化材料溶液中，然后将海砂晾干或烘干，即完成了海砂离子固化材料的使用过程。

本发明提出的海砂氯离子固化材料，其中的聚丙烯酰胺、水溶性热固型胶水和聚醋酸乙烯酯乳液分别具有各自的作用，同时也具有相互的作用。水溶性热固型胶水溶解到水中，浸湿海砂并干燥后，能够在海砂表面形成包覆膜，而且在海砂加水、拌制混凝土时也不会再溶解，当海砂混凝土硬化后可以有效阻止海砂表面所含的氯离子向混凝土的孔溶液中释放，同时，海砂中的多孔性珊瑚礁砂颗粒会因表面微孔被部分封闭而降低吸水性，适当地克服海砂替代河砂或山砂后对混凝土流动性的不利影响；聚丙烯酰胺只需极少的量就可以大幅度增加水溶性热固型胶水溶液的浓度和粘度，显著提高其包裹海砂的效果，相应地可减少水溶性热固型胶水在本专利产品中的掺量，从而降低产品的制造成本；聚醋酸乙烯酯乳液包裹海砂后，可在海砂拌制混凝土时重新溶解到混凝土浆体中，当混凝土硬化后可在混凝土的孔隙中形成高分子膜，有效阻止水分在孔隙中的迁移，进而阻止海砂中的氯离子向钢筋的表面扩散和聚集，同时其还能增加混凝土的流动性，弥补因聚丙烯酰胺增加混凝土浆体粘度而产生的混凝土流动性损失。

本发明的有益效果在于：

采用本发明方法提供的海砂氯离子固化材料及其使用方法处理含有较高氯离子的海砂，然后采用处理前后的海砂进行砂浆或混凝土对比实验，两种对比样均采用相同的配合比，并采用相同的搅拌和制度和抗压强度测试样的成型方法，搅拌后分别测试两种试样的流动度，待砂浆或混凝土试样硬化3天、28天时对其进行强度测试，然后将破型后的28天强度测试样完全破碎到颗粒粒径小于1.25mm以下，再将等质量的两种对比破碎细颗粒连同细粉一起浸泡到相同体积的去离子水中，采用高精度氯离子浓度计分别测试对比样水溶液中的氯离子浓度；结果表明，该专利材料对砂浆或混凝土的强度无影响，对流动性略有改善作用，即可适当提高海砂砂浆或海砂混凝土的工作性，而且能够大幅度降低海砂砂浆或海砂混凝土向水溶液中释放的氯离子浓度，显示该材料具有显著的固化海砂氯离子的作用，可增加海砂在含钢筋砂浆或混凝土中的应用。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明，但不限于本发明的内容。

实施例1-实施例4，步骤如下：

按照表1的材料配方，分别配制出4种实施例1-实施例4海砂氯离子固化材料，记为A1、A2、A3和A4。

表1 海砂氯离子固化材料制备方案（质量，份）

4种海砂氯离子固化材料料均按照下属顺序进行制备：

（1）将1份聚丙烯酰胺加入100份水中，静置12-24小时，使其充分溶解，然后搅拌均匀，制成聚丙烯氨酰胺水溶液；

（2）将20-25份的水溶性热固型胶水和5-10份的聚醋酸乙烯酯乳液加入上述聚丙烯氨酰胺水溶液中，搅拌均匀，制成海砂氯离子固化材料溶液；

将4种海砂氯离子固化材料溶液分别喷晒到海砂中，或将海砂分别浸泡到4种海砂氯离子固化材料溶液中，然后将海砂晾干或烘干，得到4种处理过的海砂（C1、C2、C3和C4）。

实施效果：

分别采用上述4种处理海砂（C1、C2、C3和C4）和未处理海砂（记为C0），并按照表2的配合比拌制5种水泥砂浆试样（S0、S1、S2、S3、S4）；同时，按照表3配制5种混凝土试样（H0、H1、H2、H3、H4）。

砂浆和混凝土搅拌均匀后，分别按照GB/T 29756-2013《干混砂浆物理性能试验方法》和GB 50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验办法标准》测试各砂浆试样的稠度和各混凝土试样的坍落度。

然后分别成型40×40×160mm的砂浆棱柱试样和150×150×150mm的混凝土立方体试样，试样成型一天后拆模，然后将试样放置在温度20℃±1℃、相对湿度大于90%的标准养护室中养护。

当试样养护至3天和28天时，分别测试砂浆和混凝土试样的抗压强度。

将破型的28天砂浆强度测试样完全破碎，然后将破碎颗粒过1.25mm的方孔筛，破型的28天混凝土强度测试样经进一步破碎后过5mm圆孔筛；分别采用筛下的砂浆碎屑和混凝土碎屑进行泡水后的氯离子浓度测试，具体将等质量的、粒径小于1.25mm的100g各种砂浆碎屑，分别在400ml去离子水中浸泡1小时；同样地，将等质量的、粒径小于5mm的100g各种混凝土碎屑，分别在400ml去离子水中浸泡1小时；然后采用高精度氯离子浓度计分别测试各种试样所浸泡水溶液中的氯离子浓度。

砂浆稠度、抗压强度及其浸水后的氯离子浓度测试结果如表2，混凝土坍落度、抗压强度及其浸水后的氯离子浓度测试结果如表3。

表2 海砂砂浆的稠度、抗压强度及氯离子浓度

表3海砂混凝土的坍落度、抗压强度及氯离子浓度

从表2看出，采用本发明制备的各种海砂氯离子固化材料处理海砂，所制备的砂浆稠度都比未处理海砂砂浆的稠度略有提高，3天和28天的抗压强度都与未处理海砂砂浆强度接近；同样从表3看出，采用本发明制备的各种海砂氯离子固化材料处理海砂，所制备的混凝土坍落度都比未处理海砂混凝土的坍落度略有提高，对强度基本无影响。

对比结果显示出该专利材料及其使用方法对固化海砂种的氯离子具有明显效果，而对海砂砂浆或混凝土的流动性略有改善，对强度无影响。

Claims (2)

1.一种海砂氯离子固化材料，其特征在于由水、聚丙烯酰胺、水溶性热固型胶水和组成，该材料按照质量份数如下：

原料 质量份数

水 100

聚丙烯酰胺 1

水溶性热固型胶水 20-25

聚醋酸乙烯酯乳液 5-10

其中：水溶性热固型胶水是酚醛树脂或丙烯酸树脂中任一种。

2.一种如权利要求1所述的海砂氯离子固化材料的使用方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）将1份聚丙烯酰胺加入100份水中，静置，使其充分溶解，然后搅拌均匀，制成聚丙烯氨酰胺水溶液；

（2）将20-25份的水溶性热固型胶水和5-10份的聚醋酸乙烯酯乳液加入到步骤（1）所得聚丙烯氨酰胺水溶液中，搅拌均匀，制成海砂氯离子固化材料溶液；

（3）将步骤（2）所得海砂氯离子固化材料溶液喷晒到海砂中，或将海砂浸泡到海砂氯离子固化材料溶液中，然后将海砂晾干或烘干，即完成了海砂离子固化材料的使用过程。