CN108623258B - 一种耐油混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐油混凝土，属于建筑材料技术领域。将石英砂与氢氟酸按混合浸泡，过滤，洗涤，得预处理滤渣，将预处理滤渣与明胶液混合，减压浓缩，干燥，炭化，粉碎，充氮保温反应，得预处理石英砂；将硅藻土粉碎，得细化硅藻土；将细化硅藻土，正硅酸乙酯，甲苯二异氰酸酯超声，过滤，冷冻，得冷冻料，将冷冻料与石蜡球磨，得改性填料；将玉米芯，秸秆和花生壳粉碎，过筛，得混合粉末，将混合粉末，二沉池污泥，去离子水混合发酵，得发酵产物；将水泥，预处理石英砂，粉煤灰，硅灰，矿渣，水，硅烷偶联剂，改性填料，减水剂，混合发酵产物搅拌，即得耐油混凝土。本发明耐油混凝土具有优异的力学性能和耐油性能。

Description

一种耐油混凝土
技术领域
本发明公开了一种耐油混凝土，属于建筑材料技术领域。
背景技术
随着混凝土组成材料的不断发展，人们对混凝土的性能要求不仅仅局限于抗压强度，而是在立足强度的基础上，更加注重混凝土的耐久性、变形性能、防火抗爆性能、防渗水性能、韧性、耐腐蚀性、保温性、健康环保性以及降低成本等等综合指标的平衡和协调。混凝土各项性能指标的要求比以前更明确、细化和具体。同时，建筑设备水平的提升，新型施工工艺的不断涌现和推广，使混凝土技术适应了不同的设计、施工和使用要求，发展很快。
混凝土还离不开混凝土用原材料的发展，离不开混凝土的工程应用对象的发展变化。因此，研制性能更加优异、功能更加强大、更适应新工艺、新建筑对象的混凝土就显得尤为重要。
耐油混凝土，主要是指不与植物油、动物油及矿物油类发生化学反应，并能够阻止其渗透的特种混凝土。在一般机械工业生产过程中，由于传动、金属切削及研磨而流溅出来的油类，如某些矿物油或植物油等，大部分相对密度小、黏度低、渗透能力强，很容易破坏水泥与骨料之间的黏结，有的油类还含有一些偏酸类与酯类的物质，对钢筋混凝土构件的强度影响很大，因此要求在这种环境中的混凝土密实度大，抗渗透能力强，其抗渗等级均在P8以上，一般应为P8～P10。
普通水泥混凝土长期与油类物质接触时，会遭到油类物质的侵蚀而使混凝土结构产生破坏。这种破坏具体表现为：混凝土的强度降低，甚至由表及里出现疏松、剥落等现象，最后完全溃散而失去使用功能。目前传统的耐油混凝土还存在耐油性能无法进一步提高的问题，因此还需对其进行研究。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统耐油混凝土耐油性能无法进一步提高的问题，提供了一种耐油混凝土。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种耐油混凝土，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：30～40份水泥，40～60份预处理石英砂，10～20份粉煤灰，10～20份硅灰，10～20份矿渣，40～50份水，5～8份硅烷偶联剂，10～20份改性填料，3～5份减水剂，8～10份混合发酵产物；
所述耐油混凝土的配制过程为：按原料组成称量各组分原料，将水泥，预处理石英砂，粉煤灰，硅灰，矿渣，水，硅烷偶联剂，改性填料，减水剂，混合发酵产物搅拌混合，即得耐油混凝土。
所述水泥为硅酸盐水泥，氯氧镁水泥，铝酸盐水泥或硫酸盐水泥中的任意一种。
所述预处理石英砂的制备过程为：将石英砂与氢氟酸按质量比1：20～1：30混合浸泡，过滤，洗涤，得预处理滤渣，将预处理滤渣与明胶液按质量比1：10～1：20混合，减压浓缩，干燥，炭化，粉碎，充氮保温反应，降温，即得预处理石英砂。
所述矿渣为铁矿渣，铜矿渣，矿渣棉或高炉矿渣中的任意一种。
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。
所述改性填料的制备过程为：将硅藻土粉碎，过80目的筛，得细化硅藻土；按重量份数计，将10～20份细化硅藻土，20～30份正硅酸乙酯，20～30份甲苯二异氰酸酯混合超声，过滤，冷冻，得冷冻料，将冷冻料与石蜡球磨，过筛，得改性填料。
所述混合发酵产物的制备过程为：按重量份数计，将10～20份玉米芯，10～20份秸秆和10～20份花生壳混合粉碎，过60目的筛，得混合粉末，按重量份数计，将10～20份混合粉末，1～2份二沉池污泥，20～30份去离子水混合发酵，得发酵产物。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过添加预处理石英砂，在制备过程中，首先，石英砂经过氢氟酸浸泡，石英砂表面被氢氟酸腐蚀，使其表面粗糙化，同时使得石英砂表面的活性羟基得以暴露，接着经过明胶液浸泡，明胶与石英砂表面的活性羟基形成氢键，使得明胶能够包裹石英砂，接着高温炭化，使得石英砂表面包裹的明胶炭化，在石英砂表面形成多空炭质层，随后经过高温烧结，使得石英砂表面的二氧化硅与炭质反应，生成氮化硅增强体，使得体系的力学性能得到增强，同时，预处理石英砂表面包裹的多孔炭质可起到阻隔作用，使得预处理石英砂良好的分散在体系中，从而使得体系的力学性能得到进一步的增加；
（2）本发明通过添加改性填料，在使用过程中，水泥水化放热，使得体系中温度升高，改性填料表面包覆的石蜡融化，石蜡携带改性填料上升到体系表面，同时，石蜡融化使得内部包裹的正硅酸乙酯渗出，正硅酸乙酯与水反应，生成多聚硅酸，在上升过程中，将体系中的孔隙进行有效填充，增加了体系的致密度，减少混凝土内部的孔隙结构，从而提升体系的抗油性能。
具体实施方式
将明胶粉与水按质量比1：20～1：30置于1号烧杯中，用玻璃棒搅拌20～30min，静置溶胀3～5h，将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80～85℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌溶解30～50min，得明胶液；将石英砂与质量分数为30～40%的氢氟酸按质量比1：20～1：30置于反应釜中，于转速为300～500r/min条件下，混合浸泡5～10min，得浸泡混合液，接着将浸泡混合液过滤，得滤渣，随后用质量分数为20～30%的氨水将滤渣洗涤至洗涤液为中性，得预处理滤渣，将预处理滤渣与明胶液按质量比1：10～1：20置于2号烧杯中，于转速为300～500r/min条件下，得混合浆液，接着将混合浆液置于旋转蒸发仪中，于温度为60～80℃，压力为500～800kPa，转速为50～80r/min条件下，减压浓缩40～60min，得浓缩液，接着将浓缩液置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得包覆滤渣，将包覆滤渣置于炭化炉中，并以60～90mL/min速率向炉内充入氩气，于温度为450～650℃条件下，炭化1～2h后，得炭化料，将炭化料置于粉碎机中粉碎，过60目的筛，得粉碎炭化料，随后将粉碎炭化料置于烧结炉中，并以60～90mL/min速率向炉内充入氮气，充氮保温反应2～3h后，随炉降至室温，即得预处理石英砂；将硅藻土置于球磨机中粉碎，过80目的筛，得细化硅藻土；按重量份数计，将10～20份细化硅藻土，20～30份正硅酸乙酯，20～30份甲苯二异氰酸酯置于3号烧杯中，并将3号烧杯置于超声分散仪中，于超声频率为55～75kHz条件下，超声分散30～50min，得分散液，接着将分散液过滤，得滤饼，接着将滤饼置于液氮中冷冻，得冷冻料，将冷冻料与石蜡按质量比1：5～1：10混合球磨，过60目的筛，得改性填料；按重量份数计，将10～20份玉米芯，10～20份秸秆和10～20份花生壳置于粉碎机中混合粉碎，过60目的筛，得混合粉末，按重量份数计，将10～20份混合粉末，1～2份二沉池污泥，20～30份去离子水置于发酵釜中，于温度为30～35℃条件下，混合发酵30～50min，得发酵产物；按重量份数计，将30～40份水泥，40～60份预处理石英砂，10～20份粉煤灰，10～20份硅灰，10～20份矿渣，40～50份水，5～8份硅烷偶联剂，10～20份改性填料，3～5份减水剂，8～10份混合发酵产物置于混料机中，于转速为100～200r/min，搅拌混合40～60min，即得耐油混凝土。
实例1
将明胶粉与水按质量比1：30置于1号烧杯中，用玻璃棒搅拌30min，静置溶胀5h，将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为85℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解40min，得明胶液；将石英砂与质量分数为40%的氢氟酸按质量比1：30置于反应釜中，于转速为500r/min条件下，混合浸泡10min，得浸泡混合液，接着将浸泡混合液过滤，得滤渣，随后用质量分数为30%的氨水将滤渣洗涤至洗涤液为中性，得预处理滤渣，将预处理滤渣与明胶液按质量比1：20置于2号烧杯中，于转速为500r/min条件下，得混合浆液，接着将混合浆液置于旋转蒸发仪中，于温度为70℃，压力为700kPa，转速为80r/min条件下，减压浓缩60min，得浓缩液，接着将浓缩液置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得包覆滤渣，将包覆滤渣置于炭化炉中，并以90mL/min速率向炉内充入氩气，于温度为650℃条件下，炭化2h后，得炭化料，将炭化料置于粉碎机中粉碎，过60目的筛，得粉碎炭化料，随后将粉碎炭化料置于烧结炉中，并以80mL/min速率向炉内充入氮气，充氮保温反应3h后，随炉降至室温，即得预处理石英砂；将硅藻土置于球磨机中粉碎，过80目的筛，得细化硅藻土；按重量份数计，将20份细化硅藻土，30份正硅酸乙酯，30份甲苯二异氰酸酯置于3号烧杯中，并将3号烧杯置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散40min，得分散液，接着将分散液过滤，得滤饼，接着将滤饼置于液氮中冷冻，得冷冻料，将冷冻料与石蜡按质量比1：10混合球磨，过60目的筛，得改性填料；按重量份数计，将20份玉米芯，20份秸秆和20份花生壳置于粉碎机中混合粉碎，过60目的筛，得混合粉末，按重量份数计，将20份混合粉末，2份二沉池污泥，30份去离子水置于发酵釜中，于温度为35℃条件下，混合发酵50min，得发酵产物；按重量份数计，将40份水泥，60份预处理石英砂，20份粉煤灰，20份硅灰，20份矿渣，50份水，8份硅烷偶联剂，20份改性填料，5份减水剂，10份混合发酵产物置于混料机中，于转速为200r/min，搅拌混合50min，即得耐油混凝土。
实例2
将硅藻土置于球磨机中粉碎，过80目的筛，得细化硅藻土；按重量份数计，将20份细化硅藻土，30份正硅酸乙酯，30份甲苯二异氰酸酯置于3号烧杯中，并将3号烧杯置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散40min，得分散液，接着将分散液过滤，得滤饼，接着将滤饼置于液氮中冷冻，得冷冻料，将冷冻料与石蜡按质量比1：10混合球磨，过60目的筛，得改性填料；按重量份数计，将20份玉米芯，20份秸秆和20份花生壳置于粉碎机中混合粉碎，过60目的筛，得混合粉末，按重量份数计，将20份混合粉末，2份二沉池污泥，30份去离子水置于发酵釜中，于温度为35℃条件下，混合发酵50min，得发酵产物；按重量份数计，将40份水泥，60份石英砂，20份粉煤灰，20份硅灰，20份矿渣，50份水，8份硅烷偶联剂，20份改性填料，5份减水剂，10份混合发酵产物置于混料机中，于转速为200r/min，搅拌混合50min，即得耐油混凝土。
实例3
将明胶粉与水按质量比1：30置于1号烧杯中，用玻璃棒搅拌30min，静置溶胀5h，将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为85℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解40min，得明胶液；将石英砂与质量分数为40%的氢氟酸按质量比1：30置于反应釜中，于转速为500r/min条件下，混合浸泡10min，得浸泡混合液，接着将浸泡混合液过滤，得滤渣，随后用质量分数为30%的氨水将滤渣洗涤至洗涤液为中性，得预处理滤渣，将预处理滤渣与明胶液按质量比1：20置于2号烧杯中，于转速为500r/min条件下，得混合浆液，接着将混合浆液置于旋转蒸发仪中，于温度为70℃，压力为700kPa，转速为80r/min条件下，减压浓缩60min，得浓缩液，接着将浓缩液置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得包覆滤渣，将包覆滤渣置于炭化炉中，并以90mL/min速率向炉内充入氩气，于温度为650℃条件下，炭化2h后，得炭化料，将炭化料置于粉碎机中粉碎，过60目的筛，得粉碎炭化料，随后将粉碎炭化料置于烧结炉中，并以80mL/min速率向炉内充入氮气，充氮保温反应3h后，随炉降至室温，即得预处理石英砂；将硅藻土置于球磨机中粉碎，过80目的筛，得细化硅藻土；按重量份数计，将20份玉米芯，20份秸秆和20份花生壳置于粉碎机中混合粉碎，过60目的筛，得混合粉末，按重量份数计，将20份混合粉末，2份二沉池污泥，30份去离子水置于发酵釜中，于温度为35℃条件下，混合发酵50min，得发酵产物；按重量份数计，将40份水泥，60份预处理石英砂，20份粉煤灰，20份硅灰，20份矿渣，50份水，8份硅烷偶联剂，20份硅藻土，5份减水剂，10份混合发酵产物置于混料机中，于转速为200r/min，搅拌混合50min，即得耐油混凝土。
实例4
将明胶粉与水按质量比1：30置于1号烧杯中，用玻璃棒搅拌30min，静置溶胀5h，将1号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为85℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解40min，得明胶液；将石英砂与质量分数为40%的氢氟酸按质量比1：30置于反应釜中，于转速为500r/min条件下，混合浸泡10min，得浸泡混合液，接着将浸泡混合液过滤，得滤渣，随后用质量分数为30%的氨水将滤渣洗涤至洗涤液为中性，得预处理滤渣，将预处理滤渣与明胶液按质量比1：20置于2号烧杯中，于转速为500r/min条件下，得混合浆液，接着将混合浆液置于旋转蒸发仪中，于温度为70℃，压力为700kPa，转速为80r/min条件下，减压浓缩60min，得浓缩液，接着将浓缩液置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得包覆滤渣，将包覆滤渣置于炭化炉中，并以90mL/min速率向炉内充入氩气，于温度为650℃条件下，炭化2h后，得炭化料，将炭化料置于粉碎机中粉碎，过60目的筛，得粉碎炭化料，随后将粉碎炭化料置于烧结炉中，并以80mL/min速率向炉内充入氮气，充氮保温反应3h后，随炉降至室温，即得预处理石英砂；将硅藻土置于球磨机中粉碎，过80目的筛，得细化硅藻土；按重量份数计，将20份细化硅藻土，30份正硅酸乙酯，30份甲苯二异氰酸酯置于3号烧杯中，并将3号烧杯置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散40min，得分散液，接着将分散液过滤，得滤饼，接着将滤饼置于液氮中冷冻，得冷冻料，将冷冻料与石蜡按质量比1：10混合球磨，过60目的筛，得改性填料；按重量份数计，将40份水泥，60份预处理石英砂，20份粉煤灰，20份硅灰，20份矿渣，50份水，8份硅烷偶联剂，20份改性填料，5份减水剂置于混料机中，于转速为200r/min，搅拌混合50min，即得耐油混凝土。
对比例：上海市某建筑材料有限公司生产的耐油混凝土。
将实例1至4所得耐油混凝土和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
1.力学性能：测试抗压强度；
2.耐油性能：测试平均吸油率
具体检测结果如表1所示：
表1：性能检测表
检测内容 实例1 实例2 实例3 实例4 对比例
抗压强度/MPa 57.1 55.1 53.1 49.9 44.5
平均吸油率/% 1.1 1.6 1.9 1.7 2.6
由表1检测结果可知，本发明提供的耐油混凝土具有优异的力学性能和耐油性能。

Claims (4)

1.一种耐油混凝土，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：30～40份水泥，40～60份预处理石英砂，10～20份粉煤灰，10～20份硅灰，10～20份矿渣，40～50份水，5～8份硅烷偶联剂，10～20份改性填料，3～5份减水剂，8～10份混合发酵产物；
所述预处理石英砂的制备过程为：将石英砂与氢氟酸按质量比1：20～1：30混合浸泡，过滤，洗涤，得预处理滤渣，将预处理滤渣与明胶液按质量比1：10～1：20混合，减压浓缩，干燥，炭化，粉碎，充氮保温反应，降温，即得预处理石英砂；
所述改性填料的制备过程为：将硅藻土粉碎，过80目的筛，得细化硅藻土；按重量份数计，将10～20份细化硅藻土，20～30份正硅酸乙酯，20～30份甲苯二异氰酸酯混合超声，过滤，冷冻，得冷冻料，将冷冻料与石蜡球磨，过筛，得改性填料；
所述耐油混凝土的配制过程为：按原料组成称量各组分原料，将水泥，预处理石英砂，粉煤灰，硅灰，矿渣，水，硅烷偶联剂，改性填料，减水剂，混合发酵产物搅拌混合，即得耐油混凝土；
所述混合发酵产物的制备过程为：按重量份数计，将10～20份玉米芯，10～20份秸秆和10～20份花生壳混合粉碎，过60目的筛，得混合粉末，按重量份数计，将10～20份混合粉末，1～2份二沉池污泥，20～30份去离子水混合发酵，得发酵产物。
2.根据权利要求1所述一种耐油混凝土，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥，氯氧镁水泥，铝酸盐水泥或硫酸盐水泥中的任意一种。
3.根据权利要求1所述一种耐油混凝土，其特征在于：所述矿渣为铁矿渣，铜矿渣，矿渣棉或高炉矿渣中的任意一种。
4.根据权利要求1所述一种耐油混凝土，其特征在于：所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。
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