CN108863203B - 一种高密实抗侵蚀混凝土及制备方法 - Google Patents

一种高密实抗侵蚀混凝土及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高密实抗侵蚀混凝土，包括以下重量份的原料制成：水0.3‑0.34份，钙矾石粉0.01‑0.22份，改性轮胎粉0.016‑0.032份，水泥1份，砂1.2‑1.4份，石子2.6‑2.8份；所述改性轮胎粉为丁苯橡胶轮胎粉在乙酸中浸泡后再进行亲水改性获得的。所述改性轮胎粉粒径为5‑25µm。本发明原料易得，工艺简单，所得高密实抗侵蚀混凝土密实度高、耐腐蚀。

Description

一种高密实抗侵蚀混凝土及制备方法
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种高密实抗侵蚀混凝土及其制备方法。
背景技术
盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称。盐化过程由季节性的积盐与脱盐两个方向相反的过程构成，但水盐运动的总趋势是向着土壤上层，即一年中以水分向上蒸发、可溶盐向表土层聚集占优势，包括硫酸钠、镁、氯化物和石膏。全世界盐渍土面积计约897.0万平方公里，约占世界陆地总面积的6.5%。中国盐渍土面积约有20多万平方公里，约占国土总面积的2.1%。近年来盐渍土地域中混凝土工程持续增长。但是硅酸盐混凝土存在明显抗侵蚀性差的劣势，环境中的硫酸根离子与混凝土水泥石中氢氧化钙反应生成石膏，进而与水化铝酸钙反应生成大量体积膨胀的钙矾石，造成混凝土膨胀开裂。
目前，抑制混凝土硫酸盐侵蚀的主要措施是降低铝酸三钙含量，控制硅酸三钙含量，使用大量的矿渣、粉煤灰等矿物掺和料，但会导致混凝土强度明显降低，无法满足工程设计要求。目前，有研究者尝试掺加废弃橡胶轮胎粉来提高混凝土抵抗侵蚀的能力，并发现该方法能有效提高混凝土的体积稳定性，减少混凝土开裂，但轮胎粉表面憎水，与水泥浆体的相容性差，导致混凝土易分层和粘接强度低。同时，混凝土水泥硬化浆体中存在大量水化毛细孔，为硫酸盐侵蚀提供了通道，但其尺寸低于轮胎粉，从而轮胎粉的加入对该部分毛细孔抗侵蚀性能没有帮助。因此，提高废弃橡胶轮胎粉亲水性和改善水泥硬化浆体的抗侵蚀性能是提高混凝土抗侵蚀性能的关键并急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中废弃橡胶轮胎粉亲水性低，水泥硬化浆体的抗侵蚀性差，在服役时易发生侵蚀等问题，本发明提供一种高密实抗侵蚀混凝土的制备方法，原材料易得，方法简单，实施便利。
本发明的另一目的是提供一种上述制备方法获得的高密实抗侵蚀混凝土，密实度高，抗侵蚀能力强。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种高密实抗侵蚀混凝土，包括以下重量份的原料制成：水0.3-0.34份，钙矾石粉0.01-0.22份，改性轮胎粉0.016-0.032份，水泥1份，砂1.2-1.4份，石子2.6-2.8份；
所述改性轮胎粉为丁苯橡胶轮胎粉在乙酸中浸泡后再进行亲水改性获得的。所述改性轮胎粉粒径为5-25µm。
所述钙矾石粉细度为8-40nm。
上述高密实抗侵蚀混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丁苯橡胶轮胎粉碎成颗粒状，过筛去除杂质，再研磨得到丁苯橡胶轮胎粉；
（2）将步骤（1）得到的轮胎粉浸于30%-60%的乙酸溶液中浸泡30-80分钟，洗净、晾干后进行亲水改性，得到改性轮胎粉；
（3）将铝酸三钙浸泡于20-45℃饱和氢氧化钙溶液中搅拌20-40分钟，在搅拌过程中每隔2-5分钟加入硫酸钠，最多加5次，直到产生絮状体但未见晶状体。将絮状体捞出并迅速用无水乙醇冲洗，然后在50-65℃下烘干、粉磨，得到钙矾石粉；
（4）依次将水、钙矾石粉、改性轮胎粉、水泥、砂和石子加入搅拌机，间隔时间在10-35秒，搅拌均匀；
（5）将混凝土养护后得到高密实抗侵蚀混凝土。
所述步骤（2）中亲水改性步骤为：按质量份数将10-35份三乙胺、15-45份三丁胺、5-15份甲醇搅拌均匀，将轮胎粉浸泡于该溶液并在30-60℃保温20-40分钟，反复清洗干净后晾干。
所述步骤（3）中铝酸三钙和硫酸钠的质量比为1:1-3。
作为优选，步骤（5）中，所述养护条件为40-60℃、40-60%相对湿度；养护时间为10天。
本发明具有以下优点：
本发明中所用丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯共聚制得。丁二烯由于其自身原子的共轭效应造成其电子云分布完全对称，从而产生憎水性。但其在极性试剂的加成作用下易发生分子极化。本发明中经乙酸浸泡后的丁苯橡胶表层粗糙度，并形成活性畸形基团或断枝，易与极性试剂三乙胺、三丁胺、甲醇发生加成，改善其表面极性，提高与水泥浆体的相容性。
本发明通过调控氢氧化钙溶液温度、搅拌时间和硫酸钠加入量和频次来严格控制铝酸三钙的水化速率，既保证钙矾石的生成，又能控制其颗粒尺寸在8-40nm，防止与外界的硫酸盐侵蚀离子发生反应生成钙矾石尺寸过大，在混凝土内部造成内应力。
本发明所制备的钙矾石粉颗粒尺寸在8-40nm，能随着拌合水进入水泥浆体的毛细孔。在混凝土侵蚀初期中，钙矾石粉作晶种，快速引发水泥水化生成的铝胶与硫酸盐侵蚀离子发生反应，填充水泥硬化浆体的毛细孔，及时阻断硫酸盐离子的侵蚀通道。
本发明原料易得，工艺简单，所得高密实抗侵蚀混凝土密实度高、耐腐蚀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受下述实施例的限制。
实施例1
（1）将废弃丁苯橡胶轮胎粉碎成颗粒状，过筛去除杂质，再研磨得到废弃丁苯橡胶轮胎粉，备用。将轮胎粉浸泡于质量浓度为30%的乙酸溶液80分钟，再反复清洗干净，晾干。按质量份数将10份三乙胺、15份三丁胺、15份甲醇搅拌均匀，将轮胎粉浸泡于该溶液并在30℃保温40分钟，反复清洗干净，晾干，得到改性丁苯轮胎粉。
（2）将铝酸三钙浸泡于20℃饱和氢氧化钙溶液中搅拌40分钟，在搅拌过程中每隔2分钟加入硫酸钠，加5次，直到产生絮状体但未见晶状体。将絮状体捞出并迅速用无水乙醇冲洗，然后在50℃下烘干、粉磨，得到钙矾石粉，备用。铝酸三钙和硫酸钠的质量比为1:1。
（3）混凝土各组分的质量比为：水:钙矾石粉:改性轮胎粉:水泥:砂:石子=0.3:0.01:0.016:1: 1.4: 2.8。
（4）依次将水、钙矾石粉、改性轮胎粉、水泥、砂和石子加入搅拌机，间隔时间在10秒，将混凝土在40℃和60%相对湿度下养护10天，得到抗侵蚀的高致密混凝土。
实施例2
（1）将废弃丁苯橡胶轮胎粉碎成颗粒状，过筛去除杂质，再研磨得到废弃丁苯橡胶轮胎粉，备用。将轮胎粉浸泡于质量浓度为60%的乙酸溶液30分钟，再反复清洗干净，晾干。按质量份数将35份三乙胺、45份三丁胺、5份甲醇搅拌均匀，将轮胎粉浸泡于该溶液并在60℃保温20分钟，反复清洗干净，晾干，得到改性丁苯轮胎粉。
（2）将铝酸三钙浸泡于45℃饱和氢氧化钙溶液中搅拌20分钟，在搅拌过程中每隔5分钟加入硫酸钠，加3次，直到产生絮状体但未见晶状体。将絮状体捞出并迅速用无水乙醇冲洗，然后在65℃下烘干、粉磨，得到钙矾石粉，备用。铝酸三钙和硫酸钠的质量比为1:2。
（3）混凝土各组分的质量比为：水:钙矾石粉:改性轮胎粉:水泥:砂:石子=0.34:0.22: 0.032:1:1.2:2.6。
（4）依次将水、钙矾石粉、改性轮胎粉、水泥、砂和石子加入搅拌机，间隔时间在35秒，将混凝土在60℃和40%相对湿度下养护10天，得到抗侵蚀的高致密混凝土。
实施例3
（1）将废弃丁苯橡胶轮胎粉碎成颗粒状，过筛去除杂质，再研磨得到废弃丁苯橡胶轮胎粉，备用。将轮胎粉浸泡于质量浓度为40%的乙酸溶液45分钟，再反复清洗干净，晾干。按质量份数将25份三乙胺、35份三丁胺、10份甲醇搅拌均匀，将轮胎粉浸泡于该溶液并在40℃保温30分钟，反复清洗干净，晾干，得到改性丁苯轮胎粉。
（2）将铝酸三钙浸泡于35℃饱和氢氧化钙溶液中搅拌30分钟，在搅拌过程中每隔3分钟加入硫酸钠，加3次，直到产生絮状体但未见晶状体。将絮状体捞出并迅速用无水乙醇冲洗，然后在55℃下烘干、粉磨，得到钙矾石粉，备用。铝酸三钙和硫酸钠的质量比为1:1.5。
（3）混凝土各组分的质量比为：水:钙矾石粉:改性轮胎粉:水泥:砂:石子=0.32:0.11:0.026:1:1.3:2.7。
（4）依次将水、钙矾石粉、改性轮胎粉、水泥、砂和石子加入搅拌机，间隔时间在25秒，将混凝土在50℃和50%相对湿度下养护10天，得到抗侵蚀的高致密混凝土。
实施例4
（1）将废弃丁苯橡胶轮胎粉碎成颗粒状，过筛去除杂质，再研磨得到废弃丁苯橡胶轮胎粉，备用。将轮胎粉浸泡于质量浓度为50%的乙酸溶液70分钟，再反复清洗干净，晾干。按质量份数将30份三乙胺、40份三丁胺、5份甲醇搅拌均匀，将轮胎粉浸泡于该溶液并在50℃保温35分钟，反复清洗干净，晾干，得到改性丁苯轮胎粉。
（2）将铝酸三钙浸泡于40℃饱和氢氧化钙溶液中搅拌25分钟，在搅拌过程中每隔4分钟加入硫酸钠，加4次，直到产生絮状体但未见晶状体。将絮状体捞出并迅速用无水乙醇冲洗，然后在55℃下烘干、粉磨，得到钙矾石粉，备用。铝酸三钙和硫酸钠的质量比为1:2.5。
（3）混凝土各组分的质量比为：水:钙矾石粉:改性轮胎粉:水泥:砂:石子=0.33:0.18:0.025:1:1.4:2.6。
（4）依次将水、钙矾石粉、改性轮胎粉、水泥、砂和石子加入搅拌机，间隔时间在30秒，将混凝土在55℃和45%相对湿度下养护10天，得到抗侵蚀的高致密混凝土。
对比例
混凝土各组分的质量比为：水:水泥:砂:石子=0.32:1:1.3:2.7。将各组分搅拌30分钟，在50℃和50%相对湿度下养护10天，得到对比混凝土。
实施例5
按《混凝土强度检验评定标准》（GB/T 50107—2010）和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GB/T50082-2009）检测实施例1-4和对比例所得混凝土，检测结果如下表，由表中数据可知，实施例1-4所得混凝土28天抗压强度（MPa）、孔隙率、90天水渗透系数、90天膨胀率指标均优于对比例。
Figure 821163DEST_PATH_IMAGE002

Claims (4)

1.一种高密实抗侵蚀混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料制成：水0.3-0.34份，钙矾石粉0.01-0.22份，改性轮胎粉0.016-0.032份，水泥1份，砂1.2-1.4份，石子2.6-2.8份；
所述高密实抗侵蚀混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丁苯橡胶轮胎粉碎成颗粒状，过筛去除杂质，再研磨得到丁苯橡胶轮胎粉；
（2）将步骤（1）得到的轮胎粉浸于30%-60%的乙酸溶液中浸泡30-80分钟，再反复清洗干净，晾干后进行亲水改性，得到改性轮胎粉；
（3）将铝酸三钙浸泡于20-45℃饱和氢氧化钙溶液中搅拌20-40分钟，在搅拌过程中每隔2-5分钟加入硫酸钠，最多加5次，直到产生絮状体但未见晶状体；将絮状体捞出并迅速用无水乙醇冲洗，然后在50-65℃下烘干、粉磨，得到钙矾石粉；
（4）依次将水、钙矾石粉、改性轮胎粉、水泥、砂和石子加入搅拌机，间隔时间在10-35秒，搅拌均匀；
（5）将混凝土养护后得到高密实抗侵蚀混凝土；
步骤（2）中，所述亲水改性步骤为：按质量份数将10-35份三乙胺、15-45份三丁胺、5-15份甲醇搅拌均匀，将轮胎粉浸泡于该溶液并在30-60℃保温20-40分钟，反复清洗干净后晾干；
步骤（3）中，所述铝酸三钙和硫酸钠的质量比为1:1-3。
2.根据权利要求1所述的高密实抗侵蚀混凝土，其特征在于，所述改性轮胎粉粒径为5-25µm。
3.根据权利要求1所述的高密实抗侵蚀混凝土，其特征在于，所述钙矾石粉细度为8-40nm。
4.根据权利要求1所述的高密实抗侵蚀混凝土，其特征在于，步骤（5）中，所述养护条件为40-60℃、40-60%相对湿度；养护时间为10天。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1850707A (zh) * 2006-05-11 2006-10-25 同济大学 抗硫酸盐侵蚀的自密实混凝土及其制备方法
CN105777003A (zh) * 2016-03-09 2016-07-20 河海大学 一种抗硫酸盐介质侵蚀的结构混凝土的制备方法
CN106699078A (zh) * 2016-12-20 2017-05-24 河南工程学院 一种煤矿早强型低成本充填材料及其配制方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2067753A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-10 Lafarge SA Concrete Mix
CN103253921B (zh) * 2013-04-15 2015-07-22 武汉理工大学 一种抗氯盐侵蚀的水泥混凝土及其制备方法
US10415370B2 (en) * 2014-08-26 2019-09-17 Halliburton Energy Services, Inc. Systems and methods for in situ monitoring of cement slurry locations and setting processes thereof
CN104987018B (zh) * 2015-07-21 2017-11-03 嘉华特种水泥股份有限公司 一种自密实混凝土
CN105174808B (zh) * 2015-10-12 2017-05-10 福建建工建材科技开发有限公司 一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂
CN106542762B (zh) * 2016-09-30 2018-01-30 湖北工业大学 高效抗硫酸盐侵蚀混凝土添加剂及其制备方法
US10167231B1 (en) * 2017-11-07 2019-01-01 Jet Products, Llc Process for making ultra stable tile backer board

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1850707A (zh) * 2006-05-11 2006-10-25 同济大学 抗硫酸盐侵蚀的自密实混凝土及其制备方法
CN105777003A (zh) * 2016-03-09 2016-07-20 河海大学 一种抗硫酸盐介质侵蚀的结构混凝土的制备方法
CN106699078A (zh) * 2016-12-20 2017-05-24 河南工程学院 一种煤矿早强型低成本充填材料及其配制方法

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