CN109437701A - 一种抗腐蚀地聚物混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种抗腐蚀地聚物混凝土及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109437701A
CN109437701A CN201811571078.3A CN201811571078A CN109437701A CN 109437701 A CN109437701 A CN 109437701A CN 201811571078 A CN201811571078 A CN 201811571078A CN 109437701 A CN109437701 A CN 109437701A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
cristobalite
underground heat
powder
concrete
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811571078.3A
Other languages
English (en)
Inventor
饶峰
李星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuzhou University
Original Assignee
Fuzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuzhou University filed Critical Fuzhou University
Priority to CN201811571078.3A priority Critical patent/CN109437701A/zh
Publication of CN109437701A publication Critical patent/CN109437701A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/006—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mineral polymers, e.g. geopolymers of the Davidovits type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/24—Sea water resistance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Abstract

本发明公开了一种抗腐蚀地聚物混凝土及其制备方法，属于混凝土材料技术领域。本发明抗腐蚀地聚物混凝土，包括以下重量份数原料组成：硅酸钠51~71份，氢氧化钠5~15份，地热粘土192~252份，方石英粉末44.4~88.8份；水196~236份。办发明制备所得样品的空隙体积小，致密性高；在经历360天海水环境后，抗压强度不降反提高，质量几乎无损失，能够很好地抵抗海水腐蚀。

Description

一种抗腐蚀地聚物混凝土及其制备方法
技术领域
本发明专属于混凝土材料技术领域，具体涉及一种抗腐蚀地聚物混凝土及其制备方法。
背景技术
地质聚合物是由硅铝酸盐或是硅酸盐和铝酸盐在碱性条件下合成复杂的硅铝酸盐三维聚合物，具有非晶或是部分结晶的特点。因为地质聚合物表现出良好的耐热，阻燃，耐腐蚀，抗辐射等特点，且具有与水泥相当的机械性能，这使其被认为是波特兰水泥的绿色替代品。
粉煤灰、炉渣和偏高岭土是地质聚合物主要的原材料。因为粉煤灰和炉渣可以有效的用于制造混合水泥和混凝土，致使粉煤灰和炉渣越来越少，面临巨大的成本和技术的挑战。相对粉煤灰和炉渣，偏高岭土价格相对低廉。但是偏高岭土是高岭土的热处理产品，通常要在500℃至800℃的温度范围内才能转化，这个过程会造成能源的大量消耗。地热粘土（Geothermal Clay，Wan Q., Rao F*. Song S**, León-Patiño C.A., 2017,Geothermal clay-based geopolymer binders: synthesis and microstructuralcharacterization, Applied Clay Science, 146, 223-229.）是地热资源开采过程中的工业废物，富含高岭土。由于地热作用，地热粘土具有比较高的反应活性，且价格低廉，适合制备成地质聚合物。
目前，混凝土广泛应用于海工结构，海水中腐蚀性盐的侵蚀造成混凝土结构破坏，严重威胁海工结构的安全性和耐久性。相比较而言，地质聚合物具有较好的抗腐蚀性。本发明在地热粘土地质聚合物反应过程中加入方石英粉末，在强碱的作用下方石英微粒表面发生“溶解”，与地热粘土地质聚合浆体紧密结合，增强了地质聚合物致密性。同时，方石英在地热粘土地质聚合物中起到了骨架的作用，增强了地质聚合物的机械强度，进一步提高了地质聚合物抗腐蚀性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗腐蚀地聚物混凝土及其制备方法。本发明的地聚物混凝土价格低廉，耐海水腐蚀；其制备方法简便快捷。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种抗腐蚀地聚物混凝土，包括以下重量份数原料组成：硅酸钠51~71份，氢氧化钠5~15份，地热粘土192~252份，方石英粉末44.4~88.8份；水196~236份。
优选的，一种抗腐蚀地聚物混凝土，包括以下重量份数原料组成：硅酸钠61份，氢氧化钠10份，地热粘土222份，方石英粉末66.6份；水216份。
一种抗腐蚀地聚物混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）原料处理：
地热粘土经过破碎，干磨，处理成粒度2.3~45.2μm的粉末；磨好的粉末放入马弗炉里800℃煅烧2小时，获得地热粘土粉末。
方石英的粒径为6.7-27.6μm，其中50%的颗粒粒径<15.3μm，85%颗粒粒径<22.4μm。
（2）样品制备：
首先配制硅酸钠（Na2SiO3），氢氧化钠（NaOH）及水混合溶解的碱激发剂；然后加入地热粘土混合搅拌10分钟，获得顺滑无颗粒的地质聚合物浆体；最后将方石英平均分三次放入地质聚合浆体中，搅拌均匀获得方石英地质聚合浆体。
（3）样品养护：
将获得的方石英地质聚合浆体倾倒入模具中，置于振动台振动10分钟，振出多余气泡；然后将模具密封放置在室温下养护至初凝，再放入标准养护箱60℃养护6小时；最后在室内室温养护7-28天。
本发明的优点在于：
本发明的抗腐蚀地聚物混凝土，其原料组成中加入适当比例的方石英，以本发明的方法进行制备，所得样品的空隙体积小，致密性高；在经历360天海水环境后，抗压强度不降反提高，质量几乎无损失，能够很好地抵抗海水腐蚀。
附图说明
图1是方石英粉末的粒径分布累积图。
图2是样品在海水腐蚀试验中抗压强度的变化图。
图3实施例1所得一种抗腐蚀地聚物混凝土海水养护前的微观结构图。
图4实施例1所得一种抗腐蚀地聚物混凝土海水养护360天后的微观结构图。
具体实施方式
实施例1
一种抗腐蚀地聚物混凝土，包括以下重量份数原料组成：硅酸钠61份，氢氧化钠10份，地热粘土222份，方石英粉末66.6份；水216份。
一种抗腐蚀地聚物混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）原料处理：
地热粘土经过破碎，干磨，处理成粒度2.3~45.2μm的粉末；磨好的粉末放入马弗炉里800℃煅烧2小时，获得地热粘土粉末。
方石英的粒径为6.7-27.6μm，其中50%的颗粒粒径<15.3μm，85%颗粒粒径<22.4μm。
（2）样品制备：
首先配制硅酸钠（Na2SiO3），氢氧化钠（NaOH）及水混合溶解的碱激发剂；然后加入地热粘土混合搅拌10分钟，获得顺滑无颗粒的地质聚合物浆体；最后将方石英平均分三次放入地质聚合浆体中，搅拌均匀获得方石英地质聚合浆体。
（3）样品养护：
将获得的方石英地质聚合浆体倾倒入50mm×50mm×50mm模具中，置于振动台振动10分钟，振出多余气泡；然后将模具密封放置在室温下养护至初凝，再放入标准养护箱60℃养护6小时；最后在室内室温养护14天。
实施例2
一种抗腐蚀地聚物混凝土，包括以下重量份数原料组成：硅酸钠51份，氢氧化钠5份，地热粘土172份，方石英粉末44.4份；水196份。
一种抗腐蚀地聚物混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）原料处理：
地热粘土经过破碎，干磨，处理成粒度2.3~45.2μm的粉末；磨好的粉末放入马弗炉里800℃煅烧2小时，获得地热粘土粉末。
方石英的粒径为6.7-27.6μm，其中50%的颗粒粒径<15.3μm，85%颗粒粒径<22.4μm。
（2）样品制备：
首先配制硅酸钠（Na2SiO3），氢氧化钠（NaOH）及水混合溶解的碱激发剂；然后加入地热粘土混合搅拌10分钟，获得顺滑无颗粒的地质聚合物浆体；最后将方石英平均分三次放入地质聚合浆体中，搅拌均匀获得方石英地质聚合浆体。
（3）样品养护：
将获得的方石英地质聚合浆体倾倒入50mm×50mm×50mm模具中，置于振动台振动10分钟，振出多余气泡；然后将模具密封放置在室温下养护至初凝，再放入标准养护箱60℃养护6小时；最后在室内室温养护7天。
实施例3
一种抗腐蚀地聚物混凝土，包括以下重量份数原料组成：硅酸钠71份，氢氧化钠15份，地热粘土252份，方石英粉末88.8份；水236份。
一种抗腐蚀地聚物混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）原料处理：
地热粘土经过破碎，干磨，处理成粒度2.3~45.2μm的粉末；磨好的粉末放入马弗炉里800℃煅烧2小时，获得地热粘土粉末。
方石英的粒径为6.7-27.6μm，其中50%的颗粒粒径<15.3μm，85%颗粒粒径<22.4μm。
（2）样品制备：
首先配制硅酸钠（Na2SiO3），氢氧化钠（NaOH）及水混合溶解的碱激发剂；然后加入地热粘土混合搅拌10分钟，获得顺滑无颗粒的地质聚合物浆体；最后将方石英平均分三次放入地质聚合浆体中，搅拌均匀获得方石英地质聚合浆体。
（3）样品养护：
将获得的方石英地质聚合浆体倾倒入50mm×50mm×50mm模具中，置于振动台振动10分钟，振出多余气泡；然后将模具密封放置在室温下养护至初凝，再放入标准养护箱60℃养护6小时；最后在室内室温养护28天。
对比例1
一种地聚物混凝土，包括以下重量份数原料组成：硅酸钠61份，氢氧化钠10份，地热粘土222份，水216份。
一种地聚物混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）原料处理：
地热粘土经过破碎，干磨，处理成粒度2.3~45.2μm的粉末；磨好的粉末放入马弗炉里800℃煅烧2小时，获得地热粘土粉末。
（2）样品制备：
首先配制硅酸钠（Na2SiO3），氢氧化钠（NaOH）及水混合溶解的碱激发剂；然后加入地热粘土混合搅拌10分钟，获得顺滑无颗粒的地质聚合物浆体。
（3）样品养护：
将获得的地质聚合物浆体倾倒入50mm×50mm×50mm模具中，置于振动台振动10分钟，振出多余气泡；然后将模具密封放置在室温下养护至初凝，再放入标准养护箱60℃养护6小时；最后在室内室温养护14天。
实施例4海水腐蚀试验
本发明实施例1至实施例3，及对比例1制备所得样品经养护后，放入海水溶液中腐蚀360天，分别观察各样品的性能和微观结构变化，结果如表1。
表1 本发明掺入方石英样品与对比例无方石英样品的性能比较
实施例1所得抗腐蚀地聚物混凝土中方石英粉末的粒径分布累积情况见图1；实施例1所得抗腐蚀地聚物混凝土在海水腐蚀试验中抗压强度的变化见图2；实施例1所得一种抗腐蚀地聚物混凝土海水养护前的微观结构见图3；实施例1所得一种抗腐蚀地聚物混凝土海水养护360天后的微观结构见图4。
试验结果表明，本发明样品的空隙体积小，致密性高。在经历360天海水环境后，抗压强度提高，质量几乎无损失，能够很好地抵抗海水腐蚀。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种抗腐蚀地聚物混凝土，其特征在于，包括以下重量份数原料组成：硅酸钠51~71份，氢氧化钠5~15份，地热粘土192~252份，方石英粉末44.4~88.8份，水196~236份。
2.根据权利要求1所述的一种抗腐蚀地聚物混凝土，其特征在于，包括以下重量份数原料：硅酸钠61份，氢氧化钠10份，地热粘土222份，方石英粉末66.6份，水216份。
3.如权利要求1所述的一种抗腐蚀地聚物混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）原料处理：
地热粘土经过破碎，干磨，处理成粒度2.3~45.2μm的粉末；磨好的粉末放入马弗炉里800℃煅烧2小时，获得地热粘土粉末；
方石英的粒径为6.7-27.6μm，其中50%的颗粒粒径<15.3μm，85%颗粒粒径<22.4μm；
（2）样品制备：
首先配制硅酸钠，氢氧化钠及水混合溶解的碱激发剂；然后加入地热粘土混合搅拌10分钟，获得顺滑无颗粒的地质聚合物浆体；最后将方石英平均分三次放入地质聚合浆体中，搅拌均匀获得方石英地质聚合浆体；
（3）样品养护：
将获得的方石英地质聚合浆体倾倒入模具中，置于振动台振动10分钟，振出多余气泡；然后将模具密封放置在室温下养护至初凝，再放入标准养护箱60℃养护6小时；最后在室内室温养护7-28天。
CN201811571078.3A 2018-12-21 2018-12-21 一种抗腐蚀地聚物混凝土及其制备方法 Pending CN109437701A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811571078.3A CN109437701A (zh) 2018-12-21 2018-12-21 一种抗腐蚀地聚物混凝土及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811571078.3A CN109437701A (zh) 2018-12-21 2018-12-21 一种抗腐蚀地聚物混凝土及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109437701A true CN109437701A (zh) 2019-03-08

Family

ID=65534737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811571078.3A Pending CN109437701A (zh) 2018-12-21 2018-12-21 一种抗腐蚀地聚物混凝土及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109437701A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103435313A (zh) * 2013-08-26 2013-12-11 温州大学 一种强度可控的粉煤灰基地质聚合物混凝土及其制备方法
CN103449744A (zh) * 2013-08-26 2013-12-18 温州大学 一种粉煤灰基地质聚合物及其制备方法
WO2018015490A1 (en) * 2016-07-20 2018-01-25 Synthos S.A. Process for the production of geopolymer or geopolymer composite

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103435313A (zh) * 2013-08-26 2013-12-11 温州大学 一种强度可控的粉煤灰基地质聚合物混凝土及其制备方法
CN103449744A (zh) * 2013-08-26 2013-12-18 温州大学 一种粉煤灰基地质聚合物及其制备方法
WO2018015490A1 (en) * 2016-07-20 2018-01-25 Synthos S.A. Process for the production of geopolymer or geopolymer composite

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALAA M. RASHAD: "Behavior of Alka li-Activated Metakaolin Pastes Blended with Quartz Powder Exposed to Seawater Attack", 《JOURNAL OF MATERIALS IN CIVIL ENGINEERING》 *
QIAN WAN: "Geothermal clay-based geopolymer binders: Synthesis and microstructural", 《APPLIED CLAY SCIENCE》 *
白二雷: "《既有人防工程损伤评估理论与修复技术》", 31 August 2016, 西北工业大学出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nimwinya et al. A sustainable calcined water treatment sludge and rice husk ash geopolymer
Ding et al. Application of geopolymer paste for concrete repair
He et al. Synthesis and characterization of red mud and rice husk ash-based geopolymer composites
CN102180629B (zh) 以石煤提钒尾矿为主要原料的地聚合物及其制备方法
Kupaei et al. The effect of different parameters on the development of compressive strength of oil palm shell geopolymer concrete
Gómez-Casero et al. Physical, mechanical and thermal properties of metakaolin-fly ash geopolymers
AU2015276145A1 (en) Ultra-high performance concretes having a low cement content
Karrech et al. Sustainable geopolymer using lithium concentrate residues
CN106630700B (zh) 一种以粉煤灰和废玻璃为原料的无机胶凝材料及其制备方法
CN104230243A (zh) 一种免烧免蒸尾矿砖及其制备方法
CN110294611B (zh) 一种常温弱碱地聚物激发水泥土及其制备工艺
CN109942235A (zh) 常温养护高强高抗碳化性能的地聚物混凝土及其制备方法
Cizer et al. Carbonation and hydration of mortars with calcium hydroxide and calcium silicate binders
Manikandan et al. An artificial neural network based prediction of mechanical and durability characteristics of sustainable geopolymer composite
CN109704617A (zh) 一种建筑垃圾墙板抗裂改性剂及其制备方法
Uppalapati et al. Assessing the autogenous shrinkage of alkali-activated slag/fly ash mortar blends
Montes et al. Influence of activator solution formulation on fresh and hardened properties of low-calcium fly ash geopolymer concrete
KR20120044014A (ko) 고강도 지오폴리머 조성물 및 그 제조방법
Guo et al. Preparation and performance of geopolymers
Deraman et al. A review on processing and properties of bottom ash based geopolymer materials
Mehena et al. Strength and setting times of metakaolincement-based geopolymer pastes
Jiang et al. Development of non-autoclaved aerated concrete by alkali activated phosphorus slag
CN109437701A (zh) 一种抗腐蚀地聚物混凝土及其制备方法
Rambabu et al. Study on sugarcane bagasse ash as a partial replacement of cement in M60 Grade concrete exposed to acidic environment
KR20120078273A (ko) 나노슬래그와 알칼리 자극제를 포함하는 비소성 시멘트 모르타르 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190308

RJ01 Rejection of invention patent application after publication