CN109437807A - 一种耐盐酸混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐盐酸混凝土，属于建筑材料技术领域。按重量份数计，依次称取：50～60份水玻璃，28～15份混合固化剂，60～100份掺合料，20～60份粗骨料，5～12份粉煤灰，15～24份添加剂和10～18份改性二氧化硅，将水玻璃与掺合料混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入粗骨料，粉煤灰，添加剂，改性二氧化硅和混合固化剂，于温度为30～40℃，转速为300～320r/min的条件下，搅拌混合20～30min后，得耐盐酸混凝土。本发明所得耐盐酸混凝土具有优异的抗开裂性能和耐盐酸性能。
Description
技术领域
本发明公开了一种耐盐酸混凝土，属于建筑材料技术领域。
背景技术
随着混凝土在工程界的广泛应用，人们对其性能以及施工工艺的要求也日益提高。泵送混凝土已经成为混凝土施工的重要手段。为了确保泵送混凝土的流动性，增加其拌合用水量已经成为主要措施之一，由此引起的混凝土开裂渗透问题也会日趋严重。
混凝土的腐蚀多数为酸性介质腐蚀。在酸性介质作用下具有抗腐蚀能力的混凝土，叫耐酸混凝土。耐酸混凝土广泛用于化学工业的防酸槽、电镀槽等。耐酸混凝土可以制成任何形状，混凝土在凝结前，可以按照模板的形状做成任何结构。微小的装饰花纹，几十万立方米的构筑物，都能单个预制，或连续不断地整体浇筑。制作简单，施工方便。能适应各种用途，既可以按照需要配制成各种强度的混凝土，还可以按照其使用性能在配料上、工艺上采取措施制成特定用途的混凝土。具有耐火、耐酸、耐油、防辐射等特点，用途广泛。
现有技术中，许多地下工程，尤其是大体积混凝土工程，混凝土裂缝较为普遍，为防止混凝土出现裂缝，目前一般采取掺加膨胀剂和聚炳烯纤维技术手段达到效果，但掺加上述材料增加混凝土成本，并且需辅以人工添加，加大了劳动强度和环境污染，如果采用自动化工艺，又因该中混凝土和其他相比所占比例低，造成增加设备投资和设备闲置的问题，而且掺加膨胀剂后对工程的养护要求也相当高，一旦养护不到位反而会增加产生裂缝的机率，增加了施工成本，混凝土易受外界环境的影响而导致混凝土微裂缝扩展，有害物质侵入造成混凝土劣化，降低混凝土耐久性。目前传统的耐盐酸混凝土还存在抗开裂性能不佳的问题，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：针对传统耐盐酸混凝土抗开裂性能不佳，耐盐酸性能无法进一步提高的问题，提供了一种耐盐酸混凝土。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种耐盐酸混凝土，是由以下重量份数的原料组成：50～60份水玻璃，28～15份混合固化剂，60～100份掺合料，20～60份粗骨料，所述耐盐酸混凝土混凝土还包括：水玻璃质量0.1～0.2倍的粉煤灰，水玻璃质量0.3～0.4倍的添加剂和水玻璃质量0.2～0.3倍的改性二氧化硅；
所述添加剂的制备方法为：
将海藻酸钠与水按质量比1：50～1：80混合，并加入海藻酸钠质量1.3～1.6倍的致孔剂，搅拌混合后，得海藻酸钠混合液，将海藻酸钠混合液与氯化钙溶液按质量比1：2～1：3混合，搅拌反应后，静置，过滤，洗涤，干燥，得预处理添加剂坯料，将预处理添加剂坯料与水按质量比1：10～1：12混合，并调节pH至7.4～8.0，过滤，干燥，得添加剂坯料，将添加剂坯料与环氧大豆油按质量比1：5～1：8混合，过滤，得添加剂；
所述改性二氧化硅的制备方法为：
将十六烷基三甲基溴化铵与水按质量比1：20～1：25混合，并加入十六烷基三甲基溴化铵质量2～3倍的氢氧化钠，搅拌混合后，得混合液，将混合液与正硅酸乙酯按质量比3：1～6：1混合，搅拌反应后，离心沉淀，得介孔二氧化硅坯料，将介孔二氧化硅坯料煅烧，得介孔二氧化硅，将介孔二氧化硅与水按质量比1：20～1：30混合，并加入介孔二氧化硅质量2～4倍的硅烷偶联剂KH-550，调节pH至4.0～4.5后，搅拌反应，过滤，洗涤，干燥，得改性二氧化硅。
所述水玻璃为模数为2.6～2.8的水玻璃。
所述混合固化剂为将氟硅酸钠和氧化锌按质量比3：1～4：1混合，得混合固化剂。
所述掺合料为石英粉或铸石粉中任意一种。
所述粗骨料为目数为20～100目的石英岩，目数为20～60目的玄武岩，目数为20～80目的花岗岩中的任意一种或两种的混合物。
所述致孔剂为聚乙二醇200，聚乙二醇400，氯化钠中任意一种或两种的化合物。
所述煅烧温度为450～550℃。
本发明的有益效果是：
本发明在制备耐盐酸混凝土时加入添加剂和改性二氧化硅，首先，添加剂中含有多孔海藻酸钙微球，且微球具有pH敏感性，在加入产品中后，随着产品中水玻璃在固化剂的作用下固化，可在体系内部产生碳酸钠，使体系的pH升高，从而使多孔海藻酸钙微球微球发生膨胀，并使产品内部密度提高，进而使产品的耐盐酸腐蚀性能提高，其次，在添加剂中多孔海藻酸钙微球发生膨胀后，多孔海藻酸钙微球内部吸附的环氧大豆油暴露于产品中，在盐酸酸性条件的作用下，水玻璃在固化时产生的锌酸根离子可转变为氯化锌，从而促使环氧大豆油的开环，并使开环后的环氧大豆油与改性二氧化硅发生交联反应，进而使产品的耐盐酸腐蚀性能进一步提高，抗开裂性能提高，再者，加入的改性二氧化硅基体为介孔二氧化硅微球，在水玻璃固化产生二氧化硅时，形成的二氧化硅优先吸附于介孔二氧化硅周围，从而在环氧大豆油与改性二氧化硅形成交联网络后，形成的二氧化硅可包覆于交联网络表面，从而使产品的内聚强度提高，抗开裂性能提高，并进一步提高产品的耐盐酸腐蚀性能。
具体实施方式
将海藻酸钠与水按质量比1：50～1：80混合于烧杯中，并向烧杯中加入海藻酸钠质量1.3～1.6倍的致孔剂，于温度为30～45℃，转速为250～350r/min的条件下，搅拌混合30～60min后，得海藻酸钠混合液，将海藻酸钠混合液与质量分数为4～8%的氯化钙溶液按质量比1：2～1：3混合，控制海藻酸钠混合液的加入速率为2～5mL/min，并于温度为60～65℃，转速为260～340r/min的条件下，搅拌反应60～80min后，再于室温条件下静置30～50min，过滤，得滤饼，将滤饼用苯洗涤5～8次后，再用去离子水洗涤8～12次，将洗涤后的滤饼于温度为50～55℃的条件下干燥3～4天后，得预处理添加剂坯料，将预处理添加剂坯料与水按质量比1：10～1：12混合，并用质量分数为5～10%的氨水调节将预处理添加剂坯料与水混合物的pH至7.4～8.0后，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为50～60℃的条件下干燥1～2h后，得添加剂坯料，将添加剂坯料与环氧大豆油按质量比1：5～1：8混合，于温度为30～35℃，转速为200～320r/min的条件下，搅拌混合30～60min后，过滤，得添加剂；将十六烷基三甲基溴化铵与水按质量比1：20～1：25混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入十六烷基三甲基溴化铵质量2～3倍的氢氧化钠，于温度为30～45℃，转速为300～320r/min的条件下，搅拌混合30～60min后，得混合液，将混合液与正硅酸乙酯按质量比3：1～6：1混合，于温度为45～55℃，转速为200～320r/min的条件下，搅拌反应2～5h后，并于转速为2000～3000r/min的条件下离心沉淀15～20min，得介孔二氧化硅坯料，将介孔二氧化硅坯料煅烧1～2h后，得介孔二氧化硅，将介孔二氧化硅与水按质量比1：20～1：30混合于三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入介孔二氧化硅质量2～4倍的硅烷偶联剂KH-550，并用质量分数为10～15%的盐酸调节三口烧瓶内物料的pH至4.0～4.5后，于温度为60～80℃，转速为260～380r/min的条件下，搅拌反应2～3h后，过滤，得改性二氧化硅坯料，将改性二氧化硅坯料用无水乙醇洗涤5～8次后，并于温度为60～80℃的条件下干燥1～2h，得改性二氧化硅；按重量份数计，依次称取：50～60份水玻璃，28～15份混合固化剂，60～100份掺合料，20～60份粗骨料，5～12份粉煤灰，15～24份添加剂和10～18份改性二氧化硅，将水玻璃与掺合料混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入粗骨料，粉煤灰，添加剂，改性二氧化硅和混合固化剂，于温度为30～40℃，转速为300～320r/min的条件下，搅拌混合20～30min后，得耐盐酸混凝土。所述水玻璃为模数为2.6～2.8的水玻璃。所述混合固化剂为将氟硅酸钠和氧化锌按质量比3：1～4：1混合，得混合固化剂。所述掺合料为石英粉或铸石粉中任意一种。所述粗骨料为目数为20～100目的石英岩，目数为20～60目的玄武岩，目数为20～80目的花岗岩中的任意一种或两种的混合物。所述致孔剂为聚乙二醇200，聚乙二醇400，氯化钠中任意一种或两种的化合物。所述煅烧温度为450～550℃。
实例1
将海藻酸钠与水按质量比1：80混合于烧杯中，并向烧杯中加入海藻酸钠质量1.6倍的致孔剂，于温度为45℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合60min后，得海藻酸钠混合液，将海藻酸钠混合液与质量分数为8%的氯化钙溶液按质量比1：3混合，控制海藻酸钠混合液的加入速率为5mL/min，并于温度为65℃，转速为340r/min的条件下，搅拌反应80min后，再于室温条件下静置50min，过滤，得滤饼，将滤饼用苯洗涤8次后，再用去离子水洗涤12次，将洗涤后的滤饼于温度为55℃的条件下干燥4天后，得预处理添加剂坯料，将预处理添加剂坯料与水按质量比1：12混合，并用质量分数为10%的氨水调节将预处理添加剂坯料与水混合物的pH至8.0后，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为60℃的条件下干燥2h后，得添加剂坯料，将添加剂坯料与环氧大豆油按质量比1：8混合，于温度为35℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合60min后，过滤，得添加剂；将十六烷基三甲基溴化铵与水按质量比1：25混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入十六烷基三甲基溴化铵质量3倍的氢氧化钠，于温度为45℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合60min后，得混合液，将混合液与正硅酸乙酯按质量比6：1混合，于温度为55℃，转速为320r/min的条件下，搅拌反应5h后，并于转速为3000r/min的条件下离心沉淀20min，得介孔二氧化硅坯料，将介孔二氧化硅坯料煅烧2h后，得介孔二氧化硅，将介孔二氧化硅与水按质量比1：30混合于三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入介孔二氧化硅质量4倍的硅烷偶联剂KH-550，并用质量分数为15%的盐酸调节三口烧瓶内物料的pH至4.5后，于温度为80℃，转速为380r/min的条件下，搅拌反应3h后，过滤，得改性二氧化硅坯料，将改性二氧化硅坯料用无水乙醇洗涤8次后，并于温度为80℃的条件下干燥2h，得改性二氧化硅；按重量份数计，依次称取：60份水玻璃，15份混合固化剂，100份掺合料，60份粗骨料，12份粉煤灰，24份添加剂和18份改性二氧化硅，将水玻璃与掺合料混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入粗骨料，粉煤灰，添加剂，改性二氧化硅和混合固化剂，于温度为40℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合30min后，得耐盐酸混凝土。所述水玻璃为模数为2.8的水玻璃。所述混合固化剂为将氟硅酸钠和氧化锌按质量比4：1混合，得混合固化剂。所述掺合料为石英粉。所述粗骨料为目数为100目的石英岩。所述致孔剂为聚乙二醇200。所述煅烧温度为550℃。
实例2
将海藻酸钠与水按质量比1：80混合于烧杯中，并向烧杯中加入海藻酸钠质量1.6倍的致孔剂，于温度为45℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合60min后，得海藻酸钠混合液，将海藻酸钠混合液与质量分数为8%的氯化钙溶液按质量比1：3混合，控制海藻酸钠混合液的加入速率为5mL/min，并于温度为65℃，转速为340r/min的条件下，搅拌反应80min后，再于室温条件下静置50min，过滤，得滤饼，将滤饼用苯洗涤8次后，再用去离子水洗涤12次，将洗涤后的滤饼于温度为55℃的条件下干燥4天后，得预处理添加剂坯料，将预处理添加剂坯料与水按质量比1：12混合，并用质量分数为10%的氨水调节将预处理添加剂坯料与水混合物的pH至8.0后，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为60℃的条件下干燥2h后，得添加剂坯料，将添加剂坯料与环氧大豆油按质量比1：8混合，于温度为35℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合60min后，过滤，得添加剂；将十六烷基三甲基溴化铵与水按质量比1：25混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入十六烷基三甲基溴化铵质量3倍的氢氧化钠，于温度为45℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合60min后，得混合液，将混合液与正硅酸乙酯按质量比6：1混合，于温度为55℃，转速为320r/min的条件下，搅拌反应5h后，并于转速为3000r/min的条件下离心沉淀20min，得介孔二氧化硅坯料，将介孔二氧化硅坯料煅烧2h后，得介孔二氧化硅，将介孔二氧化硅与水按质量比1：30混合于三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入介孔二氧化硅质量4倍的硅烷偶联剂KH-550，并用质量分数为15%的盐酸调节三口烧瓶内物料的pH至4.5后，于温度为80℃，转速为380r/min的条件下，搅拌反应3h后，过滤，得改性二氧化硅坯料，将改性二氧化硅坯料用无水乙醇洗涤8次后，并于温度为80℃的条件下干燥2h，得改性二氧化硅；按重量份数计，依次称取：60份水玻璃，15份混合固化剂，100份掺合料，60份粗骨料，24份添加剂和18份改性二氧化硅，将水玻璃与掺合料混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入粗骨料，添加剂，改性二氧化硅和混合固化剂，于温度为40℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合30min后，得耐盐酸混凝土。所述水玻璃为模数为2.8的水玻璃。所述混合固化剂为将氟硅酸钠和氧化锌按质量比4：1混合，得混合固化剂。所述掺合料为石英粉。所述粗骨料为目数为100目的石英岩。所述致孔剂为聚乙二醇200。所述煅烧温度为550℃。
实例3
将十六烷基三甲基溴化铵与水按质量比1：25混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入十六烷基三甲基溴化铵质量3倍的氢氧化钠，于温度为45℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合60min后，得混合液，将混合液与正硅酸乙酯按质量比6：1混合，于温度为55℃，转速为320r/min的条件下，搅拌反应5h后，并于转速为3000r/min的条件下离心沉淀20min，得介孔二氧化硅坯料，将介孔二氧化硅坯料煅烧2h后，得介孔二氧化硅，将介孔二氧化硅与水按质量比1：30混合于三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入介孔二氧化硅质量4倍的硅烷偶联剂KH-550，并用质量分数为15%的盐酸调节三口烧瓶内物料的pH至4.5后，于温度为80℃，转速为380r/min的条件下，搅拌反应3h后，过滤，得改性二氧化硅坯料，将改性二氧化硅坯料用无水乙醇洗涤8次后，并于温度为80℃的条件下干燥2h，得改性二氧化硅；按重量份数计，依次称取：60份水玻璃，15份混合固化剂，100份掺合料，60份粗骨料，12份粉煤灰和18份改性二氧化硅，将水玻璃与掺合料混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入粗骨料，粉煤灰，改性二氧化硅和混合固化剂，于温度为40℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合30min后，得耐盐酸混凝土。所述水玻璃为模数为2.8的水玻璃。所述混合固化剂为将氟硅酸钠和氧化锌按质量比4：1混合，得混合固化剂。所述掺合料为石英粉。所述粗骨料为目数为100目的石英岩。所述致孔剂为聚乙二醇200。所述煅烧温度为550℃。
实例4
将海藻酸钠与水按质量比1：80混合于烧杯中，并向烧杯中加入海藻酸钠质量1.6倍的致孔剂，于温度为45℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合60min后，得海藻酸钠混合液，将海藻酸钠混合液与质量分数为8%的氯化钙溶液按质量比1：3混合，控制海藻酸钠混合液的加入速率为5mL/min，并于温度为65℃，转速为340r/min的条件下，搅拌反应80min后，再于室温条件下静置50min，过滤，得滤饼，将滤饼用苯洗涤8次后，再用去离子水洗涤12次，将洗涤后的滤饼于温度为55℃的条件下干燥4天后，得预处理添加剂坯料，将预处理添加剂坯料与水按质量比1：12混合，并用质量分数为10%的氨水调节将预处理添加剂坯料与水混合物的pH至8.0后，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为60℃的条件下干燥2h后，得添加剂坯料，将添加剂坯料与环氧大豆油按质量比1：8混合，于温度为35℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合60min后，过滤，得添加剂；将十六烷基三甲基溴化铵与水按质量比1：25混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入十六烷基三甲基溴化铵质量3倍的氢氧化钠，于温度为45℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合60min后，得混合液，将混合液与正硅酸乙酯按质量比6：1混合，于温度为55℃，转速为320r/min的条件下，搅拌反应5h后，并于转速为3000r/min的条件下离心沉淀20min，得介孔二氧化硅坯料，将介孔二氧化硅坯料煅烧2h后，得介孔二氧化硅，按重量份数计，依次称取：60份水玻璃，15份混合固化剂，100份掺合料，60份粗骨料，12份粉煤灰，24份添加剂和18份介孔二氧化硅，将水玻璃与掺合料混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入粗骨料，粉煤灰，添加剂，介孔二氧化硅和混合固化剂，于温度为40℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合30min后，得耐盐酸混凝土。所述水玻璃为模数为2.8的水玻璃。所述混合固化剂为将氟硅酸钠和氧化锌按质量比4：1混合，得混合固化剂。所述掺合料为石英粉。所述粗骨料为目数为100目的石英岩。所述致孔剂为聚乙二醇200。所述煅烧温度为550℃。
对比例：无锡某工程有限公司生产的混凝土。
将实例1至4所得耐盐酸混凝土和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
对上述混凝土进行早期抗裂性能试验，检测其单位开裂面积；将上述混凝土制成10cm×10cm×10cm的试件，浸泡在质量分数为5%的盐酸溶液中，浸泡7天，检测其失重率。
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 |
| 开裂面积/nm<sup>2</sup>/m<sup>2</sup> | 0 | 98 | 118 | 65 | 186 |
| 失重率/% | 1.8 | 5.3 | 4.8 | 5.6 | 10.2 |
由表1检测结果可知，本发明所得耐盐酸混凝土具有优异的抗开裂性能和耐盐酸性能。
Claims (7)
1.一种耐盐酸混凝土，是由以下重量份数的原料组成：50～60份水玻璃，28～15份混合固化剂，60～100份掺合料，20～60份粗骨料，其特征在于，所述耐盐酸混凝土混凝土还包括：水玻璃质量0.1～0.2倍的粉煤灰，水玻璃质量0.3～0.4倍的添加剂和水玻璃质量0.2～0.3倍的改性二氧化硅；
所述添加剂的制备方法为：
将海藻酸钠与水按质量比1：50～1：80混合，并加入海藻酸钠质量1.3～1.6倍的致孔剂，搅拌混合后，得海藻酸钠混合液，将海藻酸钠混合液与氯化钙溶液按质量比1：2～1：3混合，搅拌反应后，静置，过滤，洗涤，干燥，得预处理添加剂坯料，将预处理添加剂坯料与水按质量比1：10～1：12混合，并调节pH至7.4～8.0，过滤，干燥，得添加剂坯料，将添加剂坯料与环氧大豆油按质量比1：5～1：8混合，过滤，得添加剂；
所述改性二氧化硅的制备方法为：
将十六烷基三甲基溴化铵与水按质量比1：20～1：25混合，并加入十六烷基三甲基溴化铵质量2～3倍的氢氧化钠，搅拌混合后，得混合液，将混合液与正硅酸乙酯按质量比3：1～6：1混合，搅拌反应后，离心沉淀，得介孔二氧化硅坯料，将介孔二氧化硅坯料煅烧，得介孔二氧化硅，将介孔二氧化硅与水按质量比1：20～1：30混合，并加入介孔二氧化硅质量2～4倍的硅烷偶联剂KH-550，调节pH至4.0～4.5后，搅拌反应，过滤，洗涤，干燥，得改性二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的一种耐盐酸混凝土，其特征在于：所述水玻璃为模数为2.6～2.8的水玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种耐盐酸混凝土，其特征在于：所述混合固化剂为将氟硅酸钠和氧化锌按质量比3：1～4：1混合，得混合固化剂。
4.根据权利要求1所述的一种耐盐酸混凝土，其特征在于：所述掺合料为石英粉或铸石粉中任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐盐酸混凝土，其特征在于：所述粗骨料为目数为20～100目的石英岩，目数为20～60目的玄武岩，目数为20～80目的花岗岩中的任意一种或两种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种耐盐酸混凝土，其特征在于：所述致孔剂为聚乙二醇200，聚乙二醇400，氯化钠中任意一种或两种的化合物。
7.根据权利要求1所述的一种耐盐酸混凝土，其特征在于：所述煅烧温度为450～550℃。
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|---|---|---|---|---|
| CN113998998A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-02-01 | 福建省德化弘展艺品有限公司 | 一种耐火陶瓷的快速凝固成型工艺 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106396511A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-15 | 蚌埠市淮上区昊天新型建材厂 | 一种质轻高硬度粉煤灰砖 |
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- 2018-10-29 CN CN201811266050.9A patent/CN109437807A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN106396511A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-15 | 蚌埠市淮上区昊天新型建材厂 | 一种质轻高硬度粉煤灰砖 |
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