CN109824312B - 一种提高海工钢筋混凝土抗氯离子侵蚀能力的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高海工钢筋混凝土抗氯离子侵蚀能力的制备方法，在预制模板内设有分隔装置；向分隔装置内部浇筑A型混凝土，并向上提起分隔装置，使A型混凝土部分从分隔装置内部流出；向预制模板内浇筑B型混凝土，同时向分隔装置内部浇筑A型混凝土，并继续向上提起分隔装置；当分隔装置完全脱离箍筋后，确保A型混凝土完全覆盖箍筋停止浇注；继续浇筑B型混凝土，直至充满整个混凝土预制模板；养护后，在海工钢筋混凝土外表面涂抹水泥基渗透结晶型防水涂料、反渗透膜和环氧树脂完成处理过程。能提高混凝土保护层的密实度，最大程度的阻隔氯离子进入，同时能在阻锈层混凝土加入限制剂对钢筋进行二次保护，提高钢筋混凝土的耐久性。
Description
技术领域
本发明涉及一种海工钢筋混凝土的制备方法，具体是一种提高海工钢筋混凝土抗氯离子侵蚀能力的制备方法。
背景技术
在影响钢筋混凝土结构耐久性的众多因素中，钢筋锈蚀引起的混凝土结构开裂被认为是钢筋混凝土结构耐久性失效的最主要原因之一。对于海工钢筋混凝土的结构开裂主要源于氯离子侵蚀。一般来说，混凝土内的钢筋表面由于高碱性混凝土孔溶液存在，使之处于稳定的钝化状态，当外界的氯离子渗入到混凝土中，使孔隙溶液的pH值下降，氯离子含量增多，导致钝化膜破坏而发生腐蚀。由于发生锈蚀后锈蚀产物的体积是原有体积的2～4倍，其体积膨胀行为受到周围混凝土的限制，在钢筋混凝土界面上产生压力，即钢筋锈胀力。随着钢筋锈蚀量的增加，逐渐增大的钢筋锈胀力将导致混凝土保护层受拉而开裂。锈胀裂缝首先在钢筋周边的混凝土内界面产生，由内而外逐渐扩展；当锈胀裂缝贯通混凝土保护层时，环境中的有害介质经锈胀裂缝直接侵入混凝土内部，接触到钢筋，钢筋锈蚀速度大大加快，进一步加剧混凝土锈胀裂缝的扩展，甚至导致混凝土保护层剥落，严重影响混凝土结构的耐久性。因此，如何提高混凝土保护层的密实度、抵抗氯离子对海工钢筋混凝土的侵蚀成为了亟待解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种提高海工钢筋混凝土抗氯离子侵蚀能力的制备方法，能提高混凝土保护层的密实度，最大程度的阻隔氯离子侵蚀源的进入，同时能在阻锈层混凝土加入限制剂对钢筋进行二次保护，提高钢筋混凝土的耐久性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提高海工钢筋混凝土抗氯离子侵蚀能力的制备方法，具体步骤为：
A、在海工钢筋混凝土预制模板内均匀设置多组箍筋，然后在每组箍筋的周围均设有分隔装置，分隔装置将每组箍筋分别包围，用于对海工钢筋混凝土的分层浇筑；
B、向分隔装置包围的内部浇筑A型混凝土，当A型混凝土的浇筑高度为相邻箍筋之间距离的2倍时停止，以0.1-0.2m/min的速度向上提起分隔装置，直至提起高度达到相邻箍筋之间距离时停止，使A型混凝土部分从分隔装置内部流出；
C、向分隔装置外侧的混凝土预制模板内浇筑B型混凝土，同时向分隔装置包围的内部浇筑A型混凝土，并继续向上提起分隔装置，使A型混凝土在分隔装置内部浇筑高度上升速度为分隔装置向上提起速度的90％～100％，且B型混凝土在混凝土预制模板内浇筑高度的上升速度为A型混凝土在分隔装置内部浇筑高度上升速度的85％～95％；
D、当分隔装置完全脱离箍筋后，确保A型混凝土完全覆盖箍筋的上端，停止浇注A型混凝土；此时继续浇筑B型混凝土，直至B型混凝土充满整个混凝土预制模板；
E、在混凝土预制模板内养护28天后，在海工钢筋混凝土外表面涂抹一层水泥基渗透结晶型防水涂料，然后黏贴一层反渗透膜，最后涂抹一层环氧树脂，完成一次防护处理过程；
F、对防护处理过程循环2～4次后，完成海工钢筋混凝土抗氯离子侵蚀的制备。
进一步，所述B型混凝土是由以下重量百分比的原料制成：水泥21.1％-22.5％、细骨料51.1％-51.9％、微胶囊A 2.1％-2.9％、纳米二氧化硅0.8％-1.0％、粉煤灰5.8％-6.1％、减水剂1.0％-1.1％、水8.1％-8.5％。
进一步，所述A型混凝土为采用现有C45混凝土的已知配比制成，并向其添加微胶囊A和微胶囊B；其中微胶囊A的质量为海工钢筋混凝土质量的2％～3％，微胶囊B的质量为海工钢筋混凝土质量的1％～2％。
进一步，所述微胶囊A的壁材为含有20％～30％氯化亚铜颗粒的聚合物，微胶囊A的芯材为氢氧化钙、镁铝水滑石两者的混合物；微胶囊B的壁材为含有35％～45％氯化亚铜颗粒的聚合物，微胶囊B的芯材为亚硝酸钙与氢氧化锂两者的混合物。
进一步，所述反渗透膜为复合膜，复合膜的基膜由聚丙烯和聚丙烯腈的一种或两种组成，复合膜的脱盐层由芳香聚酰胺、哌嗪酰胺的一种或两种组成。
进一步，所述分隔装置为四个分隔板围成的矩形体，四个分隔板将箍筋包围，每个分隔板朝向上均固定有分隔竖梁、且每个分隔竖梁均与箍筋外表面接触。
与现有技术相比，本发明将整个海工钢筋混凝土分成混凝土保护层和混凝土阻锈层，保护层由B型混凝土凝固而成，在保护层外侧多次涂抹水泥基渗透结晶型防水涂料、反渗透膜和环氧树脂，组成以反渗透膜为核心的防氯离子渗透体系，最大限度的阻隔氯离子接触保护层，由于采用的B型混凝土具有密实度高的优点，并且其含有微胶囊A，当氯离子渗透到保护层时，随着微胶囊A周围的氯离子浓度增加，含有氯化亚铜的微胶囊A外壁会溶解破裂，缓慢释放氯离子吸收剂(即氢氧化钙、镁铝水滑石)，通过氯离子吸收剂的化学反应作用对侵入的氯离子进行吸收，从而阻止氯离子向内部渗透。与箍筋直接接触的阻锈层，其采用A型混凝土制成，由于A型混凝土中含有微胶囊A和微胶囊B，当部分氯离子通过保护层进入阻锈层时，微胶囊A和微胶囊B的外壁由于均含有氯化亚铜，从而会发生溶解破裂，且由于微胶囊A和微胶囊B的外壁中氯化亚铜含量的不同，使得微胶囊A先破裂并释放氯离子吸收剂(即氢氧化钙、镁铝水滑石)，从而对阻锈层内的氯离子进行吸收，然后微胶囊B后破裂并释放阻锈剂(即亚硝酸钙与氢氧化锂)，对箍筋进行阻锈处理，最终有效的防止海工钢筋混凝土的钢筋由于氯离子侵蚀而发生锈胀。由于设置分隔装置，在制备过程中能先浇筑部分A型混凝土，然后提升分隔装置再将A型混凝土和B型混凝土按照一定速度浇筑，这样确保了两种不同类似的混凝土的均匀过渡，实现将A型混凝土和B型混凝土一体化融合，保证海工钢筋混凝土的质量。此外，对海工钢筋混凝土进行了分层设计，只有保护层采用高性能混凝土，能最大程度的节约成本，同时能最大程度的提高海工混凝土的耐久性及使用寿命。
附图说明
图1是本发明中分隔装置的结构示意图；
图2为本发明中分隔装置处于钢筋周围的俯视图。
图中：1、分隔板；2、分隔竖梁；3、箍筋外表面。
具体实施方式
下面将对本发明做进一步说明。
如图所示，本发明的具体步骤为：
A、在海工钢筋混凝土预制模板内均匀设置多组箍筋，然后在每组箍筋的周围均设有分隔装置，分隔装置将每组箍筋分别包围，用于对海工钢筋混凝土的分层浇筑；
B、向分隔装置包围的内部浇筑A型混凝土，当A型混凝土的浇筑高度为相邻箍筋之间距离的2倍时停止，以0.1-0.2m/min的速度向上提起分隔装置，直至提起高度达到相邻箍筋之间距离时停止，使A型混凝土部分从分隔装置内部流出；
C、向分隔装置外侧的混凝土预制模板内浇筑B型混凝土，同时向分隔装置包围的内部浇筑A型混凝土，并继续向上提起分隔装置，使A型混凝土在分隔装置内部浇筑高度上升速度为分隔装置向上提起速度的90％～100％，且B型混凝土在混凝土预制模板内浇筑高度的上升速度为A型混凝土在分隔装置内部浇筑高度上升速度的85％～95％；
D、当分隔装置完全脱离箍筋后，确保A型混凝土完全覆盖箍筋的上端，停止浇注A型混凝土；此时继续浇筑B型混凝土，直至B型混凝土充满整个混凝土预制模板；
E、在混凝土预制模板内养护28天后，在海工钢筋混凝土外表面涂抹一层水泥基渗透结晶型防水涂料，然后黏贴一层反渗透膜，最后涂抹一层环氧树脂，完成一次防护处理过程；水泥基渗透结晶型防水涂料和环氧树脂均为现有公知材料。
F、对防护处理过程循环2～4次后，完成海工钢筋混凝土抗氯离子侵蚀的制备。
进一步，所述B型混凝土是由以下重量百分比的原料制成：水泥21.1％-22.5％、细骨料51.1％-51.9％、微胶囊A 2.1％-2.9％、纳米二氧化硅0.8％-1.0％、粉煤灰5.8％-6.1％、减水剂1.0％-1.1％、水8.1％-8.5％。
进一步，所述A型混凝土为采用现有C45混凝土的已知配比制成，并向其添加微胶囊A和微胶囊B；其中微胶囊A的质量为海工钢筋混凝土质量的2％～3％，微胶囊B的质量为海工钢筋混凝土质量的1％～2％。
进一步，所述微胶囊A的壁材为含有20％～30％氯化亚铜颗粒的聚合物，微胶囊A的芯材为氢氧化钙、镁铝水滑石两者的混合物；微胶囊B的壁材为含有35％～45％氯化亚铜颗粒的聚合物，微胶囊B的芯材为亚硝酸钙与氢氧化锂两者的混合物。
进一步，所述反渗透膜为复合膜，复合膜的基膜由聚丙烯和聚丙烯腈的一种或两种组成，复合膜的脱盐层由芳香聚酰胺、哌嗪酰胺的一种或两种组成。
进一步，所述分隔装置为四个分隔板1围成的矩形体，四个分隔板1将箍筋包围，每个分隔板1朝向上均固定有分隔竖梁2、且每个分隔竖梁2均与箍筋外表面3接触。
Claims (4)
1.一种提高海工钢筋混凝土抗氯离子侵蚀能力的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
A、在海工钢筋混凝土预制模板内均匀设置多组箍筋，然后在每组箍筋的周围均设有分隔装置，分隔装置将每组箍筋分别包围，用于对海工钢筋混凝土的分层浇筑；
B、向分隔装置包围的内部浇筑A型混凝土，当A型混凝土的浇筑高度为相邻箍筋之间距离的2倍时停止，以0.1～0.2m/min的速度向上提起分隔装置，直至提起高度达到相邻箍筋之间距离时停止，使A型混凝土部分从分隔装置内部流出；
C、向分隔装置外侧的混凝土预制模板内浇筑B型混凝土，同时向分隔装置包围的内部浇筑A型混凝土，并继续向上提起分隔装置，使A型混凝土在分隔装置内部浇筑高度上升速度为分隔装置向上提起速度的90%～100%，且B型混凝土在混凝土预制模板内浇筑高度的上升速度为A型混凝土在分隔装置内部浇筑高度上升速度的85%～95%；
D、当分隔装置完全脱离箍筋后，确保A型混凝土完全覆盖箍筋的上端，停止浇注A型混凝土；此时继续浇筑B型混凝土，直至B型混凝土充满整个混凝土预制模板；所述A型混凝土含有微胶囊A和微胶囊B；所述B型混凝土含有微胶囊A，所述微胶囊A的壁材为含有20%～30%氯化亚铜颗粒的聚合物，微胶囊A的芯材为氢氧化钙、镁铝水滑石两者的混合物；微胶囊B的壁材为含有35%～45%氯化亚铜颗粒的聚合物，微胶囊B的芯材为亚硝酸钙与氢氧化锂两者的混合物；
E、在混凝土预制模板内养护28天后，在海工钢筋混凝土外表面涂抹一层水泥基渗透结晶型防水涂料，然后黏贴一层反渗透膜，最后涂抹一层环氧树脂，完成一次防护处理过程；
F、对防护处理过程循环2～4次后，完成海工钢筋混凝土抗氯离子侵蚀的制备。
2. 根据权利要求1 所述的一种提高海工钢筋混凝土抗氯离子侵蚀能力的制备方法，其特征在于，所述A型混凝土为采用现有C45混凝土的已知配比制成，并向其添加微胶囊A和微胶囊B；其中微胶囊A的质量为海工钢筋混凝土质量的2%～3%，微胶囊B的质量为海工钢筋混凝土质量的1%～2%。
3. 根据权利要求1 所述的一种提高海工钢筋混凝土抗氯离子侵蚀能力的制备方法，其特征在于，所述反渗透膜为复合膜，复合膜的基膜由聚丙烯和聚丙烯腈的一种或两种组成，复合膜的脱盐层由芳香聚酰胺、哌嗪酰胺的一种或两种组成。
4. 根据权利要求1 所述的一种提高海工钢筋混凝土抗氯离子侵蚀能力的制备方法，其特征在于，所述分隔装置为四个分隔板围成的矩形体，四个分隔板将箍筋包围，每个分隔板朝向上均固定有分隔竖梁、且每个分隔竖梁均与箍筋外表面接触。
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