CN109851271A - 一种混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于建筑材料技术领域，提供一种混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂及制备方法，所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂包含的各组分以及各组分的质量份计如下：密实组分79.5‑90份；防腐组分10‑20份；增强组分0.3‑0.5份；其中所述密实组分为硅酸盐矿物，所述防腐组分为CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和MgO的混合物，所述增强组分为葡萄糖酸钠。防腐剂的三个组分协同作用，一方面可使混凝土体系更加密实，使侵蚀离子难以渗透到混凝土内部，另一方面改善浆体的微观结构，提高水泥混凝土的力学性能和耐久性，并进一步降低成本，提高经济效益和社会效益。

Description

一种混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂及制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂及制备方法。

背景技术

硫酸盐侵蚀破坏被认为是引起混凝土材料失效破坏的主要因素之一，同时硫酸盐侵蚀也是影响因素最复杂、危害性最大的一种环境水侵蚀。我国幅员辽阔，在青海、新疆、甘肃等地的内陆盐土壤地区及沿海一带的滨海盐土壤地区的土壤中都含有大量的硫酸盐强侵蚀性介质；西部地区的铁路、公路、水利工程中，也发现了地下水中含有硫酸盐；各类石油化工，钢铁冶金工厂排放的废水中也含有大量硫酸根离子。它们渗透到混凝土内部与水泥水化产物发生反应，使混凝土产生膨胀、开裂、剥落等现象，从而使混凝土的强度降低甚至丧失。

近年来，公路、海港以及机场等工程中都发现有硫酸盐侵蚀的问题，严重的导致混凝土结构物的破坏，使混凝土工程在没有达到其预期的设计使用寿命就过早发生破坏，造成严重的工程事故和巨大的经济效益损失。因此，混凝土硫酸盐侵蚀问题越来越受到广大科研工作者和技术人员的普遍重视。

目前国内对混凝土抗硫酸盐类侵蚀也采取了一定措施，主要有如下方案：

(1)使用抗硫酸盐水泥，但是对抗Cl-侵蚀能力较差，且掺量低、成本昂贵；

(2)加厚保护层，提高混凝土强度等级，可以延缓腐蚀，但工程造价过高；

(3)使用外涂技术，但是有一定的局限性，不能应用于灌注桩；

(4)掺入混凝土防腐剂，种类繁多，市场较乱，效果差，在技术方面未能真正解决问题。

因此目前未见一种成本低、抗硫酸盐类侵蚀效果好的技术方案。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂及制备方法，旨在解决现有有混凝土抗硫酸盐类侵蚀效果不理想、成本高的技术问题。

一方面，所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂包含的各组分以及各组分的质量份如下：

密实组分 79.5-90份；

防腐组分 10-20份；

增强组分 0.3-0.5份；

其中所述密实组分为硅酸盐矿物，所述防腐组分的化学成分为CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和MgO的混合物，所述增强组分为葡萄糖酸钠。

进一步的，所述防腐组分中的各化学成分以质量份计，含量如下：

进一步的，所述葡萄糖酸钠使用量为混凝土中胶凝材料质量的0.03-0.05％。

进一步的，所述硅酸盐矿物包含的各成分以及各化学成分的质量份如下：

另一方面，所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂制备方法，包括下述步骤：

按照所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂的配比准备密实组分、防腐组分和增强组分；

在干粉搅拌器中加入准备的所述密实组分、防腐组分和增强组分，调节干粉搅拌器的速度，先慢搅然后再快搅，使其搅拌均匀，得到所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂。

进一步的，搅拌过程中，先慢搅15分钟，然后快搅10分钟。

本发明的有益效果是：本发明提供的混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂包括密实组分、防腐组分和增强组分，公开了这三个组分的具体配比，将防腐剂添加到混凝土中后，这三个组分进行协同作用，一方面可使混凝土体系更加密实，使侵蚀离子难以渗透到混凝土内部，另一方面改善浆体的微观结构，提高水泥混凝土的力学性能和耐久性，并进一步降低成本，提高经济效益和社会效益。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂包含的各组分以及各组分的质量份如下：

密实组分 79.5-90份；

防腐组分 10-20份；

增强组分 0.3-0.5份；

其中所述密实组分为硅酸盐矿物，所述防腐组分为CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和MgO的混合物，所述增强组分为葡萄糖酸钠。

本发明中，所述硅酸盐矿物包含的各成分以及各化学成分的质量份如下：

所述防腐组分中的各化学成分以质量份计，含量如下：

所述葡萄糖酸钠使用量为混凝土中胶凝材料质量的0.03-0.05％。

制备时，按照所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂的配比准备密实组分、防腐组分和增强组分；在干粉搅拌器中加入准备的所述密实组分、防腐组分和增强组分，调节干粉搅拌器的速度，先慢搅15分钟然后再快搅10分钟，使其搅拌均匀，得到所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂。

在使用时，将混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂添加至硅酸盐类水泥砂浆或混凝土中，使用量为混凝土胶凝材料质量的10％，可用于受环境侵蚀的海港、水利、污水、地下、隧道、引水、道路、桥梁、工业和民用建筑等工程。

本防腐剂各组分之间协同作用，使混凝土体系更加密实，不仅对硫酸盐类的腐蚀性介质有较好的抗侵蚀效果，还能有效地减轻其它有腐蚀性的物质。防腐剂各组分机理如下：

密实组分：硅酸盐矿物组分主要起到分散作用，使混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂与胶凝材料具有较好地匀质性；

防腐组分：该组分不仅可以与水泥的水化产物Ca(OH)₂发生二次水化反应，生产胶凝物质，填充水泥石的孔隙，改善浆体的微观结构，进一步提高硬化体的力学性能和化学性能；还可以延长砼结构的使用寿命，特别是对硫酸盐环境或是氯盐环境的构造物效果明显；

增强组分：葡萄糖酸钠具有良好的分散性以及优良的缓凝效果，在体系中加入一定量的葡萄糖酸钠不仅能够使防腐剂的组分进行良好的分散，还能够通过适当延长凝结时间从而增强防腐剂的作用效果。

三种机制共同作用，提高了混凝土抗渗耐腐蚀性能。本防腐剂各组分选料比较简单，增加的成本可以忽略不计，在使用过程中不会对混凝土的实际使用性能造成影响，并且能够有效阻挡混凝土被硫酸盐侵蚀，使用效果非常好。为了说明本发明防腐剂的使用效果，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

将抗硫酸盐类侵蚀防腐剂加入到混凝土中，防腐剂中密实组分79.5份，防腐组分20份，增强组分0.5份，使用量为混凝土胶凝材料质量的10％。

密实组分中(质量份计)：

防腐组分中(质量份计)：

增强组分的葡萄糖酸钠使用量为混凝土中胶凝材料质量的0.05％。

实施例二：

将抗硫酸盐类侵蚀防腐剂加入到混凝土中，防腐剂中密实组分79.6份，防腐组分20份，增强组分0.4份，使用量为混凝土胶凝材料质量的10％。

密实组分中(质量份计)：

防腐组分中(质量份计)：

增强组分的葡萄糖酸钠使用量为混凝土中胶凝材料质量的0.04％。

实施例三：

将抗硫酸盐类侵蚀防腐剂加入到混凝土中，防腐剂中密实组分79.7份，防腐组分20份，增强组分0.3份，使用量为混凝土胶凝材料质量的10％。

密实组分中(质量份计)：

防腐组分中(质量份计)：

增强组分的葡萄糖酸钠使用量为混凝土中胶凝材料质量的0.03％。

实施例四：

将抗硫酸盐类侵蚀防腐剂加入到混凝土中，防腐剂中密实组分89.5份，防腐组分10份，增强组分0.5份，使用量为混凝土胶凝材料质量的10％。

密实组分中(质量份计)：

防腐组分中(质量份计)：

增强组分的葡萄糖酸钠使用量为混凝土中胶凝材料质量的0.05％。

将上述四个实施例得到的混凝土进行了性能上的检验，其具体的性能指标如下表1所示：

表1

根据上述检测结果可知，四个实施例检测的抗侵蚀性都达到技术指标要求。同时其他的物理性能指标以及化学成分指标同样都达到指标要求，均为具有很好抗侵蚀性的合格产品。

对于检测各组制备的混凝土试样的抗压强度检测结果见下表2所示：

表2

四组实施例的抗压强度比均大于100％，因此添加本实施例防腐剂之后，也不会影响混凝土的抗压强度，而且还有一定提升。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂，其特征在于，所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂包含的各组分以及各组分的质量份计如下：

密实组分 79.5-90份；

防腐组分 10-20份；

增强组分 0.3-0.5份；

其中所述密实组分为硅酸盐矿物，所述防腐组分的化学成分为CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和MgO的混合物，所述增强组分为葡萄糖酸钠。

2.如权利要求1所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂，其特征在于，所述防腐组分中的各化学成分以质量份计如下：

3.如权利要求1所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂，其特征在于，所述葡萄糖酸钠使用量为混凝土中胶凝材料质量的0.03-0.05％。

4.如权利要求1所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂，其特征在于，所述硅酸盐矿物中的各化学成分以质量份计如下：

5.一种混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下述步骤：

按照如权利要求1-5任一项所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂的配比准备密实组分、防腐组分和增强组分；

在干粉搅拌器中加入准备的所述密实组分、防腐组分和增强组分，调节干粉搅拌器的速度，先慢搅然后再快搅，使其搅拌均匀，得到所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂。

6.如权利要求5所述混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂制备方法，其特征在于，搅拌过程中，先慢搅15分钟，然后快搅10分钟。