CN1107817A - 三合剂配制高抗渗、抗蚀混凝土的方法 - Google Patents

三合剂配制高抗渗、抗蚀混凝土的方法 Download PDF

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Abstract

本发明从综合解决抗渗、抗蚀的同时提高混凝土 强度的角度入手，研究出一种能满足水工、海工建筑 所需的三合剂配制高抗渗、抗蚀混凝土的方法。它是 在防水混凝土的基础上按水泥100重量份为基准， 同时拌入下列外加剂：
β-萘磺酸盐甲醛缩合物0.3～1.0重量份，
松香酸钠0.05～0.15重量份，
粉煤灰5～40重量份。
本法配制的混凝土抗渗标号可提高到S30以 上，抗蚀能力优于用抗硫酸盐水泥配制的混凝土，与 基准混凝土相比抗压强度提高20％以上。

Description

本发明涉及混凝土生产技术，具体涉及一种高抗渗、抗蚀混凝土的配制方法。
普通防水混凝土的抗渗标号为S6。某些工程为了提高抗渗性，在防水混凝土的基础上加入减水剂或引气剂或粉煤灰或加其中两种复合剂，取得了一定效果。例如：在《混凝土》杂志1992年第5期，第37～48页，题为“金星系列早强外加剂性能的研究”一文中，公开了加入高效减水剂（减水剂成份未公开的技术），当塌落度5～7cm时，可使抗渗标号从基准混凝土的S10，提高到S12以上。仍然存在抗渗性不够高，而且没有涉及抗蚀性能问题。又如：在《混凝土》杂志1993年第2期，第26～31页，题为“保证抗渗防水混凝土施工质量措施”一文中，公开了加入松香酸钠作为引气剂的技术，可使抗渗压力由1.4MPa提高到2.2MPa，它不足之处是不但抗渗性不够高而且随着引气剂掺入，混凝土强度下降。还如在《混凝土》杂志1992年第1期，第41～45页，题为“粉煤灰与混凝土的耐久性”一文中，公布了中国水电科学院结构所试验结果，分别以0%、10%、20%、30%、40%粉煤灰代替水泥，透水系数比值相应为100%、65%、42.3%、58.5%、21.7%随着粉煤灰掺量的增加，透水系数降低，掺量40%时降低达78.3%，但它的混凝土强度会随粉煤灰掺量的增加而降低。综上所述方法，均分别出于某种特定需要，从某一侧面入手，在不同程度上相应地提高了混凝土的抗渗标号，但抗渗标号均难以超过S30，背景技术配制混凝土的质量，难以满足地下工程，尤其是海工建筑的需要。
本发明的目的在于克服背景技术存在的不足之处，从综合解决抗渗、抗蚀的同时还提高混凝土强度的角度入手，研究提出一种能满足海上采油平台、油罐、地下隧道等水工、海工建筑所需的高抗渗、抗蚀混凝土的配制方法，即提供在防水混凝土的基础上加入减水剂、引气剂和粉煤灰的最佳掺量。
本发明的目的可通过以下措施来达到：
一种高抗渗、抗蚀混凝土的配制方法，其特征在于：在防水混凝土的基础上，同时拌入以β-萘磺酸盐甲醛缩合物为减水剂、松香酸钠为引气剂和粉煤灰三种外加物;它们按水泥100重量份为基准的最佳掺量分别如下：
β-萘磺酸盐甲醛缩合物    0.3～1.0重量份，
松香酸钠    0.05～0.15重量份，
粉煤灰    5～40重量份。
发明人从满足抗渗、抗蚀要求的同时提高混凝土强度的角度出发，通过大量的实验和实验结果分析研究，综合各种因素，提出一条以理论为根据的提高混凝土质量的途径。
由于减水剂β-萘磺酸盐甲醛缩合物的减水作用，用水量减少，可以降低混凝土的总孔隙率，而对渗透性影响最大的是孔径250～1000A的毛细孔，所以要提高抗渗能力，不但要降低总孔隙率，而且还要改善孔的结构。要改善孔的结构，就要加入引气剂，以便减少开口孔，增加封闭孔。减水剂也有一定的引气作用，可产生密闭、稳定、均匀的微气泡，使毛细管变细小、曲析、分散，从而减少透水通道，但其引气效果不算最佳，还需要加入松香酸钠作引气剂，以增加含气量，改善孔的结构。具体地说能使250～1000A的孔减少，封闭孔增多，大量封闭、稳定、均匀的微小气泡，把毛细管切断，变得细小、分散，从而提高不透水性。然而含气量增加又会降低混凝土的强度，通常每增加1%含气量，28天龄期的抗压强度下降4～6%。采用粉煤灰既作为活性细集料，又作为填充集料，它大部分呈玻璃珠状，除有减水、填充作用外，还能吸收水泥的水化产物Ca（OH）2形成水化硅酸钙，使混凝土进一步致密化。另外，加入粉煤还可代替部分水泥并且降低水泥的水化热，大体积的混凝土工程也可使用。但是，如果粉煤灰量不适当增加，也会降低混凝土的强度。集提高混凝土抗渗、抗蚀和提高强度矛盾的统一，选择外加物的各组份及其最佳掺量的原则是：
减水剂的掺量根据集料对减水剂的吸附作用和集料用量而定，集料表面积大、用量多则吸附量大，减水剂掺量也就要大。引气剂的掺量与施工时的振动条件有关，振动剧烈的掺量应较大。粉煤灰的掺量随粉煤灰的性质、形态、细度而定，活性高的、玻璃珠多的、粒度细的一般可多掺一些。反之，则可少掺。
本发明与背景技术相比，具有如下优点：
1、采用本法配制的混凝土抗渗标号可提高到S30以上，以设计标号300＃无外加物的水工混凝土为基准（用代号JZ表示），与实施例1所配制的混凝土（代号GYH，以下同）作对比，塌落度3～5cm时，有关数据见表1：
表1
代号 JZ GYH
渗水高度 cm渗透系数  ×10-10cm/s透水压力  Kgf/cm2计算渗透标号实测渗透标号 13.841.06.966 1.10.2794.894＞31*
＊因设备限制测试部门只允许加压到31Kgf/cm2，计算抗渗标号则为S94。
2、采用本法实施例1配制的混凝土，在塌落度变化较大的情况下仍得到较好效果。与作基准的混凝土相比，当塌落度5～7cm时，渗透系数降低95.3%;当塌落度10～15cm时，渗透系数降低87.9%;当塌落度20.8cm时，渗透系数降低49.3%。
3、采用本法实施例1配制的混凝土抗蚀能力有显著提高。
（1）采用本法与普通水泥制得的砂浆对硫酸盐溶液的抗蚀系数K为1.25，而用抗硫酸盐水泥制得的砂浆对硫酸盐溶液的抗蚀系数K为1.16。说明前者优于后者。
（2）水泥净浆试验表明，用本法实施例1配制的净浆能大幅度地降低C1-离子的扩散系数，说明本法可提高混凝土的抗C1-离子的浸蚀能力，有利于钢筋的防锈，有关数据见表2。
表2
试样代号 JZ GYH
扩散系数  D×109cm/sD的相关系数D的相对值 15.600.9999100 3.420.977021.9
（3）用普通水泥配制的基准混凝土（JZ）、用本法实施例1配制的混凝土（GYH）、用抗硫酸盐水泥制得的混凝土（代号JS），在实验室条件下进行海水侵蚀对比试验，试验结果见表3。
表3
试样代号 JZ GYH JS
抗蚀系数K 半年 0.98 1.07 1.01
一年 0.87 0.98 0.90
海水侵蚀试验结果表明，用本法配制的混凝土抗海水性优于抗硫酸盐水泥配制的混凝土。
4、采用本法配制的混凝土与基准混凝土相比抗压强度提高20%以上。以混凝土28天龄期抗压强度试验结果为例，纯混凝土的抗压强度为33.8MPa，而采用本法配制的混凝土的抗压强度为41.6MPa，即抗压强度提高了23%。
5、使用多间电厂的粉煤灰作试验，含碳量10%以下，比表面3000cm2/g以上的均能取得较满意结果故材料来源丰富，并有利于环境保护。
实施例
按表4所列配比和用量投料，用常规操作方法混合，制得混凝土。它们的性能见表4。
表4
材料 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
配比（重量份） 用量Kg/m2 配比（重量份） 用量Kg/m2 配比（重量份） 用量Kg/m2 配比（重量份） 用量Kg/m2
水泥 100 337 100 371 100 355 100 371
河砂 224 755 204 757 212 753 204 757
碎石 383 1290 348 1290 385 1300 348 1290
水 44 148 42 156 45 160 43 160
β－萘磺酸盐甲醛缩合物 0.5 169 0.5 1.9 0.6 2.1 0.5 1.9
松香酸钠 0.1 0.34 0.1 0.4 0.12 0.43 0.1 0.4
粉煤灰 10 34 10 37 20 71 10 37
实施例1中采用的粉煤灰是黄埔电厂比表面积为5380cm2/g，实施例2、3产地同上，但比表面积为4300cm2/g，实施例4中采用沙角电厂B厂粉煤灰，比表面积为3520cm2/g。
以是各实施例所制备的混凝土性能见表5。
表5
         试样性能名称       实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
塌落度cm 5.3 4.0 5.9 5.5
28天抗压强度MPa 40.1 41.6 44.6 40.4
抗渗标号Kgf/cm2 ＞31 ＞31 ＞31 ＞31
抗海水侵蚀系数（一年） 0.96 0.96 0.95 0.98
表5表明，本发明综合解决高抗渗、抗蚀，而且提高混凝土强度的问题。

Claims (1)

1、一种高抗渗、抗蚀混凝土的配制方法，其特征在于：在防水混凝土的基础上，同时拌入以β-萘磺酸盐甲醛缩合物为减水剂、松香酸钠为引气剂和粉煤灰三种外加物；它们按水泥100重量份为基准的最佳掺量分别如下：
β-萘磺酸盐甲醛缩合物  0.3～1.0重量份，
松香酸钠               0.05～0.15重量份，
粉煤灰                 5～40重量份。
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