CN110981301B - 一种防腐阻锈混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防腐阻锈混凝土及其制备方法。防腐阻锈混凝土包括以下重量份的组分：水泥270‑290份、矿粉60‑70份、粉煤灰70‑90份、砂子673‑727份、石子950‑970份、水111‑165份、外加剂30‑40份；外加剂包括泵送剂和防腐阻锈剂；防腐阻锈剂包括以下重量份的组分：5‑9份改性环氧树脂、1‑5份GWZB820型增强剂、1.5‑3.5份桐油酸、2.3‑3.1份2BaO·SiO2、3.2‑4.8份聚合磷酸铝、2.6‑3.4份水玻璃、1.5‑3.5份钼酸钠、1.8‑2.6份双癸基二甲基氯化铵。本发明的防腐阻锈混凝土具有防腐、阻锈效果好，耐久性优异，且保温、隔热性强的优点。

Description

一种防腐阻锈混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土制备技术领域，更具体地说，它涉及一种防腐阻锈混凝土及其制备方法。
背景技术
沿海城市的近海地带一直都是城市的黄金地段，在青岛地区沿海岸线建设的高层、超高层建筑越来越多，青岛临海地区既有地质条件好的沿海地基，又有杂填土、充填土等软弱地基，与强风化基岩面接触的大多为碎石、角砾层或中、粗砂等富含水且透水性强的土层，这就形成了青岛市地区地质的不均匀性和复杂性，在临海地区，由于海水影响，地质不均匀性和复杂性更加明显，临海的地下混凝土结构遭受的破坏具有极大的隐蔽性，长期深埋于地下不易被发觉和修复，而因此造成的安全隐患危害性极大。
对内陆盐碱地区、滨海地区混凝土建筑物耐久性的影响因素中，其中最主要的因素之一是氯盐、硫酸盐侵蚀。氯盐、硫酸盐侵蚀会导致钢筋混凝土结构膨胀开裂、钢筋锈蚀等，从而引起钢筋混凝土结构性能退化乃至失效破坏，严重影响建筑物的耐久性能，降低建筑物的使用寿命。
国内外专家提出提高混凝土结构防腐能力的种种措施，其中在混凝土中添加阻锈剂就是一种经济实用、施工简便的有效措施，现有技术中，申请号为201410634655.4的中国发明专利文件中公开了一种复合型混凝土防腐阻锈剂，它包括如下重量份的组分：聚羧酸减水剂15-30份；十二烷基磺酸钠3-12份；N-二甲基乙醇胺15.7-20.6份；钼酸钠1-5份；水50-60份。
现有的种植防腐阻锈剂能够提高混凝土的抗氯离子渗透性能，能够显著缓解氯离子对钢筋钝化膜的破坏，具有显著的阻锈效果，通过一定的物理手段阻止硫酸根离子进入混凝土，但该组成配比无法吸收进入混凝土的硫酸根离子，防腐作用有限。
因此，研制一种具有高效耐腐蚀和阻锈性能的混凝土是需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种防腐阻锈混凝土，其具有耐腐蚀性和阻锈性好，耐久性优异的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种防腐阻锈混凝土的制备方法，其具有工艺简单，易于操作的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种防腐阻锈混凝土，包括以下重量份的组分：水泥270-290份、矿粉60-70份、粉煤灰70-90份、砂子673-727份、石子950-970份、水111-165份、外加剂30-40份；
所述外加剂包括质量比为(1-1.5):(2-2.5)的泵送剂和防腐阻锈剂；
所述防腐阻锈剂包括以下重量份的组分：5-9份改性环氧树脂、1-5份GWZB820型增强剂、1.5-3.5份桐油酸、2.3-3.1份2BaO·SiO2、3.2-4.8份聚合磷酸铝、2.6-3.4份水玻璃、1.5-3.5份钼酸钠、1.8-2.6份双癸基二甲基氯化铵。
通过采用上述技术方案，由于采用泵送剂和防腐阻锈剂混合作为外加剂掺入混凝土中，泵送剂能防止混凝土早期失水，出现干缩裂纹，且能显著提高混凝土的和易性和粘聚性，减少混凝土与输送管道的摩擦力，降低坍落度损失，使用改性环氧树脂作为防腐阻锈剂的主要材料，能增强防腐阻锈剂对钢筋的吸附力，使防腐阻锈剂在钢筋表面形成一层疏水膜，从而抵抗硫酸盐和氯离子等侵蚀性离子的腐蚀，缩合磷酸铝和水玻璃二者配合，可对硬化后的混凝土进行表面处理，能封闭混凝土结构的毛细孔道，由水玻璃析出且填充于毛细孔道内的硅酸颗粒与水泥的水化产物氢氧化钙反应生成更有利于提高抗渗耐久性的C-S-H凝胶，聚合磷酸铝中氧化铝能与氢氧化钙反应生成水化铝酸钙，起到提高表面致密度和硬度的作用，聚合磷酸铝还能固化水玻璃析出的钠离子，提高混凝土表层的耐水性，因此聚合磷酸铝与水玻璃协同作用，能增强混凝土硬化后的抗渗性、抗压强度和防腐阻锈性；同时掺入的桐油酸具有防水、耐酸碱、防腐防锈的作用，能延缓2BaO·SiO2的水化速度，避免石膏与Ba0反应，影响水泥的正常凝结，Ba0与渗入混凝土中的硫酸根离子反应，生成几乎不可溶的混合物-硫酸钡，使水泥结构更加致密，同时也避免了生成钙矾石的反应，从而提升混凝土的抗硫酸盐腐蚀的能力，钼酸钠具有缓蚀作用，能与改性环氧树脂配合在钢筋表面形成具有一定耐腐蚀性能的钝化膜，从而抑制钢筋的腐蚀，钼酸钠与双癸基二甲基氯化铵协同作用，双癸基二甲基氯化铵能提升钼酸钠在钢筋表面的吸附膜表面覆盖厚度，提升吸附膜的稳定性，是保护膜层面积增大，并提升混凝土的密实度，减少腐蚀介质的渗透，对钢筋起到双重保护。
进一步地，所述组分的重量份为：水泥275-285份、矿粉63-68份、粉煤灰75-85份、砂子683-717份、石子955-965份、水131-145份、外加剂33-38份
所述外加剂包括质量比为(1.2-1.4):(2.2-2.4)的泵送剂和防腐阻锈剂；
所述防腐阻锈剂包括以下重量份的组分：6-8份改性环氧树脂、2-4份GWZB820型增强剂、2-3份桐油酸、2.5-2.9份2BaO·SiO2、3.6-4.4份聚合磷酸铝、2.8-3.2份水玻璃、2-3份钼酸钠、2-2.4份双癸基二甲基氯化铵。
通过采用上述技术方案，由于各组分的用量更加精确，从而使制得的混凝土具有较强的耐腐蚀、阻锈效果。
进一步地，所述改性环氧树脂由以下方法制成：
(1)向环氧树脂和聚酰胺树脂中加入石油醚，加热至140-150℃，至环氧树脂完全溶解，取N-甲基吡咯烷酮，室温下搅拌20-24h，环氧树脂、聚酰胺树脂和石油醚的质量比为1:(0.8-1):(3-5)，环氧树脂与N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:(0.1-0.2)；
(2)将酒石酸在120-140℃下烘干20-24h，加入到步骤(1)所得物中，加入磺化腐殖酸钠和二丁基二月桂酸锡，室温下搅拌2-4h，升温至80-90℃继续反应1-2h，放入100-120℃的烘箱中干燥10-12h，研磨，过筛，使树脂粉末的平均粒径≤0.025mm，环氧树脂、酒石酸、二丁基二月桂酸锡的质量比为1:(0.13-0.16):(0.05-0.08)，环氧树脂与磺化腐植酸钠的质量比为1:(0.2-0.5)；
(3)将树脂粉末浸泡在浓度为2-3moL/L的乙酸钙和高岭土的混合溶液中2-4h，过滤，洗涤，烘干在，制得改性环氧树脂，树脂粉末和混合溶液的质量比为1:(2-5)，乙酸钙和高岭土的质量比为1:(1.1-1.3)。
通过采用上述技术方案，将环氧树脂与聚酰胺树脂混合，接枝酒石酸，使改性树脂同时具有环氧基官能团和羧酸官能团，环氧树脂中环氧基团与磺化腐植酸钠中的酚羟基等发生交联反应，生成网状大分子，从而增大防腐阻锈剂对钢筋表面的吸附力，使防腐阻锈剂在钢筋表面形成一层牢固的疏水且防腐的钝化膜，加大对钢筋的保护，树脂粉末中加入高岭土，再次增强混凝土的抗渗性。
进一步地，所述泵送剂为防水泵送剂，防水泵送剂选自HY-BS01、YT-201C中的一种。
通过采用上述技术方案，HY-BS01型防水泵送剂以减水剂为主要组分，碱含量和氯离子含量低，对钢筋无腐蚀作用，不会产生碱-骨料反应，YT-201C型防水泵送剂能改善混凝土的耐久性，具有良好的塑化作用，保塑性好。
进一步地，所述粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，细度(45μm方孔筛筛余量)为≤12％，需水量比为95-98％，烧失量为≤4.5％。
通过采用上述技术方案，粉煤灰的活性成分为二氧化硅和三氧化二铝，与水泥和水混合后，能够生成较为稳定的胶凝材料，从而使混凝土具有较高的强度，同时粉煤灰中70％以上的颗粒是无定型的球形玻璃体，主要起到滚珠轴承作用，在混凝土拌合物中发挥润滑作用，改善混凝土拌合物的和易性，且粉煤灰与碎石等构成合理级配，使彼此之间互相填充，能有效增加混凝土密实度，进一步提高混凝土的抗压强度。
进一步地，所述矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400-450m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％。
通过采用上述技术方案，矿粉矿物掺和料具有“活性效应”、“界面效应”、“微填效应”和“减水效应”等诸多综合效应，矿粉等矿物掺和料不仅可以改善流变性能，降低水化热，降低坍落度损失，减少离析和泌水，还可以改善混凝土结构的孔结构和力学性能，提高后期强度和耐久性。
进一步地，所述砂子为II区河砂，细度模数为2.7-2.8，含泥量≤0.3％，含水量≤8％；石子为5-25mm连续级配，含泥量0.3-0.5％，泥块含量≤0.2％。
通过采用上述技术方案，河砂的硬度高、耐磨性好，黏土等有害杂质含量少，使混凝土的耐冲刷性好，细度模数适宜，使混凝土有较好的工作性，施工和易性好，易搅拌，能填充于粗骨料之间的孔隙内，提高混凝土的密实度和强度，降低混凝土中孔隙率，减少混凝土离析、泌水，提高混凝土强度；石子中含泥量适宜，能够有效提高混凝土的强度，避免颗粒较大，使得骨料之间的孔隙较大，造成混凝土强度较低，与河砂、粉煤灰和矿粉形成合理级配，可提高混凝土的密实度，从而提高混凝土的强度和耐磨性能。
进一步地，原料中还包括45-65份隔热材料，隔热材料包括2-5份煤矸石、2.5-5.5份矾土、1.1-1.6蓝晶石、1.6-2.8份石英纤维、1.5-3.5份羧甲基纤维素、2-4份荞麦糠皮、1.4-2.6份碳纤维、2.4-3份镁橄榄石纤维和10-15份水。
通过采用上述技术方案，煤矸石吸水率低、内部具有封闭的气孔、膨胀系数和体积收缩率小，不易脆化，碳纤维、镁橄榄石纤维和碳纤维的拉伸强度大，隔热保温性好，能增强混凝土的隔热保温效果。
所述隔热材料由以下方法制成：将石英纤维、碳纤维、镁橄榄石纤维、矾土和蓝晶石混合后，以400-500r/min的速度球磨5-10h，加入水、煤矸石、羧甲基纤维素和荞麦糠皮，搅拌5-12min，室温下干燥16-20h后，在110-130℃的烘箱中干燥20-24h，再置于1300-1500℃的温度下煅烧1-3h，自然冷却，制得隔热材料。
通过采用上述技术方案，煤矸石的保温效果不及聚氨酯、聚苯板等材料，主要原因是因为煤矸石结构中孔隙大小不一且分布杂乱，将石英纤维、碳纤维和镁橄榄石纤维等经研磨后再与煤矸石、羧甲基纤维素和荞麦糠皮混合，荞麦糠皮作为造孔剂，可增加煤矸石表面的孔隙量，具有隔热保温性能且力学性能优异的石英纤维、碳纤维和镁橄榄石纤维能填充于煤矸石的孔隙内，从而增强隔热材料的隔热效果，使混凝土具有较好的保温隔热。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种防腐阻锈混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、将水泥、粉煤灰、砂子、石子和矿粉充分混合均匀，制得预混料；
S2、将外加剂与水充分混合后，加入到混合物中，搅拌均匀后，加入隔热材料，混合均匀，制得防腐阻锈混凝土。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、由于本发明采用防腐阻锈剂与泵送剂配合作为外加剂，且使用改性环氧树脂和GWZB820型增强剂制备防腐阻锈剂，改性环氧树脂对钢筋表面具有较强的吸附力，能在钢筋表面形成一层憎水、防腐性的钝化膜，GWZB820型增强剂具有防水、放氯离子侵蚀等作用，其中的小分子结构可在混凝土内部与空气及基材中的水分子发生反应，从而形成一层无色透明的憎水膜，保护混凝土不受侵蚀性离子的腐蚀。
第二、本发明中优选采用桐油酸、2BaO·SiO2、聚合磷酸铝和水玻璃等制备防腐阻锈剂，由于桐油酸与2BaO·SiO2相互协同作用，聚合磷酸铝和水玻璃协同作用，不仅能缓解2BaO·SiO2的水化速度，同时还能避免硫酸根离子的侵蚀，增强混凝土的表面致密度和硬度，加强混凝土的抗渗性和抗腐蚀性。
第三、本发明中优选采用酒石酸、磺化腐殖酸钠等对环氧树脂进行改性，使环氧树脂同时具有环氧基团和羧酸基团，同时使环氧基团与酚羟基发生交联反应，生成网状大分子，增大对钢筋表面的吸附力，使包覆在钢筋表面的钝化膜与钢筋粘附紧密，防止侵蚀性离子与钢筋接触而发生腐蚀现象。
第四、本发明中优选使用煤矸石与镁橄榄石纤维、石英纤维和碳纤维混合后煅烧制备隔热材料，由于煤矸石粉的吸水性差，内部的气泡封闭，膨胀系数和体积收缩率小，不易催化，稳定性好，具有优良的抗压性能，石英纤维、碳纤维与镁橄榄石纤维填充于煤矸石孔隙内，改善煤矸石的孔隙结构，从而提升煤矸石的隔热保温效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
改性环氧树脂的制备例1-3
制备例1-3中环氧树脂选自无锡长干化工有限公司出售的牌号为E-44的环氧树脂，聚酰胺树脂选自东莞市广业塑胶原料有限公司出售的型号为101L的聚酰胺树脂，磺化腐殖酸钠选自北京市津同乐泰化工产品有限公司，二丁基二月桂酸锡选自山东佰仟化工有限公司出售的型号为T12的二丁基二月桂酸锡，酒石酸选自深圳晨兴生物科技有限公司出售的货号为216的酒石酸。
制备例1：(1)向环氧树脂和聚酰胺树脂中加入石油醚，加热至140℃，至环氧树脂完全溶解，取N-甲基吡咯烷酮，在室温下搅拌20h，环氧树脂、聚酰胺树脂和石油醚的质量比为1:0.8:3，环氧树脂与N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:0.1；
(2)将酒石酸在120℃下烘干24h，加入到步骤(1)所得物中，加入磺化腐殖酸钠和二丁基二月桂酸锡，室温下搅拌2h，升温至80℃继续反应2h，放入100℃的烘箱中干燥12h，研磨，过筛，使树脂粉末的平均粒径≤0.025mm，环氧树脂、酒石酸、二丁基二月桂酸锡的质量比为1:0.13:0.05，环氧树脂与磺化腐植酸钠的质量比为1:0.2；
(3)将树脂粉末浸泡在浓度为2moL/L的乙酸钙和高岭土的混合溶液中4h，过滤，洗涤，烘干在，制得改性环氧树脂，树脂粉末和混合溶液的质量比为1:2，乙酸钙和高岭土的质量比为1:1.1。
制备例2：(1)向环氧树脂和聚酰胺树脂中加入石油醚，加热至145℃，至环氧树脂完全溶解，取N-甲基吡咯烷酮，在室温下搅拌22h，环氧树脂、聚酰胺树脂和石油醚的质量比为1:0.9:4，环氧树脂与N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:0.15；
(2)将酒石酸在130℃下烘干22h，加入到步骤(1)所得物中，加入磺化腐殖酸钠和二丁基二月桂酸锡，室温下搅拌3h，升温至85℃继续反应1.5h，放入110℃的烘箱中干燥11h，研磨，过筛，使树脂粉末的平均粒径≤0.025mm，环氧树脂、酒石酸、二丁基二月桂酸锡的质量比为1:0.14:0.06，环氧树脂与磺化腐植酸钠的质量比为1:0.4；
(3)将树脂粉末浸泡在浓度为3moL/L的乙酸钙和高岭土的混合溶液中3h，过滤，洗涤，烘干在，制得改性环氧树脂，树脂粉末和混合溶液的质量比为1:4，乙酸钙和高岭土的质量比为1:1.2。
制备例3：(1)向环氧树脂和聚酰胺树脂中加入石油醚，加热至150℃，至环氧树脂完全溶解，取N-甲基吡咯烷酮，在室温下搅拌24h，环氧树脂、聚酰胺树脂和石油醚的质量比为1:1:5，环氧树脂与N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:0.2；
(2)将酒石酸在140℃下烘干20h，加入到步骤(1)所得物中，加入磺化腐殖酸钠和二丁基二月桂酸锡，室温下搅拌4h，升温至90℃继续反应1h，放入120℃的烘箱中干燥10h，研磨，过筛，使树脂粉末的平均粒径≤0.025mm，环氧树脂、酒石酸、二丁基二月桂酸锡的质量比为1:0.16:0.08，环氧树脂与磺化腐植酸钠的质量比为1:0.5；
(3)将树脂粉末浸泡在浓度为3moL/L的乙酸钙和高岭土的混合溶液中2h，过滤，洗涤，烘干在，制得改性环氧树脂，树脂粉末和混合溶液的质量比为1:5，乙酸钙和高岭土的质量比为1:13。
隔热材料的制备例4-6
制备例4：按照表1中的配比，将1.6kg石英纤维、1.4kg碳纤维、2.4kg镁橄榄石纤维、2.5kg矾土和1.1kg蓝晶石混合后，以400r/min的速度球磨10h，加入10kg水、2kg煤矸石、1.5kg羧甲基纤维素和2kg荞麦糠皮，搅拌5min，室温下干燥16h后，在110℃的烘箱中干燥24h，再置于1300℃的温度下煅烧3h，自然冷却，制得隔热材料，其中煤矸石、矾土和蓝晶石的化学成分如表2所示。
表1制备例4-6中隔热材料的原料配比
Figure BDA0002299737900000071
表2制备例4-6中煤矸石、矾土和蓝晶石的化学成分
wt/％ Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> SiO<sub>2</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O TiO<sub>2</sub> MgO
煤矸石 38.07 55.07 0.43 0.032 0.23 0.032 0.48 0.48
矾土 86.72 6.89 1.35 0.16 0.22 0.18 4.24 0.24
蓝晶石 55.93 37.79 0.3 / 0.88 0.31 1.41 /
制备例5：按照表1中的配比，将2.2kg石英纤维、2kg碳纤维、2.7kg镁橄榄石纤维、4kg矾土和1.4kg蓝晶石混合后，以450r/min的速度球磨8h，加入13.5kg水、3.5kg煤矸石、2.5kg羧甲基纤维素和3kg荞麦糠皮，搅拌9min，室温下干燥18h后，在120℃的烘箱中干燥22h，再置于1400℃的温度下煅烧2h，自然冷却，制得隔热材料，其中煤矸石、矾土和蓝晶石的化学成分如表2所示。
制备例6：按照表1中的配比，将2.8kg石英纤维、2.6kg碳纤维、3kg镁橄榄石纤维、5.5kg矾土和1.6kg蓝晶石混合后，以500r/min的速度球磨5h，加入15kg水、5kg煤矸石、3.5kg羧甲基纤维素和4kg荞麦糠皮，搅拌5min，室温下干燥20h后，在130℃的烘箱中干燥20h，再置于1500℃的温度下煅烧1h，自然冷却，制得隔热材料，其中煤矸石、矾土和蓝晶石的化学成分如表2所示。
实施例
以下实施例中GWZB820型增强剂由浙江清水混凝土保护材料中心出售，HY-BS01防水泵送剂由海岩兴业混凝土外加剂销售有限公司出售，YT-201C防水泵送剂由河北袆泰建材有限公司出售，桐油酸选自安徽省瑞芬得油脂深加工有限公司出售的型号为T155的桐油酸，水玻璃选自广州泽隆化工科技有限公司出售的型号为ZR-160-2的水玻璃，缩合磷酸铝选自济南特兴化工有限公司出售的货号为003的缩合磷酸铝，双癸基二甲基氯化铵选自济南敬宇化工有限公司出售的货号为002的双癸基二甲基氯化铵。
实施例1：一种防腐阻锈混凝土，其原料配比如表3所示，该防腐阻锈混凝土的制备方法包括以下步骤：
S1、将270kg/m3水泥、70kg/m3粉煤灰、673kg/m3砂子、950kg/m3石子和60kg/m3矿粉充分混合均匀，制得预混料；
其中水泥为硅酸盐水泥，粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，细度(45μm方孔筛筛余量)为≤12％，需水量比为95％，烧失量为≤4.5％，砂子为II区河砂，细度模数为2.7，含泥量≤0.3％，含水量≤8％，石子的粒径为5-25mm连续级配，含泥量为0.3％，泥块含量≤0.2％，矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％；
S2、将30kg/m3外加剂与111kg/m3水充分混合后，加入到混合物中，搅拌均匀后，制得防腐阻锈混凝土；外加剂由质量比为1:2的泵送剂和防腐阻锈剂混合制成，泵送剂为HY-BS01型防水泵送剂，防腐阻锈剂的原料配比如表4所示，防腐阻锈剂的制备方法如下：将5kg改性环氧树脂、1kg GWZB820型增强剂、1.5kg桐油酸和2.3kg 2BaO·SiO2混合均匀，加入3.2kg聚磷酸铝、2.6kg水玻璃、1.5kg钼酸钠和1.8kg双癸基二甲基氯化铵，混合均匀，改性环氧树脂由制备例1制成。
表3实施例1-5中防腐阻锈混凝土的原料配比
Figure BDA0002299737900000081
Figure BDA0002299737900000091
表4实施例1-5中防腐阻锈剂的原料配比
Figure BDA0002299737900000092
实施例2：一种防腐阻锈混凝土，其原料配比如表3所示，该防腐阻锈混凝土的制备方法包括以下步骤：
S1、将275kg/m3水泥、75kg/m3粉煤灰、683kg/m3砂子、955kg/m3石子和63kg/m3矿粉充分混合均匀，制得预混料；
其中水泥为硅酸盐水泥，粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，细度(45μm方孔筛筛余量)为≤12％，需水量比为97％，烧失量为≤4.5％，砂子为II区河砂，细度模数为2.8，含泥量为≤0.3％，含水量≤8％，石子的粒径为5-25mm连续级配，含泥量为0.4％，泥块含量≤0.2％，矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为430m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％；
S2、将33kg/m3外加剂与131kg/m3水充分混合后，加入到混合物中，搅拌均匀后，制得防腐阻锈混凝土；外加剂由质量比为1.2:2.2的泵送剂和防腐阻锈剂混合制成，泵送剂为YT-201C型防水泵送剂，防腐阻锈剂的原料配比如表4所示，防腐阻锈剂的制备方法如下：将6kg改性环氧树脂、2kg GWZB820型增强剂、2kg桐油酸和2.5kg 2BaO·SiO2混合均匀，加入3.6kg聚磷酸铝、2.8kg水玻璃、2kg钼酸钠和2kg双癸基二甲基氯化铵，混合均匀，改性环氧树脂由制备例2制成。
实施例3：一种防腐阻锈混凝土，其原料配比如表3所示，该防腐阻锈混凝土的制备方法包括以下步骤：
S1、将280kg/m3水泥、80kg/m3粉煤灰、693kg/m3砂子、960kg/m3石子和65kg/m3矿粉充分混合均匀，制得预混料；
其中水泥为硅酸盐水泥，粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，细度(45μm方孔筛筛余量)为≤12％，需水量比为98％，烧失量为≤4.5％，砂子为II区河砂，细度模数为2.8，含泥量为≤0.3％，含水量≤8％，石子的粒径为5-25mm连续级配，含泥量为0.5％，泥块含量≤0.2％，矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为430m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％；
S2、将35kg/m3外加剂与140kg/m3水充分混合后，加入到混合物中，搅拌均匀后，制得防腐阻锈混凝土；外加剂由质量比为1.4:2.4的泵送剂和防腐阻锈剂混合制成，泵送剂为YT-201C型防水泵送剂，防腐阻锈剂的原料配比如表4所示，防腐阻锈剂的制备方法如下：将7kg改性环氧树脂、3kg GWZB820型增强剂、2.5kg桐油酸和2.7kg 2BaO·SiO2混合均匀，加入4kg聚磷酸铝、3kg水玻璃、2.5kg钼酸钠和2.2kg双癸基二甲基氯化铵，混合均匀，改性环氧树脂由制备例3制成。
实施例4：一种防腐阻锈混凝土，与实施例1的区别在于，其原料配比如表3所示，外加剂中泵送剂和防腐阻锈剂的质量比为1.5:2.5，防腐阻锈剂的原料配比如表4所示。
实施例5：一种防腐阻锈混凝土，与实施例1的区别在于，其原料配比如表3所示，外加剂中泵送剂和防腐阻锈剂的质量比为1.1:2.5，防腐阻锈剂的原料配比如表4所示。
实施例6：一种防腐阻锈混凝土，与实施例1的区别在于，原料中还包括45kg/m3的隔热材料，隔热材料由制备例4制成。
实施例7：一种防腐阻锈混凝土，与实施例1的区别在于，原料中还包括55kg/m3的隔热材料，隔热材料由制备例5制成。
实施例8：一种防腐阻锈混凝土，与实施例1的区别在于，原料中还包括65kg/m3的隔热材料，隔热材料由制备例6制成。
对比例
对比例1：一种防腐阻锈混凝土，与实施例1的区别在于，防腐阻锈剂中未添加改性环氧树脂。
对比例2：一种防腐阻锈混凝土，与实施例1的区别在于，防腐阻锈剂中未添加桐油酸和2BaO·SiO2。
对比例3：一种防腐阻锈混凝土，与实施例1的区别在于，防腐阻锈剂中未添加聚合磷酸铝和水玻璃。
对比例4：一种防腐阻锈混凝土，与实施例1的区别在于，防腐阻锈剂使用山东京枫新型建材有限公司出售的1001型防腐阻锈剂替代。
对比例5：一种防腐阻锈混凝土，与实施例1的区别在于，防腐阻锈剂使用申请号为201410634655.4的中国发明专利文件中实施例1制备的复合型混凝土防腐阻锈剂，它包括如下重量份的组分：聚羧酸减水剂2kg、十二烷基磺酸钠0.5kg、N-二甲基乙醇胺1.8kg、钼酸钠0.3kg、水5.4kg。
对比例6：一种防腐阻锈混凝土，与实施例6的区别在于，隔热材料中未添加碳纤维、镁橄榄石纤维和石英纤维。
对比例7：以申请号为201910043345.8的中国发明专利申请文件中实施例1制备的防腐阻锈混凝土作为对照，防腐阻锈混凝土包括如下重量份的原料组分：P.O42.5普通硅酸盐水泥300kg、中砂680kg、石子980kg、I级风选粉煤灰35kg、S95矿粉50kg、ZQ-3防水泵送剂8kg、FSS-7A抗硫酸盐防腐剂8kg、FS-7B高效阻锈剂8kg和水150kg，其中砂率为41.0％，水胶比为0.41。
性能检测试验
一、防腐阻锈剂的性能检测：按照制备例1-3和对比例5中的方法制备防腐阻锈剂，并按照JC/T1011-2006《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》中方法检测防腐阻锈剂的性能，将检测结果记录于表5中。
表5制备例1-3和对比例5中制备的防腐阻锈剂的性能检测
Figure BDA0002299737900000111
由表5中数据可以看出，按照制备例1-3中方法制备的防腐阻锈剂中碱性组分和氯离子含量少，且抗蚀系数大，膨胀系数小，掺入混凝土中可增强混凝土的抗腐蚀和阻锈性能，减少混凝土开裂。
二、混凝土的性能检测：按照实施例1-8和对比例1-7中的方法制备防腐阻锈混凝土，并按照以下方法检测混凝土的各项性能，将检测结果记录于表6中：
1、抗渗等级：GB/T50164-2011《混凝土质量控制标准》进行检测：
2、抗压强度：按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》进行测试；
3、坍落度和扩展度：按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行检测；
4、抗硫酸盐侵蚀性能：按照GB/T749-2008《水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法》进行检测；
5、氯离子扩散系数：按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》中“混凝土氯离子迁移系数的非稳态迁移试验-氯离子扩散系数款速实验NTBUILD492”进行测试；
6、含气量：按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行检测；
7、导热系数：按照GB/T10294-1988《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》进行检测。
表6实施例1-8和对比例1-7制备的混凝土性能检测结果
Figure BDA0002299737900000121
Figure BDA0002299737900000131
实施例1-5制备的混凝土抗渗等级低达到P10级，且抗压强度大，流动性好，抗硫酸盐侵蚀性KS＞150，氯离子的扩散系数小，含气量少，说明实施例1-5制备的混凝土具有较强的抗渗、耐防腐、阻锈性能。
实施例6-8制备的混凝土中掺入了隔热材料，实施例6-8制备的混凝土与实施例5相比，导热系数明显降低，因此掺入隔热材料，能显著增强混凝土的隔热保温效果。
对比例1因防腐阻燃剂中未添加改性环氧树脂，由检测结果可知，混凝土的抗渗等级降低，抗硫酸盐和氯离子侵蚀性能下降，含气量增多，因此添加改性环氧树脂制备防腐阻锈剂，能显著增强混凝土的防腐阻锈性能。
对比例2因防腐阻锈剂中未添加桐油酸和2BaO·SiO2，由检测结果可知，对比例2制备的混凝土抗压强度降低，抗硫酸盐和氯离子侵蚀性能下降，防腐阻锈性能变差。
对比例3因防腐阻锈剂中未添加聚合磷酸铝和水玻璃，对比例3制备的混凝土抗压强度下降，抗渗性能变差，耐腐蚀和阻锈能力降低。说明添加聚合磷酸铝和水玻璃制成的防腐阻锈剂能显著增强混凝土的抗渗性、抗压强度和抗腐蚀阻锈效果。
对比例4为使用市售防腐阻锈剂替代本发明中防腐阻锈剂，对比例5为使用现有技术公开的防腐阻锈剂，由检测结果可以看出，对比例4和对比例5制备的混凝土的抗硫酸盐和氯离子侵蚀性与实施例1-8相比，明显降低。
对比例6因在实施例5的基础上，隔热材料中未添加碳纤维、镁橄榄石纤维和石英纤维，经对比可知，对比例6制备的混凝土与实施例5相比，其余性能变化不大，但导热系数明显减小，说明添加碳纤维、镁橄榄石纤维和石英纤维能显著增强混凝土的隔热保温性能。
对比例7为现有技术制备的防腐阻锈混凝土，经对比可知，混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能下降，氯离子扩散系数增大，含气量增多，导热系数较大，因此本发明制备的混凝土具有较好的防腐阻锈、保温隔热性能。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种防腐阻锈混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：水泥270-290份、矿粉60-70份、粉煤灰70-90份、砂子673-727份、石子950-970份、水111-165份、外加剂30-40份；
所述外加剂包括质量比为（1-1.5）:（2-2.5）的泵送剂和防腐阻锈剂；
所述防腐阻锈剂包括以下重量份的组分：5-9份改性环氧树脂、1-5份GWZB820型增强剂、1.5-3.5份桐油酸、2.3-3.1份2BaO·SiO2、3.2-4.8份聚合磷酸铝、2.6-3.4份水玻璃、1.5-3.5份钼酸钠、1.8-2.6份双癸基二甲基氯化铵；
所述改性环氧树脂由以下方法制成：
（1）向环氧树脂和聚酰胺树脂中加入石油醚，加热至140-150℃，至环氧树脂完全溶解，取N-甲基吡咯烷酮，室温下搅拌20-24h，环氧树脂、聚酰胺树脂和石油醚的质量比为1:（0.8-1）:（3-5），环氧树脂与N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:（0.1-0.2）；
（2）将酒石酸在120-140℃下烘干20-24h，加入到步骤（1）所得物中，加入磺化腐殖酸钠和二丁基二月桂酸锡，室温下搅拌2-4h，升温至80-90℃继续反应1-2h，放入100-120℃的烘箱中干燥10-12h，研磨，过筛，使树脂粉末的平均粒径≤0.025mm，环氧树脂、酒石酸、二丁基二月桂酸锡的质量比为1:（0.13-0.16）:（0.05-0.08），环氧树脂与磺化腐植酸钠的质量比为1:（0.2-0.5）；
（3）将树脂粉末浸泡在浓度为2-3moL/L的乙酸钙和高岭土的混合溶液中2-4h，过滤，洗涤，烘干在，制得改性环氧树脂，树脂粉末和混合溶液的质量比为1:（2-5），乙酸钙和高岭土的质量比为1:（1.1-1.3）。
2.根据权利要求1所述的防腐阻锈混凝土，其特征在于，所述组分的重量份为：水泥275-285份、矿粉63-68份、粉煤灰75-85份、砂子683-717份、石子955-965份、水131-145份、外加剂33-38份；
所述外加剂包括质量比为（1.2-1.4）:（2.2-2.4）的泵送剂和防腐阻锈剂；
所述防腐阻锈剂包括以下重量份的组分：6-8份改性环氧树脂、2-4份GWZB820型增强剂、2-3份桐油酸、2.5-2.9份2BaO·SiO2、3.6-4.4份聚合磷酸铝、2.8-3.2份水玻璃、2-3份钼酸钠、2-2.4份双癸基二甲基氯化铵。
3.根据权利要求1-2任一项所述的防腐阻锈混凝土，其特征在于，所述泵送剂为防水泵送剂，防水泵送剂选自HY-BS01、YT-201C中的一种。
4.根据权利要求1-2任一项所述的防腐阻锈混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，细度为45μm方孔筛筛余量≤12％，需水量比为95-98％，烧失量为≤4.5％。
5.根据权利要求1-2任一项所述的防腐阻锈混凝土，其特征在于，所述矿粉为S95级矿粉，矿粉的比表面积为400-450m2/kg，28天活性指数为95％，流动度比为99％。
6.根据权利要求1-2任一项所述的防腐阻锈混凝土，其特征在于：所述砂子为II区河砂，细度模数为2.7-2.8，含泥量≤0.3%，含水量≤8%；石子为5-25mm连续级配，含泥量0.3-0.5%，泥块含量≤0.2%。
7.根据权利要求1-2任一项所述的防腐阻锈混凝土，其特征在于，原料中还包括45-65份隔热材料，隔热材料包括2-5份煤矸石、2.5-5.5份矾土、1.1-1.6蓝晶石、1.6-2.8份石英纤维、1.5-3.5份羧甲基纤维素、2-4份荞麦糠皮、1.4-2.6份碳纤维、2.4-3份镁橄榄石纤维和10-15份水。
8.根据权利要求7所述的防腐阻锈混凝土，其特征在于，所述隔热材料由以下方法制成：将石英纤维、碳纤维、镁橄榄石纤维、矾土和蓝晶石混合后，以400-500r/min的速度球磨5-10h，加入水、煤矸石、羧甲基纤维素和荞麦糠皮，搅拌5-12min，室温下干燥16-20h后，在110-130℃的烘箱中干燥20-24h，再置于1300-1500℃的温度下煅烧1-3h，自然冷却，制得隔热材料。
9.一种根据权利要求7-8任一项所述的防腐阻锈混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将水泥、粉煤灰、砂子、石子和矿粉充分混合均匀，制得预混料；
S2、将外加剂与水充分混合后，加入到混合物中，搅拌均匀后，加入隔热材料，混合均匀，制得防腐阻锈混凝土。
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