CN113754387B - 一种耐腐蚀防渗混凝土材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐腐蚀防渗混凝土材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种耐腐蚀防渗混凝土材料及其制备方法，属于混凝土领域。其原料包括：硅酸盐水泥275～285份；珊瑚粉料128～135份；胶粉料73～80份；渗透剂37～42份；粗骨料1030～1055份；细骨料480～495份；水178～183份。其制备方法为：将珊瑚粉料与渗透剂混合并搅拌均匀，获得珊瑚骨料；将珊瑚骨料、胶粉料、硅酸盐水泥以及原料中一半的水混合并搅拌均匀，获得混凝土浆料；将混凝土浆料、粗骨料、细骨料以及剩余的水混合并搅拌均匀，获得耐腐蚀防渗混凝土材料。本申请的混凝土材料力学性能与普通砂浆混凝土无异，并且耐腐蚀防渗性能优异，使珊瑚材料得到很好的利用，具有良好的经济价值和实用性。

Description

一种耐腐蚀防渗混凝土材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土领域，尤其是涉及一种耐腐蚀防渗混凝土材料及其制备方法。
背景技术
力学强度以及耐久性是评判混凝土材料品质的两大基本性能，混凝土的强度等级直接影响构筑物的结构强度，而混凝土的耐久性能够影响混凝土的使用性能和外观完整性，决定着混凝土的使用寿命。
在沿海地区的珊瑚资源充沛，珊瑚材料使用便利，构筑物混凝土材料中经常会以珊瑚粉料作为部分细骨料使用，但是，由于沿海地区的空气湿度较高，珊瑚粉料的孔隙率较高，湿空气夹带着的盐分容易通过孔隙渗透进入混凝土内部，对混凝土自身以及钢筋有一定的侵蚀性。因此，对于含有珊瑚粉料的混凝土材料防渗抗腐蚀性能有待进一步改善。
发明内容
为了提高混凝土的耐腐蚀性能以及防渗性能，本申请提供一种耐腐蚀防渗混凝土材料及其制备方法。
本申请提供的一种耐腐蚀防渗混凝土材料及其制备方法，采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供一种耐腐蚀防渗混凝土材料，采用如下的技术方案：
一种耐腐蚀防渗混凝土材料，按重量份计，包括以下原料制成：硅酸盐水泥275～285份；珊瑚粉料128～135份；胶粉料73～80份；渗透剂37～42份；粗骨料1030～1055份；细骨料480～495份；水178～183份。
通过渗透剂改善珊瑚粉料的表面湿润性，使得水泥胶凝颗粒能够更好地接触珊瑚粉料，从而使珊瑚粉料的内部微小孔隙更好地被水泥胶凝颗粒填充，使得珊瑚粉料具有更好的力学性能而充当混凝土材料的骨料，此外，减少了因珊瑚粉料孔隙不能被润湿而留存空气，从而降低了混凝土材料固结后的内部孔隙率，使混凝土具有更好的密实度，呈现出更为优异的抗渗防腐蚀性能。
优选的，按重量份计，所述渗透剂包括25～28份的二甘醇胺和12～14份的聚乙二醇。
通过将二甘醇胺和聚乙二醇混合作为渗透剂，使得渗透剂能够更均匀分散地湿润珊瑚粉料，此外，渗透剂中具有吸附络合能力较强的氨基且呈一定的正电性，能够与珊瑚粉料表面带有负电性的氯离子结合，不但能够使珊瑚粉料与渗透剂具有更好的亲和性，并且能够起到固定氯离子的作用，抑制珊瑚粉料中的氯离子的迁移和渗透，从而进一步降低氯离子对混凝土的侵蚀，提高混凝土的耐腐蚀性能。
优选的，按重量份计，还包括有22～26份的聚醋酸乙烯酯。
通过聚醋酸乙烯酯能够提高珊瑚粉料与其他原料的粘结性，使得混凝土具有更好的和易性，此外，聚醋酸乙烯酯能够提高混凝土材料的塑性，降低了混凝土因珊瑚粉料自身吸释水特性而呈现出结构收缩的程度，从而使减少混凝土内部微小裂缝，进一步提高混凝土的抗渗性能。
优选的，所述胶粉料为粉煤灰、偏高岭土、硅粉的一种或一种以上。
优选的，按重量份计，所述胶粉料包括23～25份的粉煤灰、35～38份的偏高岭土以及15～17份的硅粉。
通过调节粉煤灰、偏高岭土以及硅粉的投加量，使混凝土材料水化反应更加充分稳定，使混凝土内部结构更加致密，提高混凝土材料的抗渗腐蚀性能。
优选的，所述珊瑚粉料的粒径为3±1mm。
由于珊瑚粉料具有多孔、表面粗糙且棱角多的特性，珊瑚粉料作为混凝土材料的填料，粒径过小不利于珊瑚粉料发挥对于砂浆颗粒机械咬合作用力，粒径过大则容易导致珊瑚粉料应力集中处而开裂的问题。
第二方面，本申请提供一种耐腐蚀防渗混凝土材料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种耐腐蚀防渗混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将珊瑚粉料与渗透剂混合并搅拌均匀，获得珊瑚骨料；
步骤二：将珊瑚骨料、胶粉料、硅酸盐水泥以及原料中一半的水混合并搅拌均匀，获得混凝土浆料；
步骤三：将混凝土浆料、粗骨料、细骨料以及剩余的水混合并搅拌均匀，获得耐腐蚀防渗混凝土材料。
通过采用上述技术方案，渗透剂充分润湿净透珊瑚粉料，使得珊瑚粉料的内部孔隙的表面能降低，有利于水泥凝胶颗粒更好地填充珊瑚粉料的孔洞，使混凝土材料搅拌混合过程中排气迅速，不易留存空气，极大减少了混凝土内部贯通的孔隙通道，从而使得混凝土材料固结后的密实度更高，从而使混凝土具有更好的抗渗性能和抗腐蚀性能。
优选的，将22～26份的聚醋酸乙烯酯在步骤一中与珊瑚粉料、渗透剂混合，升温至85±2℃并搅拌均匀，获得珊瑚骨料。
将聚醋酸乙烯酯通过升温至一定的温度后，能够更好地分散粘结于珊瑚粉料表面，从而使珊瑚骨料在混凝土中具有更佳的均质性，从而使混凝土整体结构更加稳定。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过利用渗透剂改善珊瑚粉料孔隙的润湿性，使珊瑚粉料孔隙内的空气不易因水封而留存在内，并且能够更好地被水泥胶凝颗粒所填充，从而降低了混凝土材料整体的孔隙率，减少混凝土材料结构的连通孔隙通道，从而使外部的空气、水分或离子不易渗入混凝土内部，使得混凝土具备优异的耐腐蚀防渗性能；
2.通过采用二甘醇胺和聚乙二醇作为渗透剂，使珊瑚粉料能够更好地被润湿，并且起到了抑制珊瑚粉料中的氯离子扩散的作用，进一步提高了混凝土的耐腐蚀性能；
3.通过在混凝土中添加聚醋酸乙烯酯，减少了因珊瑚粉料的自身特性对混凝土带来的收缩性，使混凝土材料固结后内部不易形成微小裂缝，从而进一步提高混凝土的抗压强度以及密实度，使混凝土材料具有更好的耐腐蚀防渗性能；
4.通过采用本申请的制备方法，使珊瑚粉料能够更均匀与渗透剂以及聚醋酸乙烯酯混合，使混凝土材料具有更佳的均质性，从而呈现出更佳的品质。
具体实施方式
以下实施例及对比例中所用原料的来源信息详见表1。
表1.原料来源信息
原料 来源信息
硅酸盐水泥 润丰牌普通硅酸盐水泥P.O42.5R
粗骨料 碎石粒径30±5mm
细骨料 河沙粒径3±2mm
珊瑚粉料 产地江门粒径3±1mm饱和吸水率28％
粉煤灰 I级粉煤灰
偏高岭土 1250目，含量＞98％
硅粉 1250目，含量＞98％
二甘醇胺 济南晟瑞化工有限公司，密度1.05g/cm<sup>3</sup>
聚乙二醇 济南晟瑞化工有限公司，密度1.02g/cm<sup>3</sup>
聚醋酸乙烯酯 湖北科沃德化工有限公司，密度0.924g/cm<sup>3</sup>
实施例
实施例1～6
一种耐腐蚀防渗混凝土材料，其原料及投加量见表2，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将珊瑚粉料与渗透剂混合并搅拌均匀，获得珊瑚骨料；
步骤二：将步骤一获得的珊瑚骨料与胶粉料、硅酸盐水泥以及原料中一半的水混合并搅拌均匀，获得混凝土浆料；
步骤三：将步骤二获得的混凝土浆料与粗骨料、细骨料以及剩余的水混合并搅拌均匀，获得耐腐蚀防渗混凝土材料。
实施例7～9
一种耐腐蚀防渗混凝土材料，其原料及投加量见表2，其制备方法包括以下步骤：
步骤一：将珊瑚粉料、渗透剂、聚醋酸乙烯酯混合，升温至85±2℃并搅拌均匀，获得珊瑚骨料；
步骤二：将步骤一获得的珊瑚骨料与胶粉料、硅酸盐水泥以及原料中一半的水混合并搅拌均匀，获得混凝土浆料；
步骤三：将步骤二获得的混凝土浆料与粗骨料、细骨料以及剩余的水混合并搅拌均匀，获得耐腐蚀防渗混凝土材料。
表2.各实施例的原料及投加量(单位：kg)
Figure BDA0003324740840000041
对比例
对比例1
一种混凝土材料，与实施例1的不同之处在于，对比例1的步骤一中以等量的河砂替换珊瑚粉料。
对比例2
一种混凝土材料，与实施例1的不同之处在于，对比例2的步骤一中不投加渗透剂。
对比例3
一种混凝土材料，与实施例1的不同之处在于，对比例3的步骤二中以等量的河砂替换珊瑚骨料。
性能检测试验
实验1
根据《GB/T50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准》的规定，对各实施例和对比例的混凝土材料制得混凝土试样，检测标准养护28d后混凝土试样的抗压强度(单位：Mpa)。
实验2
根据《GB/T 50082-2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》的规定，采用渗水高度法对各实施例和对比例的混凝土材料制得混凝土试样，检测标准养护28d后混凝土试样的平均渗水高度(单位：mm)；采用碳化试验对各实施例和对比例的混凝土材料制得混凝土试样，检测标准养护28d后混凝土试样的平均碳化深度(单位：mm)；采用收缩试验的接触法对各实施例和对比例的混凝土材料制得混凝土试样，检测混凝土试样试验期为28d的收缩率(单位：％)。
实验1-2的检测结果详见表3。
表3.性能检测结果
Figure BDA0003324740840000051
根据表3的检测数据可见，实施例1的抗压强度与对比例3相近，说明使用渗透剂能够改善珊瑚粉料与水泥胶凝颗粒的吸附性，从而使珊瑚粉料能够替代一部分河砂充当混凝土材料的细骨料，体现出良好的力学性能，此外，实施例1的平均渗水高度以及平均碳化深度均低于对比例3，说明以珊瑚粉以及渗透剂混合形成的珊瑚骨料具有提高混凝土抗渗防腐蚀的效果。
实施例2相比实施例1的抗压强度更高，平均渗水高度以及平均碳化深度更小，说明以二甘醇胺以及聚乙二醇混合的渗透剂对于珊瑚粉料的性能提升效果更好。实施例5相比实施例2-4，其抗压强度、抗渗防腐性能均有一定程度的改善，说明将粉煤灰、偏高岭土以及硅粉按照一定比例同时投加，有利于提高含有珊瑚骨料的混凝土材料的品质。
实施例7相比实施例2的收缩率明显更小，说明聚醋酸乙烯酯的添加有利于减少混凝土材料固结过程的结构收缩性，使得混凝土材料不易形成内部裂缝，从而具有更高的抗压强度以及更好的抗渗防腐蚀性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (3)

1.一种耐腐蚀防渗混凝土材料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料制成：
硅酸盐水泥 275～285份；
珊瑚粉料 128～135份；
胶粉料 73～80份；
渗透剂 37～42份；
粗骨料 1030～1055份；
细骨料 480～495份；
水 178～183份；
聚醋酸乙烯酯 22～26份；
所述渗透剂包括25～28份的二甘醇胺和12～14份的聚乙二醇；所述胶粉料包括23～25份的粉煤灰、35～38份的偏高岭土以及15～17份的硅粉；将所述珊瑚粉料、所述渗透剂以及所述聚醋酸乙烯酯混合，获得珊瑚骨料。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀防渗混凝土材料，其特征在于，所述珊瑚粉料的粒径为3±1mm。
3.一种权利要求1-2任意所述的耐腐蚀防渗混凝土材料的制备方法，其特征在于,包括以下步骤：
步骤一：将珊瑚粉料、渗透剂以及聚醋酸乙烯酯混合，升温至85±2℃并搅拌均匀，获得珊瑚骨料；
步骤二：将珊瑚骨料、胶粉料、硅酸盐水泥以及原料中一半的水混合并搅拌均匀，获得混凝土浆料；
步骤三：将混凝土浆料、粗骨料、细骨料以及剩余的水混合并搅拌均匀，获得耐腐蚀防渗混凝土材料。
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