CN116535151A - 一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，由以下质量分数的成分组成：水泥190～292份、细骨料662～713份、粗骨料1082～1207份、粉煤灰67～76份、钼尾矿粉49～70份、磷渣粉18～46份、减水剂2.56～3.856份、引气剂0.96～1.446份、氟硅酸锌1.296～1.936份、改性植物纤维0.8～1.1份、抗硫酸盐侵蚀剂9.72～14.52份、水140～165份。本发明通过固废火山灰质材料和化学外加剂，改善混凝土内部孔隙结构和界面，利用抗硫酸盐侵蚀剂的微胶囊包裹性能，并通过改性植物纤维有效地控制混凝土微裂纹形成，增加混凝土的韧性，有效抵抗硫酸盐的侵蚀，提高混凝土耐久性。
Description
技术领域
本发明属于抗硫酸盐侵蚀建筑材料技术领域，具体涉及一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土及其制备方法。
背景技术
我国地域辽阔，自然环境复杂多样，各种混凝土建筑的服役环境复杂。由于混凝土自身具有多孔结构体，容易受到环境中介质的侵蚀，使得混凝土成分性能发生改变，降低混凝土建筑的服役年限。其中，硫酸盐侵蚀混凝土便是引起混凝土材料失效破坏的最主要因素之一，也是影响因素最复杂、危害性最大的一种环境水侵蚀。沿海和内陆盐湖地区，尤其是在含酸性地下水以及高黏土土壤环境中大多含有硫酸盐，混凝土本身也有可能带有硫酸盐，在各种条件下对混凝土产生侵蚀作用，使混凝土发生膨胀、开裂、剥落等现象，丧失强度和粘性，使其内部机构发生破坏，最终导致混凝土的耐久性降低，由于硫酸盐的侵蚀导致混凝土结构破坏的案例数不胜数。因此研究混凝土的硫酸盐侵蚀对混凝土结构的使用安全及经济效益等方面有重要意义。
现有技术中，利用粉煤灰、钢渣粉、磷渣、钼尾矿渣等固废可以明显的改善高强混凝土的工作性能、提高后期强度，降低脆性系数，提升耐久性等，多种固废之间的协同作用制备混凝土是可以提高固废利用效率和减少水泥用量的有效方式。利用固废生产地聚合物一方面可为产量巨大的工业固废的处理处置提供一种经济有效的资源化方向，缓解其造成的环境污染问题，另一方面有助于开发从废物中回收材料的可行途径，实现高附加值的利用方式，使其应用到建筑、道路等领域中，以减少自然能源的消耗，有利于经济的可持续发展，利于当下、造福后代，具有良好且巨大的经济效益和社会效益。
植物纤维与聚合物纤维和钢纤维相比，具有可再生、价格低廉、来源丰富、无污染、复杂多孔结构和吸湿特性，被认为是最具有研究前景的生物可降解资源。目前，混凝土的抗拉强度低，韧性差，易开裂，抗渗能力低，从而影响混凝土结构的耐久性。将植物纤维应用于混凝土中，不仅可以有效提升混凝土的抗裂性和耐久性，同时也有助于对农业废弃物资源的回收利用，为实现社会可持续发展，要把“碳达峰、碳中和”纳入生态文明建设整体布局，建筑行业对可再生资源的使用将有助于实现可持续发展。
天然植物纤维增强混凝土材料优点众多，但也存在耐久性较低、高吸湿性易导致肿胀、纤维老化和粘结力减弱等诸多问题，从而影响植物纤维增强混凝土材料的综合性能。利用化学、物理等方法对植物纤维进行改性，能改善纤维力学性能和基质的界面相容性。
因此，需要一种利用改性固废和改性纤维的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土及其制备方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土。该抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土通过各种固废火山灰质材料和化学外加剂降低Ca(OH)2含量、减少AFt生成，增加C-S-H凝胶，有效地改善了混凝土内部孔隙结构和界面，利用抗硫酸盐侵蚀剂的微胶囊包裹性能，缓慢释放Ba2+改善硫酸盐侵蚀严重地区混凝土服役环境，通过改性植物纤维有效地控制混凝土微裂纹形成，防止及抑制混凝土原生裂缝的形成和发展，大大改善混凝土防裂抗渗性能，增加混凝土的韧性，本发明提供的抗盐侵蚀混凝土能够有效抵抗硫酸盐的侵蚀，提高混凝土耐久性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，该植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥190～292份、细骨料662～713份、粗骨料1082～1207份、粉煤灰67～76份、钼尾矿粉49～70份、磷渣粉18～46份、减水剂2.56～3.856份、引气剂0.96～1.446份、氟硅酸锌1.296～1.936份、改性植物纤维0.8～1.1份、抗硫酸盐侵蚀剂9.72～14.52份、水140～165份。
本发明中粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉等固废火山灰材料，在碱激发下，硅铝化合物由解聚到再聚合形成一种铝酸盐网络结构，其活性Al2O3与SiO2迅速与Ca(OH)2起反应，提升C-S-H凝胶的生成，各组分固废可视为连续级配的颗粒堆积体系，粗集料的间隙由细集料填充，细集料的间隙由水泥颗粒填充，水泥颗粒之间的间隙则要更细的颗粒来填充，细磨的磷渣粉、钼尾矿渣粉、偏高岭土在混土中可起这种细颗粒的作用，另一方面，水化反应生成其有填充效应的水化硅酸及水化硫铝酸钙，优化了混凝土内部孔结构，降低了孔隙率并减小了孔径，使混凝土形成密实充填结构和细观层次自紧密堆积体系，从而有效地改善了混凝土的力学性能及耐久性；各种火山灰固废的加入能改善凝中浆体与集料间的界面结构，混凝土中浆体与集料间的界面区由于富集Ca(OH)2晶体而成为薄弱环节，有大量断的化学键表面能很大迅速吸收部分Ca(OH)2产生二次水化反应，降低AFt，促进C-S-H凝胶生成，从而改善了界面区Ca(OH)2的取向度，降低了它的含量，减小了它的晶粒尺寸，不仅有利于混凝士力学性能的提高，也能改善耐久性，消耗Ca(OH)2、降低AFt生成、增加C-S-H凝胶生成、改善浆体与集料间的界面区、优化了混凝土内部孔结构；
本发明使用氟硅酸锌可以直接与混凝土中的钙离子和氢氧化钙反应形成结晶体，增加混凝土的强度和密实度。氟硅酸锌与水泥石中的氢氧化钙和碳酸钙的二次水化反应：ZnSiF6+2Ca(OH)2→2CaF2+ZnF2+SiO2+2H2O；ZnSiF6+2CaCO3→2CaF2+ZnF2+SiO2+2CO2；生成不溶于水的氟化钙、氟化锌和二氧化硅，生成的活性二氧化硅会继续与氢氧化钙二次反应：SiO2+Ca(OH)2+nH2O→(1-1.5)CaO·SiO2·(0.5-2.5)H2O；生成的C-S-H凝胶不溶于水，填充毛细孔并堵塞微裂缝，增加强度和密实度；
本发明使用的改性植物纤维是一种较低弹性模量纤维，纤维自身柔韧性很好，且掺入到混凝土中能很好地分布在混凝土中形成一种三维乱向支撑网，能很好地阻止在混凝土浇捣成型过程中裂缝的产生，同时由于纤维与混凝土具一定的粘结力，纤维承受了混凝土塑性变形所产生的拉应力，从而阻止了早期裂缝的生长及发展，明显改善或提高了抗裂性能，混凝土为非均相复合材料，在混凝土中加入纤维，其能很好地均匀分布且与混凝土的粘合性很好，减少或阻止了混凝土中裂缝的形成、生长及发展，尤其是大大降低了连通裂缝的产生，减少了渗水通道，同时，在混凝土的成型过程中因为纤维的掺入增加了其内部的束缚力，从而使混凝土构件成型后更加紧密，有效地减少了微渗水的产生，所以，有机纤维掺入到混凝土中对其抗渗性有很大的提高，在冻融和化学侵蚀条件下，由于温度改变，在混凝土内部产生较大的温度应力，使混凝土开裂，以及使原有裂缝得到生长及扩展，在混凝土中掺入少量的有机纤维，虽然掺入量较小，由于纤维条干较细，且能很好地在混凝土中均匀分布，单位面积的纤维数量较多，这样纤维能起到一个很好的约束作用，抵抗冻融和化学侵蚀时的膨胀压力，而当初始裂纹发生后，可阻止裂纹的进一步发展，同时，纤维的掺入大大提高了混凝土的抗渗性，这样便阻碍了化学物质的渗入，大大提高了混凝土的抗化学侵蚀性能，提高混凝土强度、抗折、抗渗性、抗裂性、抗冻融和抗化学侵蚀性能。
上述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥280～292份、细骨料662～675份、粗骨料1082～1100份、粉煤灰70～76份、钼尾矿粉65～70份、磷渣粉40～46份、减水剂3.350～3.856份、引气剂1.300～1.446份、氟硅酸锌1.800～1.936份、改性植物纤维0.8～1.0份、抗硫酸盐侵蚀剂13.50～14.52份、水157～162份。
上述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥292份、细骨料662份、粗骨料1082份、粉煤灰76份、钼尾矿粉70份、磷渣粉46份、减水剂3.856份、引气剂1.446份、氟硅酸锌1.936份、改性植物纤维0.9份、抗硫酸盐侵蚀剂14.52份、水160份。
上述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述水泥的型号为P.O42.5；所述粉煤灰为F类I级粉煤灰，所述硅灰为SF90级。
上述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述钼尾矿粉和磷渣粉分别通过钼尾矿和磷渣进行球磨得到，所述球磨中球料比为3～4:1，球磨机的转速为450r/min～600r/min，球磨时间为50min～70min，助磨剂为三乙醇胺和硅酸钠，所述三乙醇胺的加入质量为钼尾矿粉或磷渣粉总质量的0.02％～0.04％，所述硅酸钠的加入质量为钼尾矿粉或磷渣粉总质量的0.008％～0.012％，所述钼尾矿粉的比表面积不小于590m2/kg，所述磷渣粉的比表面积不小于550m2/kg。
上述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述细骨料为天然砂，所述粗骨料为5mm～31.5mm连续粒级碎石。
上述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述引气剂为FX-9型引气剂。
上述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述改性植物纤维通过以下方法制备：
步骤101、将植物纤维放入强碱溶液中进行浸泡，然后取出进行清洗和烘干，得到碱处理植物纤维；所述植物纤维为椰壳或剑麻纤维，所述强碱溶液为质量浓度5％～8％的氢氧化钙、氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液，所述强碱溶液的温度为40℃～60℃，所述浸泡的时间为4h～5h，所述清洗为将植物纤维洗至pH值呈中性；
步骤102、将硅烷偶联剂、醇类和水进行混合，得到硅烷偶联剂溶液；所述硅烷偶联剂溶液由以下质量分数的原料组成5％～10％的硅烷偶联剂，19％～24％的醇类和余量的水，所述硅烷偶联剂为Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)三甲氧基硅烷，所述醇类为甲醇、乙醇或丙醇，所述硅烷偶联剂溶液在1h内用完；
步骤103、将步骤101中得到的碱处理植物纤维放入步骤102中得到的硅烷偶联剂溶液中进行微波震荡，然后进行晾干，得到硅烷偶联剂溶液处理植物纤维；所述微波震荡的时间为20min～30min；
步骤104、将步骤103中得到的硅烷偶联剂溶液处理植物纤维进行剪切，得到改性植物纤维；所述改性植物纤维的长度为8mm～15mm，抗拉强度不小于485MPa，弹性模量不小于28GPa，断裂延伸率不小于7％，吸水率不大于46％。
本发明通过将植物纤维放入强碱溶液中进行浸泡，强碱溶液可使纤维原料中的木质素降解，纤维素、半纤维素的氢键破坏，原料的孔隙率增加，发生明显的润胀现象，处理后的植物纤维表面和结构发生了明显变化，聚集的纤维束分裂成细小的纤维素原纤，长径比增大、直径变小，从而使纤维表面粗疏度增大、微纤螺旋角变小，与聚合物基体的接触面积也均变大，有利于与树脂基体材料形成紧密的咬合结构，纤维具有更高的拉伸性能和断裂伸长率，反应式为：植物纤维-OH+强碱→植物纤维-O--碱金属离子+H2O+其他杂质；本发明将硅烷偶联剂、醇类和水进行混合，得到硅烷偶联剂溶液，有利于硅烷偶联剂在材料表面的分散，溶剂是水、醇类及表面活性剂配制成的溶液，选用对甲氧基硅烷时用甲醇，选用乙氧基硅烷对时采用乙醇，其他难溶性烷基选用丙醇，硅烷基团经水解形成硅烷醇，硅烷醇进一步与纤维中的羟基基团发生化学反应，以形成稳定的共价键，减少其表面的羟基数量；另一端为碳官能团，能够与树脂基体发生反应或生成氢键，使纤维和树脂基体材料之间构成交联网络，从而使纤维的溶胀被减少，进而改善了纤维与树脂基体的键合稳定性，检测结果发现经硅烷处理后明显改善了纤维与聚合物基体的相容性，从而使其制备的纤维增强复合材料的弯曲强度、硬度；本发明通过碱处理联合硅烷耦合剂的方法处理植物纤维，使植物纤维具有更高的强度、拉伸性能和断裂伸长率，碱处理可去除覆盖纤维细胞壁外表面的部分木质素等物质，解聚纤维素并暴露短长度微晶，能降低纤维直径，增加长径比，使纤维表面变得更粗糙，有利于强化纤维和基质之间的界面粘结，硅烷偶联剂可以减少纤维-基质界面中纤维素羟基的数量，与纤维发生羟基反应，细胞壁上形成稳定的共价键，这些键被化学吸附到纤维表面，由于基质和纤维之间的共价键合，通过硅烷提供的烃链产生交联网络来抑制纤维的膨胀。
上述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述抗硫酸盐侵蚀剂通过以下方法制备：
步骤201、将新鲜柚子皮切碎后进行烘干，然后进行微波处理，得到微波处理柚子皮；所述切碎为将新鲜柚子皮切成边长为0.5mm～1.0mm的方块，所述微波处理采用微波炉进行，功率为800W～900W，时间为8min～15min；
步骤202、将步骤201中得到的微波处理柚子皮放入球磨机中进行粉磨，然后进行过筛，得到柚子皮粉；所述粉磨的时间为40min～50min；所述过筛中筛网的孔径小于0.08mm；
步骤203、将步骤202中得到的柚子皮粉和水配置为质量浓度为10％～20％的柚子皮原浆浆料，然后将柚子皮原浆浆料进行磨浆处理，得到预处理原料纤维；所述磨浆处理的转速为6600rpm～8800rpm；
步骤204、将步骤203中得到的预处理原料纤维和水配置为质量浓度为5％～8％的纤维浆料悬浮液，然后依次加入悬浮液质量8％～12％的Ba(OH)2、2％～4％的BaCO3、3％～5％的酰胺基型有机磷酸盐、0.8％～1.2％的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、8％～12％的羧甲基纤维素钠、15％～25％的质量比为1:1.5～3的硅灰和偏高岭土，之后以1300rpm/min～1700rpm/min的转速搅拌12min～18min，再静置2.5h～4h后在0.1Mpa下抽滤5min～10min，最后室温干燥3d～5d，得到干燥样品；
步骤205、将步骤204中得到的干燥样品进行粉磨和过筛，得到抗硫酸盐侵蚀剂；所述过筛采用筛孔直径不大于0.045mm的筛子。
本发明利用微波辐射时，柚子皮的纤维中的极性分子强烈吸收微波，产生大量热，致使部分半纤维素、木质素等的化学键断裂，与小分子量化学物质一起急剧挥发，产生压力，在原有植物本身多孔的状况下进一步促使原料纤维形成更多的微隙与孔洞，使其比表面积显著增大；本发明利用植物纤维复杂的多孔和吸湿的特质，通过发泡处理工艺，采用表面活性剂及具有微胶囊包裹性能的有机物将Ba2+、硅灰、偏高岭土和酰胺基型有机磷酸盐储存在植物纤维的多孔结构及表面上，当混凝土孔隙中有硫酸盐侵蚀时，Ba2+逐渐缓慢释放出来，Ba2+与SO4 2-反应生成BaSO4沉淀，不仅可消耗侵蚀环境中的硫酸盐又可以堵塞孔隙，另一方面硅灰和偏高岭土进一步减少Ca(OH)2，消耗分解体系中生成的钙矾石，前期吸湿性可吸附多余的水分可补充胶凝材料后期水化的水分，酰胺基型有机磷酸盐有效抑制了钙矾石凝胶向晶体转变的成核和生长过程；硅灰及偏高岭土少部分水化，水化产物与微胶囊包裹性能的有机物协同作用将纤维包裹住，当有硫酸盐侵蚀时，破坏表面C-S-H凝胶，从而释放Ba2 +，达到缓释且长效，综上以上所有效果，缓慢持续提供钡离子、碳酸钡分解钙矾石、补充后期水化的水分，可提高混凝土结构的完整性和抗硫酸盐侵蚀性能。
另外，本发明还提供了一种制备抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂和水分别进行称取；
步骤二、将步骤一中称取的水泥、粉煤灰、钼尾矿粉和磷渣粉进行混合，然后分为质量比为5～7:3～5的两份，得到第一份胶凝材料和第二份胶凝材料；
步骤三、将步骤一中称取的氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂混合，然后分为质量比为5～7:3～5的两份，得到第一份添加剂和第二份添加剂；
步骤四、将步骤一中称取的引气剂、减水剂和水混合，得到混合水；
步骤五、将步骤一中称取的细骨料和粗骨料混合，然后分为质量比为5～7:3～5的两份，得到第一份砂石骨料和第二份砂石骨料；
步骤六、将步骤二中得到的第一份胶凝材料和步骤三中得到的第一份添加剂进行混合，得到第一份混合料，将步骤二中得到的第二份胶凝材料和步骤三中得到的第二份添加剂进行混合，得到第二份混合料；
步骤七、将步骤五中得到的第一份砂石骨料和步骤六中得到的第一份混合料加入搅拌机搅拌30s～50s，然后加入50％～70％的混合水再搅拌60s～80s，之后加入步骤五中得到的第二份砂石骨料和步骤六中得到的第二份混合料，搅拌30s～50s，再加入20％～40％的混合水，搅拌60s～80s，最后加入10％的混合水，搅拌50s～70s，得到预混合料；
步骤八、将步骤七中得到的预混合料浇筑后进行养护，得到抗硫酸盐侵蚀混凝土；所述养护的温度为18℃～22℃，湿度不低于95％，时间为56d以上。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过各种固废火山灰质材料和化学外加剂降低Ca(OH)2含量、减少AFt生成，增加C-S-H凝胶，有效地改善了混凝土内部孔隙结构和界面，利用抗硫酸盐侵蚀剂的微胶囊包裹性能，缓慢释放Ba2+改善硫酸盐侵蚀严重地区混凝土服役环境，通过改性植物纤维有效地控制混凝土微裂纹形成，防止及抑制混凝土原生裂缝的形成和发展，大大改善混凝土防裂抗渗性能，增加混凝土的韧性，本发明提供的抗盐侵蚀混凝土能够有效抵抗硫酸盐的侵蚀，提高混凝土耐久性。
2、本发明采用粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉等固废火山灰材料，优化了混凝土内部孔结构，降低了孔隙率并减小了孔径，使混凝土形成密实充填结构和细观层次自紧密堆积体系，从而有效地改善了混凝土的力学性能及耐久性、改善浆体与集料间的界面区、优化了混凝土内部孔结构。
3、本发明使用氟硅酸锌可以直接与混凝土中的钙离子和氢氧化钙反应形成结晶体，增加混凝土的强度和密实度，本发明使用的改性植物纤维掺入到混凝土中能很好地分布在混凝土中形成一种三维乱向支撑网，能很好地阻止在混凝土浇捣成型过程中裂缝的产生，明显改善或提高了抗裂性能，同时，纤维的掺入大大提高了混凝土的抗渗性，这样便阻碍了化学物质的渗入，大大提高了混凝土的抗化学侵蚀性能，提高混凝土强度、抗折、抗渗性、抗裂性、抗冻融和抗化学侵蚀性能。
4、本发明通过碱处理联合硅烷耦合剂的方法处理植物纤维，使植物纤维具有更高的强度、拉伸性能和断裂伸长率，碱处理可去除覆盖纤维细胞壁外表面的部分木质素等物质，解聚纤维素并暴露短长度微晶，能降低纤维直径，增加长径比，使纤维表面变得更粗糙，有利于强化纤维和基质之间的界面粘结，硅烷偶联剂可以减少纤维-基质界面中纤维素羟基的数量，与纤维发生羟基反应，细胞壁上形成稳定的共价键，这些键被化学吸附到纤维表面，由于基质和纤维之间的共价键合，通过硅烷提供的烃链产生交联网络来抑制纤维的膨胀。
5、本发明利用微波辐射进一步促使原料纤维形成更多的微隙与孔洞，使其比表面积显著增大，本发明利用植物纤维复杂的多孔和吸湿的特质采用表面活性剂及具有微胶囊包裹性能的有机物将Ba2+、硅灰、偏高岭土和酰胺基型有机磷酸盐储存在植物纤维的多孔结构及表面上，当混凝土孔隙中有硫酸盐侵蚀时，Ba2+逐渐缓慢释放出来，Ba2+与SO4 2-反应生成BaSO4沉淀，不仅可消耗侵蚀环境中的硫酸盐又可以堵塞孔隙，另一方面硅灰和偏高岭土进一步减少Ca(OH)2，消耗分解体系中生成的钙矾石，前期吸湿性可吸附多余的水分可补充胶凝材料后期水化的水分，酰胺基型有机磷酸盐有效抑制了钙矾石凝胶向晶体转变的成核和生长过程；硅灰及偏高岭土少部分水化，水化产物与微胶囊包裹性能的有机物协同作用将纤维包裹住，当有硫酸盐侵蚀时，破坏表面C-S-H凝胶，从而释放Ba2+，达到缓释且长效，综上以上所有效果，缓慢持续提供钡离子、碳酸钡分解钙矾石、补充后期水化的水分，可提高混凝土结构的完整性和抗硫酸盐侵蚀性能。
6、本发明通过将胶凝材料分为两份，将添加剂分为两份，然后分次与混合水进行混合，并控制了混合的参数，使搅拌的均匀性更高，胶凝材料更好的包裹骨料，从而提高混凝土的质量和各项性能。
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥190份、细骨料713份、粗骨料1207份、粉煤灰67份、钼尾矿粉49份、磷渣粉18份、减水剂2.56份、引气剂0.96份、氟硅酸锌1.296份、改性植物纤维0.9份、抗硫酸盐侵蚀剂9.72份、水140份。
所述水泥的型号为P.O42.5；所述粉煤灰为F类I级粉煤灰，所述硅灰为SF90级；
所述细骨料为天然砂，所述粗骨料为5mm～31.5mm连续粒级碎石；
所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述引气剂为FX-9型引气剂；
所述钼尾矿粉和磷渣粉分别通过钼尾矿和磷渣进行球磨得到，所述球磨中球料比为3:1，球磨机的转速为600r/min，球磨时间为50min，助磨剂为三乙醇胺和硅酸钠，所述三乙醇胺的加入质量为钼尾矿粉或磷渣粉总质量的0.04％，所述硅酸钠的加入质量为钼尾矿粉或磷渣粉总质量的0.008％，所述钼尾矿粉的比表面积不小于590m2/kg，所述磷渣粉的比表面积不小于550m2/kg；
所述改性植物纤维通过以下方法制备：
步骤101、将植物纤维放入强碱溶液中进行浸泡，然后取出进行清洗和烘干，得到碱处理植物纤维；所述植物纤维为椰壳或剑麻纤维，所述强碱溶液为质量浓度8％的氢氧化钙、氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液，所述强碱溶液的温度为40℃，所述浸泡的时间为5h，所述清洗为将植物纤维洗至pH值呈中性；
步骤102、将硅烷偶联剂、醇类和水进行混合，得到硅烷偶联剂溶液；所述硅烷偶联剂溶液由以下质量分数的原料组成5％的硅烷偶联剂，24％的醇类和余量的水，所述硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)三甲氧基硅烷，所述醇类为丙醇，所述硅烷偶联剂溶液在1h内用完；
步骤103、将步骤101中得到的碱处理植物纤维放入步骤102中得到的硅烷偶联剂溶液中进行微波震荡，然后进行晾干，得到硅烷偶联剂溶液处理植物纤维；所述微波震荡的时间为20min；
步骤104、将步骤103中得到的硅烷偶联剂溶液处理植物纤维进行剪切，得到改性植物纤维；所述改性植物纤维的长度为8mm～15mm，抗拉强度不小于485MPa，弹性模量不小于28GPa，断裂延伸率不小于7％，吸水率不大于46％。
所述抗硫酸盐侵蚀剂通过以下方法制备：
步骤201、将新鲜柚子皮切碎后进行烘干，然后进行微波处理，得到微波处理柚子皮；所述切碎为将新鲜柚子皮切成边长为0.5mm～1.0mm的方块，所述微波处理采用微波炉进行，功率为800W～900W，时间为15min；
步骤202、将步骤201中得到的微波处理柚子皮放入球磨机中进行粉磨，然后进行过筛，得到柚子皮粉；所述粉磨的时间为40min；所述过筛中筛网的孔径小于0.08mm；
步骤203、将步骤202中得到的柚子皮粉和水配置为质量浓度为20％的柚子皮原浆浆料，然后将柚子皮原浆浆料进行磨浆处理，得到预处理原料纤维；所述磨浆处理的转速为6600rpm；
步骤204、将步骤203中得到的预处理原料纤维和水配置为质量浓度为8％的纤维浆料悬浮液，然后依次加入悬浮液质量8％的Ba(OH)2、4％的BaCO3、3％的酰胺基型有机磷酸盐、1.2％的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、8％的羧甲基纤维素钠、25％的的质量比为1:3硅灰和偏高岭土，之后以1300rpm/min的转速搅拌18min，再静置2.5h后在0.1Mpa下抽滤10min，最后室温干燥3d，得到干燥样品；
步骤205、将步骤204中得到的干燥样品进行粉磨和过筛，得到抗硫酸盐侵蚀剂；所述过筛采用筛孔直径不大于0.045mm的筛子。
本实施例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂和水分别进行称取；
步骤二、将步骤一中称取的水泥、粉煤灰、钼尾矿粉和磷渣粉进行混合，然后分为质量比为7:3的两份，得到第一份胶凝材料和第二份胶凝材料；
步骤三、将步骤一中称取的氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂混合，然后分为质量比为5:5的两份，得到第一份添加剂和第二份添加剂；
步骤四、将步骤一中称取的引气剂、减水剂和水混合，得到混合水；
步骤五、将步骤一中称取的细骨料和粗骨料混合，然后分为质量比为7:3的两份，得到第一份砂石骨料和第二份砂石骨料；
步骤六、将步骤二中得到的第一份胶凝材料和步骤三中得到的第一份添加剂进行混合，得到第一份混合料，将步骤二中得到的第二份胶凝材料和步骤三中得到的第二份添加剂进行混合，得到第二份混合料；
步骤七、将步骤五中得到的第一份砂石骨料和步骤六中得到的第一份混合料加入搅拌机搅拌50s，然后加入70％的混合水再搅拌60s，之后加入步骤五中得到的第二份砂石骨料和步骤六中得到的第二份混合料，搅拌50s，再加入20％的混合水，搅拌60s，最后加入10％的混合水，搅拌50s，得到预混合料；
步骤八、将步骤七中得到的预混合料浇筑后进行养护，得到抗硫酸盐侵蚀混凝土；所述养护的温度为18℃～22℃，湿度不低于95％，时间为56d以上。
对比例1
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥320份、细骨料713份、粗骨料1207份、减水剂2.56份、引气剂0.96份、水138份。
本对比例的水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂、水与实施例1相同。
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法与实施例1相同。
对比例2
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥190份、细骨料713份、粗骨料1207份、粉煤灰67份、钼尾矿粉49份、磷渣粉18份、减水剂2.56份、引气剂0.96份、氟硅酸锌1.296份、水140份。
本对比例的水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂、水与实施例1相同。
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法与实施例1相同。
对比例3
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥190份、细骨料713份、粗骨料1207份、粉煤灰67份、钼尾矿粉49份、磷渣粉18份、减水剂2.56份、引气剂0.96份、氟硅酸锌1.296份、改性植物纤维0.9份、水140份。
本对比例的水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂、水与实施例1相同。
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法与实施例1相同。
实施例2
本实施例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥264份、细骨料672份、粗骨料1091份、粉煤灰70份、钼尾矿粉61份、磷渣粉40份、减水剂3.496份、引气剂1.311份、氟硅酸锌1.740份、改性植物纤维0.9份、抗硫酸盐侵蚀剂13.05份、水165份。
所述水泥的型号为P.O42.5；所述粉煤灰为F类I级粉煤灰，所述硅灰为SF90级；
所述细骨料为天然砂，所述粗骨料为5mm～31.5mm连续粒级碎石；
所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述引气剂为FX-9型引气剂；
所述钼尾矿粉和磷渣粉分别通过钼尾矿和磷渣进行球磨得到，所述球磨中球料比为3.5:1，球磨机的转速为500r/min，球磨时间为60min，助磨剂为三乙醇胺和硅酸钠，所述三乙醇胺的加入质量为钼尾矿粉或磷渣粉总质量的0.03％，所述硅酸钠的加入质量为钼尾矿粉或磷渣粉总质量的0.010％，所述钼尾矿粉的比表面积不小于590m2/kg，所述磷渣粉的比表面积不小于550m2/kg；
所述改性植物纤维通过以下方法制备：
步骤101、将植物纤维放入强碱溶液中进行浸泡，然后取出进行清洗和烘干，得到碱处理植物纤维；所述植物纤维为椰壳或剑麻纤维，所述强碱溶液为质量浓度7％的氢氧化钙、氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液，所述强碱溶液的温度为50℃，所述浸泡的时间为4.5h，所述清洗为将植物纤维洗至pH值呈中性；
步骤102、将硅烷偶联剂、醇类和水进行混合，得到硅烷偶联剂溶液；所述硅烷偶联剂溶液由以下质量分数的原料组成6％的硅烷偶联剂，22％的醇类和余量的水，所述硅烷偶联剂为Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，所述醇类为甲醇，所述硅烷偶联剂溶液在1h内用完；
步骤103、将步骤101中得到的碱处理植物纤维放入步骤102中得到的硅烷偶联剂溶液中进行微波震荡，然后进行晾干，得到硅烷偶联剂溶液处理植物纤维；所述微波震荡的时间为25min；
步骤104、将步骤103中得到的硅烷偶联剂溶液处理植物纤维进行剪切，得到改性植物纤维；所述改性植物纤维的长度为8mm～15mm，抗拉强度不小于485MPa，弹性模量不小于28GPa，断裂延伸率不小于7％，吸水率不大于46％。
所述抗硫酸盐侵蚀剂通过以下方法制备：
步骤201、将新鲜柚子皮切碎后进行烘干，然后进行微波处理，得到微波处理柚子皮；所述切碎为将新鲜柚子皮切成边长为0.5mm～1.0mm的方块，所述微波处理采用微波炉进行，功率为800W～900W，时间为10min；
步骤202、将步骤201中得到的微波处理柚子皮放入球磨机中进行粉磨，然后进行过筛，得到柚子皮粉；所述粉磨的时间为45min；所述过筛中筛网的孔径小于0.08mm；
步骤203、将步骤202中得到的柚子皮粉和水配置为质量浓度为15％的柚子皮原浆浆料，然后将柚子皮原浆浆料进行磨浆处理，得到预处理原料纤维；所述磨浆处理的转速为7700rpm；
步骤204、将步骤203中得到的预处理原料纤维和水配置为质量浓度为6％的纤维浆料悬浮液，然后依次加入悬浮液质量10％的Ba(OH)2、3％的BaCO3、4％的酰胺基型有机磷酸盐、1.0％的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、10％的羧甲基纤维素钠、20％的的质量比为1:2硅灰和偏高岭土，之后以1500rpm/min的转速搅拌15min，再静置3h后在0.1Mpa下抽滤8min，最后室温干燥4d，得到干燥样品；
步骤205、将步骤204中得到的干燥样品进行粉磨和过筛，得到抗硫酸盐侵蚀剂；所述过筛采用筛孔直径不大于0.045mm的筛子。
本实施例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂和水分别进行称取；
步骤二、将步骤一中称取的水泥、粉煤灰、钼尾矿粉和磷渣粉进行混合，然后分为质量比为6:4的两份，得到第一份胶凝材料和第二份胶凝材料；
步骤三、将步骤一中称取的氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂混合，然后分为质量比为7:3的两份，得到第一份添加剂和第二份添加剂；
步骤四、将步骤一中称取的引气剂、减水剂和水混合，得到混合水；
步骤五、将步骤一中称取的细骨料和粗骨料混合，然后分为质量比为6:4的两份，得到第一份砂石骨料和第二份砂石骨料；
步骤六、将步骤二中得到的第一份胶凝材料和步骤三中得到的第一份添加剂进行混合，得到第一份混合料，将步骤二中得到的第二份胶凝材料和步骤三中得到的第二份添加剂进行混合，得到第二份混合料；
步骤七、将步骤五中得到的第一份砂石骨料和步骤六中得到的第一份混合料加入搅拌机搅拌40s，然后加入50％的混合水再搅拌70s，之后加入步骤五中得到的第二份砂石骨料和步骤六中得到的第二份混合料，搅拌40s，再加入40％的混合水，搅拌70s，最后加入10％的混合水，搅拌60s，得到预混合料；
步骤八、将步骤七中得到的预混合料浇筑后进行养护，得到抗硫酸盐侵蚀混凝土；所述养护的温度为18℃～22℃，湿度不低于95％，时间为56d以上。
对比例4
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥437份、细骨料672份、粗骨料1091份、减水剂3.496份、引气剂1.311份、水166份。
本对比例的水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂、水与实施例2相同。
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法与实施例2相同。
对比例5
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥264份、细骨料672份、粗骨料1091份、粉煤灰70份、钼尾矿粉61份、磷渣粉40份、减水剂3.496份、引气剂1.311份、氟硅酸锌1.740份、水165份。
本对比例的水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂、水与实施例2相同。
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法与实施例2相同。
对比例6
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥264份、细骨料672份、粗骨料1091份、粉煤灰70份、钼尾矿粉61份、磷渣粉40份、减水剂3.496份、引气剂1.311份、氟硅酸锌1.740份、改性植物纤维0.9份、水165份。
本对比例的水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂、水与实施例2相同。
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法与实施例2相同。
实施例3
本实施例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥292份、细骨料662份、粗骨料1082份、粉煤灰76份、钼尾矿粉70份、磷渣粉46份、减水剂3.856份、引气剂1.446份、氟硅酸锌1.936份、改性植物纤维0.9份、抗硫酸盐侵蚀剂14.52份、水160份。
所述水泥的型号为P.O42.5；所述粉煤灰为F类I级粉煤灰，所述硅灰为SF90级；
所述细骨料为天然砂，所述粗骨料为5mm～31.5mm连续粒级碎石；
所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述引气剂为FX-9型引气剂；
所述钼尾矿粉和磷渣粉分别通过钼尾矿和磷渣进行球磨得到，所述球磨中球料比为4:1，球磨机的转速为450r/min，球磨时间为70min，助磨剂为三乙醇胺和硅酸钠，所述三乙醇胺的加入质量为钼尾矿粉或磷渣粉总质量的0.02％，所述硅酸钠的加入质量为钼尾矿粉或磷渣粉总质量的0.012％，所述钼尾矿粉的比表面积不小于590m2/kg，所述磷渣粉的比表面积不小于550m2/kg；
所述改性植物纤维通过以下方法制备：
步骤101、将植物纤维放入强碱溶液中进行浸泡，然后取出进行清洗和烘干，得到碱处理植物纤维；所述植物纤维为椰壳或剑麻纤维，所述强碱溶液为质量浓度5％的氢氧化钙、氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液，所述强碱溶液的温度为60℃，所述浸泡的时间为4h，所述清洗为将植物纤维洗至pH值呈中性；
步骤102、将硅烷偶联剂、醇类和水进行混合，得到硅烷偶联剂溶液；所述硅烷偶联剂溶液由以下质量分数的原料组成10％的硅烷偶联剂，19％的醇类和余量的水，所述硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，所述醇类为乙醇，所述硅烷偶联剂溶液在1h内用完；
步骤103、将步骤101中得到的碱处理植物纤维放入步骤102中得到的硅烷偶联剂溶液中进行微波震荡，然后进行晾干，得到硅烷偶联剂溶液处理植物纤维；所述微波震荡的时间为30min；
步骤104、将步骤103中得到的硅烷偶联剂溶液处理植物纤维进行剪切，得到改性植物纤维；所述改性植物纤维的长度为8mm～15mm，抗拉强度不小于485MPa，弹性模量不小于28GPa，断裂延伸率不小于7％，吸水率不大于46％。
所述抗硫酸盐侵蚀剂通过以下方法制备：
步骤201、将新鲜柚子皮切碎后进行烘干，然后进行微波处理，得到微波处理柚子皮；所述切碎为将新鲜柚子皮切成边长为0.5mm～1.0mm的方块，所述微波处理采用微波炉进行，功率为800W～900W，时间为8min；
步骤202、将步骤201中得到的微波处理柚子皮放入球磨机中进行粉磨，然后进行过筛，得到柚子皮粉；所述粉磨的时间为50min；所述过筛中筛网的孔径小于0.08mm；
步骤203、将步骤202中得到的柚子皮粉和水配置为质量浓度为10％的柚子皮原浆浆料，然后将柚子皮原浆浆料进行磨浆处理，得到预处理原料纤维；所述磨浆处理的转速为8800rpm；
步骤204、将步骤203中得到的预处理原料纤维和水配置为质量浓度为5％的纤维浆料悬浮液，然后依次加入悬浮液质量12％的Ba(OH)2、2％的BaCO3、5％的酰胺基型有机磷酸盐、0.8％的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、12％的羧甲基纤维素钠、15％的的质量比为1:1.5硅灰和偏高岭土，之后以1700rpm/min的转速搅拌12min，再静置4h后在0.1Mpa下抽滤5min，最后室温干燥5d，得到干燥样品；
步骤205、将步骤204中得到的干燥样品进行粉磨和过筛，得到抗硫酸盐侵蚀剂；所述过筛采用筛孔直径不大于0.045mm的筛子。
本实施例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂和水分别进行称取；
步骤二、将步骤一中称取的水泥、粉煤灰、钼尾矿粉和磷渣粉进行混合，然后分为质量比为5:5的两份，得到第一份胶凝材料和第二份胶凝材料；
步骤三、将步骤一中称取的氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂混合，然后分为质量比为6:4的两份，得到第一份添加剂和第二份添加剂；
步骤四、将步骤一中称取的引气剂、减水剂和水混合，得到混合水；
步骤五、将步骤一中称取的细骨料和粗骨料混合，然后分为质量比为5:5的两份，得到第一份砂石骨料和第二份砂石骨料；
步骤六、将步骤二中得到的第一份胶凝材料和步骤三中得到的第一份添加剂进行混合，得到第一份混合料，将步骤二中得到的第二份胶凝材料和步骤三中得到的第二份添加剂进行混合，得到第二份混合料；
步骤七、将步骤五中得到的第一份砂石骨料和步骤六中得到的第一份混合料加入搅拌机搅拌30s，然后加入60％的混合水再搅拌80s，之后加入步骤五中得到的第二份砂石骨料和步骤六中得到的第二份混合料，搅拌30s，再加入30％的混合水，搅拌80s，最后加入10％的混合水，搅拌70s，得到预混合料；
步骤八、将步骤七中得到的预混合料浇筑后进行养护，得到抗硫酸盐侵蚀混凝土；所述养护的温度为18℃～22℃，湿度不低于95％，时间为56d以上。
对比例7
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥482份、细骨料662份、粗骨料1082份、减水剂3.856份、引气剂1.446份、水159份。
本对比例的水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂、水与实施例3相同。
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法与实施例3相同。
对比例8
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥292份、细骨料662份、粗骨料1082份、粉煤灰76份、钼尾矿粉70份、磷渣粉46份、减水剂3.856份、引气剂1.446份、氟硅酸锌1.936份、水160份。
本对比例的水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂、水与实施例3相同。
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法与实施例3相同。
对比例9
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥292份、细骨料662份、粗骨料1082份、粉煤灰76份、钼尾矿粉70份、磷渣粉46份、减水剂3.856份、引气剂1.446份、氟硅酸锌1.936份、改性植物纤维0.9份、水160份。
本对比例的水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂、水与实施例3相同。
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法与实施例3相同。
对比例10
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥292份、细骨料662份、粗骨料1082份、粉煤灰76份、钼尾矿粉70份、磷渣粉46份、减水剂3.856份、引气剂1.446份、氟硅酸锌1.936份、改性植物纤维0.9份、抗硫酸盐侵蚀剂14.52份、水160份。
本对比例的水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂、水与实施例3相同。
本对比例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂和水分别进行称取，然后进行290s搅拌混合，得到预混合料；
步骤二、将步骤一中得到的预混合料浇筑后进行养护，得到抗硫酸盐侵蚀混凝土；所述养护的温度为18℃～22℃，湿度不低于95％，时间为56d以上。
实施例4
本实施例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥280份、细骨料675份、粗骨料1082份、粉煤灰76份、钼尾矿粉65份、磷渣粉46份、减水剂3.350份、引气剂1.446份、氟硅酸锌1.800份、改性植物纤维1.0份、抗硫酸盐侵蚀剂13.50份、水162份。
本实施例的水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂、水与实施例1相同。
本实施例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂和水分别进行称取；
步骤二、将步骤一中称取的水泥、粉煤灰、钼尾矿粉和磷渣粉进行混合，然后分为质量比为7:3的两份，得到第一份胶凝材料和第二份胶凝材料；
步骤三、将步骤一中称取的氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂混合，然后分为质量比为5:5的两份，得到第一份添加剂和第二份添加剂；
步骤四、将步骤一中称取的引气剂、减水剂和水混合，得到混合水；
步骤五、将步骤一中称取的细骨料和粗骨料混合，然后分为质量比为7:3的两份，得到第一份砂石骨料和第二份砂石骨料；
步骤六、将步骤二中得到的第一份胶凝材料和步骤三中得到的第一份添加剂进行混合，得到第一份混合料，将步骤二中得到的第二份胶凝材料和步骤三中得到的第二份添加剂进行混合，得到第二份混合料；
步骤七、将步骤五中得到的第一份砂石骨料和步骤六中得到的第一份混合料加入搅拌机搅拌40s，然后加入60％的混合水再搅拌70s，之后加入步骤五中得到的第二份砂石骨料和步骤六中得到的第二份混合料，搅拌40s，再加入30％的混合水，搅拌70s，最后加入10％的混合水，搅拌60s，得到预混合料；
步骤八、将步骤七中得到的预混合料浇筑后进行养护，得到抗硫酸盐侵蚀混凝土；所述养护的温度为18℃～22℃，湿度不低于95％，时间为56d以上。
实施例5
本实施例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥292份、细骨料662份、粗骨料1100份、粉煤灰70份、钼尾矿粉70份、磷渣粉40份、减水剂3.856份、引气剂1.300份、氟硅酸锌1.936份、改性植物纤维0.8份、抗硫酸盐侵蚀剂14.52份、水157份。
本实施例的水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂、水与实施例1相同。
本实施例的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂和水分别进行称取；
步骤二、将步骤一中称取的水泥、粉煤灰、钼尾矿粉和磷渣粉进行混合，然后分为质量比为7:3的两份，得到第一份胶凝材料和第二份胶凝材料；
步骤三、将步骤一中称取的氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂混合，然后分为质量比为5:5的两份，得到第一份添加剂和第二份添加剂；
步骤四、将步骤一中称取的引气剂、减水剂和水混合，得到混合水；
步骤五、将步骤一中称取的细骨料和粗骨料混合，然后分为质量比为7:3的两份，得到第一份砂石骨料和第二份砂石骨料；
步骤六、将步骤二中得到的第一份胶凝材料和步骤三中得到的第一份添加剂进行混合，得到第一份混合料，将步骤二中得到的第二份胶凝材料和步骤三中得到的第二份添加剂进行混合，得到第二份混合料；
步骤七、将步骤五中得到的第一份砂石骨料和步骤六中得到的第一份混合料加入搅拌机搅拌40s，然后加入60％的混合水再搅拌70s，之后加入步骤五中得到的第二份砂石骨料和步骤六中得到的第二份混合料，搅拌40s，再加入30％的混合水，搅拌70s，最后加入10％的混合水，搅拌60s，得到预混合料；
步骤八、将步骤七中得到的预混合料浇筑后进行养护，得到抗硫酸盐侵蚀混凝土；所述养护的温度为18℃～22℃，湿度不低于95％，时间为56d以上。
将本发明实施例1～实施例3，对比例1～对比例10得到的抗硫酸盐侵蚀混凝土，根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081—2019和《纤维混凝土试验方法标准》CECS 13:2009中规定的方法，测试抗硫酸盐侵蚀混凝土立方体的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度，抗硫酸盐侵蚀混凝土制备为混凝土试件，混凝土试件的尺寸为100mm×100mm×100mm(长×宽×高)和100mm×100mm×400mm(长×宽×高)，依据《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB 10005—2010、《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2019中规定的方法，测试抗硫酸盐侵蚀混凝土立方体的抗硫酸盐侵蚀试验和氯离子渗透试验，检测结果如表1。
表1
通过表1可以看出，(1)对比例1、对比例4、对比例7，分别为不同强度等级(C35、C40、C50)，胶凝材料仅为水泥，未添加改性纤维和抗硫酸盐侵蚀剂，作用为基础组。
(2)对比例1、对比例2、对比例3对应实施例1，区别为对比例2增加20％粉煤灰、15％钼尾矿粉、5％磷渣粉、0.4％的氟硅酸锌；对比例3增加20％粉煤灰、15％钼尾矿粉、5％磷渣粉、0.4％的氟硅酸锌、0.9kg/m2改性纤维；实施例1增加20％粉煤灰、15％钼尾矿粉、5％磷渣粉、0.4％的氟硅酸锌、0.9kg/m2改性纤维和3％的抗硫酸盐侵蚀剂。
(3)对比例4、对比例5、对比例6对应实施例2，区别为对比例5增加16％粉煤灰、14％钼尾矿粉、9％磷渣粉、0.4％的氟硅酸锌；对比例6增加16％粉煤灰、14％钼尾矿粉、9％磷渣粉、0.4％的氟硅酸锌、0.9kg/m2改性纤维；实施例2增加16％粉煤灰、14％钼尾矿粉、9％磷渣粉、0.4％的氟硅酸锌、0.9kg/m2改性纤维和3％的抗硫酸盐侵蚀剂。
(4)对比例7、对比例8、对比例9对应实施例3，区别为对比例8增加16％粉煤灰、14％钼尾矿粉、10％磷渣粉、0.4％的氟硅酸锌；对比例9增加16％粉煤灰、14％钼尾矿粉、10％磷渣粉、0.4％的氟硅酸锌、0.9kg/m2改性纤维；实施例3增加0.4％的氟硅酸锌、0.9kg/m2改性纤维和3％的抗硫酸盐侵蚀剂。
从试验结果看可以看出氟硅酸锌可以提高混凝土力学性能，原理前面描述过，对抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度略有提升；改性纤维较大程度的提高了混凝土的抗折和劈裂抗压强度，提升率14％以上。
当适量改性纤维掺入混凝土中，可削弱基体内部微裂纹的生成，缓解裂缝尖端的应力集中现象，同时承受横截面的外荷载作用，起到一定增强增韧作用，明显提升混凝土的劈裂抗拉性能、抗折性能等，由于削弱微裂纹的生成使得混凝土孔隙等缺陷减少，从而提高混凝土耐久性。
抗硫酸盐侵蚀剂对混凝土力学性能影响不大，只有略微增加；但侵蚀系数和质量损失有较大的提高，说明能有效提高混凝土的抗硫酸侵蚀性能。300次硫酸盐干湿循环试验后，基础组试件已失效；但实例组质量损失很少，甚至还是呈现增长的趋势；质量也呈现增加，都说明混凝土狂硫酸盐侵蚀能力大幅度的提高；实施例1的150次和300次抗侵蚀系数与对比例1相比分别提高6％和45％、实施例2的150次和300次抗侵蚀系数与对比例2相比分别提高4.0％和25.2％、；实施例3的150次和300次抗侵蚀系数与对比例1相比分别提高3.8％和14.1％；三组实例的150次和300次质量损失率都从正值变为负值，表现为质量增加。
(5)实施例3与对比例10为搅拌机制的变化，可以看出本发明的搅拌方法可以使搅拌均匀性更高，胶凝材料更好的包裹骨料，从而提高混凝土的质量和各项性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，该植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥190～292份、细骨料662～713份、粗骨料1082～1207份、粉煤灰67～76份、钼尾矿粉49～70份、磷渣粉18～46份、减水剂2.56～3.856份、引气剂0.96～1.446份、氟硅酸锌1.296～1.936份、改性植物纤维0.8～1.1份、抗硫酸盐侵蚀剂9.72～14.52份、水140～165份。
2.根据权利要求1所述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥280～292份、细骨料662～675份、粗骨料1082～1100份、粉煤灰70～76份、钼尾矿粉65～70份、磷渣粉40～46份、减水剂3.350～3.856份、引气剂1.300～1.446份、氟硅酸锌1.800～1.936份、改性植物纤维0.8～1.0份、抗硫酸盐侵蚀剂13.50～14.52份、水157～162份。
3.根据权利要求1或2所述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述植物纤维混凝土由以下质量分数的成分组成：水泥292份、细骨料662份、粗骨料1082份、粉煤灰76份、钼尾矿粉70份、磷渣粉46份、减水剂3.856份、引气剂1.446份、氟硅酸锌1.936份、改性植物纤维0.9份、抗硫酸盐侵蚀剂14.52份、水160份。
4.根据权利要求1所述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述水泥的型号为P.O42.5；所述粉煤灰为F类I级粉煤灰，所述硅灰为SF90级。
5.根据权利要求1所述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述钼尾矿粉和磷渣粉分别通过钼尾矿和磷渣进行球磨得到，所述球磨中球料比为3～4:1，球磨机的转速为450r/min～600r/min，球磨时间为50min～70min，助磨剂为三乙醇胺和硅酸钠，所述三乙醇胺的加入质量为钼尾矿粉或磷渣粉总质量的0.02％～0.04％，所述硅酸钠的加入质量为钼尾矿粉或磷渣粉总质量的0.008％～0.012％，所述钼尾矿粉的比表面积不小于590m2/kg，所述磷渣粉的比表面积不小于550m2/kg。
6.根据权利要求1所述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述细骨料为天然砂，所述粗骨料为5mm～31.5mm连续粒级碎石。
7.根据权利要求1所述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述引气剂为FX-9型引气剂。
8.根据权利要求1所述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述改性植物纤维通过以下方法制备：
步骤101、将植物纤维放入强碱溶液中进行浸泡，然后取出进行清洗和烘干，得到碱处理植物纤维；所述植物纤维为椰壳或剑麻纤维，所述强碱溶液为质量浓度5％～8％的氢氧化钙、氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液，所述强碱溶液的温度为40℃～60℃，所述浸泡的时间为4h～5h，所述清洗为将植物纤维洗至pH值呈中性；
步骤102、将硅烷偶联剂、醇类和水进行混合，得到硅烷偶联剂溶液；所述硅烷偶联剂溶液由以下质量分数的原料组成5％～10％的硅烷偶联剂，19％～24％的醇类和余量的水，所述硅烷偶联剂为Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)三甲氧基硅烷，所述醇类为甲醇、乙醇或丙醇，所述硅烷偶联剂溶液在1h内用完；
步骤103、将步骤101中得到的碱处理植物纤维放入步骤102中得到的硅烷偶联剂溶液中进行微波震荡，然后进行晾干，得到硅烷偶联剂溶液处理植物纤维；所述微波震荡的时间为20min～30min；
步骤104、将步骤103中得到的硅烷偶联剂溶液处理植物纤维进行剪切，得到改性植物纤维；所述改性植物纤维的长度为8mm～15mm，抗拉强度不小于485MPa，弹性模量不小于28GPa，断裂延伸率不小于7％，吸水率不大于46％。
9.根据权利要求1所述的一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土，其特征在于，所述抗硫酸盐侵蚀剂通过以下方法制备：
步骤201、将新鲜柚子皮切碎后进行烘干，然后进行微波处理，得到微波处理柚子皮；所述切碎为将新鲜柚子皮切成边长为0.5mm～1.0mm的方块，所述微波处理采用微波炉进行，功率为800W～900W，时间为8min～15min；
步骤202、将步骤201中得到的微波处理柚子皮放入球磨机中进行粉磨，然后进行过筛，得到柚子皮粉；所述粉磨的时间为40min～50min；所述过筛中筛网的孔径小于0.08mm；
步骤203、将步骤202中得到的柚子皮粉和水配置为质量浓度为10％～20％的柚子皮原浆浆料，然后将柚子皮原浆浆料进行磨浆处理，得到预处理原料纤维；所述磨浆处理的转速为6600rpm～8800rpm；
步骤204、将步骤203中得到的预处理原料纤维和水配置为质量浓度为5％～8％的纤维浆料悬浮液，然后依次加入悬浮液质量8％～12％的Ba(OH)2、2％～4％的BaCO3、3％～5％的酰胺基型有机磷酸盐、0.8％～1.2％的十二烷基苯磺酸钠、8％～12％的羧甲基纤维素钠、15％～25％的质量比为1:1.5～3的硅灰和偏高岭土，之后以1300rpm/min～1700rpm/min的转速搅拌12min～18min，再静置2.5h～4h后在0.1Mpa下抽滤5min～10min，最后室温干燥3d～5d，得到干燥样品；
步骤205、将步骤204中得到的干燥样品进行粉磨和过筛，得到抗硫酸盐侵蚀剂；所述过筛采用筛孔直径不大于0.045mm的筛子。
10.一种制备如权利要求1～3中任一权利要求所述的抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将水泥、细骨料、粗骨料、粉煤灰、钼尾矿粉、磷渣粉、减水剂、引气剂、氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂和水分别进行称取；
步骤二、将步骤一中称取的水泥、粉煤灰、钼尾矿粉和磷渣粉进行混合，然后分为质量比为5～7:3～5的两份，得到第一份胶凝材料和第二份胶凝材料；
步骤三、将步骤一中称取的氟硅酸锌、改性植物纤维、抗硫酸盐侵蚀剂混合，然后分为质量比为5～7:3～5的两份，得到第一份添加剂和第二份添加剂；
步骤四、将步骤一中称取的引气剂、减水剂和水混合，得到混合水；
步骤五、将步骤一中称取的细骨料和粗骨料混合，然后分为质量比为5～7:3～5的两份，得到第一份砂石骨料和第二份砂石骨料；
步骤六、将步骤二中得到的第一份胶凝材料和步骤三中得到的第一份添加剂进行混合，得到第一份混合料，将步骤二中得到的第二份胶凝材料和步骤三中得到的第二份添加剂进行混合，得到第二份混合料；
步骤七、将步骤五中得到的第一份砂石骨料和步骤六中得到的第一份混合料加入搅拌机搅拌30s～50s，然后加入50％～70％的混合水再搅拌60s～80s，之后加入步骤五中得到的第二份砂石骨料和步骤六中得到的第二份混合料，搅拌30s～50s，再加入20％～40％的混合水，搅拌60s～80s，最后加入10％的混合水，搅拌50s～70s，得到预混合料；
步骤八、将步骤七中得到的预混合料浇筑后进行养护，得到抗硫酸盐侵蚀混凝土；所述养护的温度为18℃～22℃，湿度不低于95％，时间为56d以上。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN101215138A (zh) * | 2008-01-04 | 2008-07-09 | 东南大学 | 掺矿渣活性粉末混凝土 |
| CN104631122A (zh) * | 2015-02-26 | 2015-05-20 | 河南科技大学 | 高模量抗冲击碳纤维复合材料及其制备方法 |
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| CN106010028A (zh) * | 2016-07-03 | 2016-10-12 | 陈毅忠 | 一种添加柚子皮交联壳聚糖制备净化甲醛涂料的方法 |
| CN110922125A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-03-27 | 北京太平洋水泥制品有限公司 | 一种抗硫酸盐侵蚀混凝土及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101215138A (zh) * | 2008-01-04 | 2008-07-09 | 东南大学 | 掺矿渣活性粉末混凝土 |
| US20160194245A1 (en) * | 2013-08-27 | 2016-07-07 | Construction Research & Technology Gmbh | Novel fibers, methods for their preparation and use in the manufacture of reinforced elements |
| CN104631122A (zh) * | 2015-02-26 | 2015-05-20 | 河南科技大学 | 高模量抗冲击碳纤维复合材料及其制备方法 |
| CN106010028A (zh) * | 2016-07-03 | 2016-10-12 | 陈毅忠 | 一种添加柚子皮交联壳聚糖制备净化甲醛涂料的方法 |
| CN110922125A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-03-27 | 北京太平洋水泥制品有限公司 | 一种抗硫酸盐侵蚀混凝土及其制备方法 |
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