CN116655336A - 一种钢渣基混凝土固碳防护涂层及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种钢渣基混凝土固碳防护涂层及其制备方法和应用。本发明提供的钢渣基混凝土固碳防护涂层，以质量份数计，其制备原料包括以下组分：钢渣微粉40～50份、石英砂30～40份、快凝快硬水泥5～10份、钙补充剂9～15份、消泡剂0.1～0.5份、增稠剂1～1.5份、粘结剂1～2份、减水剂1～5份和水30～40份；所述钢渣微粉、石英砂、快凝快硬水泥、钙补充剂、消泡剂、增稠剂、粘结剂和减水剂的总质量份数为100份，其与基底混凝土的粘结力强，不易老化，具有优异的耐久性，使用寿命长，而且采用钢渣微粉为主原料，拓展了钢渣综合利用新途径，价格低廉，制备方法简单。
Description
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种钢渣基混凝土固碳防护涂层及其制备方法和应用。
背景技术
在沿海、西北和西南的一些地区，地下水和土壤中含有大量的腐蚀性离子，如氯化物、硫酸盐、镁盐等，这些腐蚀性离子会侵蚀钢筋混凝土，一方面使混凝土硬化从而改变水泥成分，影响混凝土的强度，甚至引发混凝土结构物的失效；另一方面含有腐蚀性离子的水分进入到混凝土内部，使内部钢筋发生锈蚀。同时在寒冷环境下，多孔、亲水的混凝土易被水润湿，水通过这些亲水孔隙进入混凝土内部，在混凝土内部结冰导致体积膨胀，引发冻融，对混凝土造成胀裂破坏；因此，采取相应的防护措施，提高混凝土结构物的可靠性和耐久性，具有十分重要的意义。
近年来，研究人员开发了多种混凝土表面涂层来提高混凝土的耐久性。在功能上主要分为四类：表面处理、疏水改性、堵孔处理和复合表面处理。表面处理是在水泥基材表面形成保护层，防止侵蚀性物质渗透，如环氧树脂、丙烯酸、聚乙烯共聚物、聚氨酯和聚合物改性砂浆。疏水改性是用憎水类化合物(包括硅烷和硅氧烷基材料等)穿透混凝土孔隙，从而产生疏水性孔隙表面。堵孔处理是通过填充混凝土表面的毛细孔，从而提高混凝土的抗渗性。硅酸盐基材料已被证明是良好的孔隙阻断处理剂，而水玻璃是最常用的一种。复合表面处理则是至少前述两种技术的复合，如疏水改性和孔隙堵塞等。但是，传统的表面处理所用有机聚合物涂层与混凝土表面界面结合相对较弱，且易受各种外界物理损伤而老化，导致其耐久性较差，使用寿命短。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钢渣基混凝土固碳防护涂层及其制备方法和应用，本发明提供的钢渣基混凝土固碳防护涂层与基底混凝土的粘结力强，不易老化，具有优异的耐久性，使用寿命长，而且采用钢渣微粉为主原料，拓展了钢渣综合利用新途径，价格低廉，制备方法简单。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种钢渣基混凝土固碳防护涂层，以质量份数计，其制备原料包括以下组分：
钢渣微粉40～50份、石英砂30～40份、快凝快硬水泥5～10份、钙补充剂9～15份、消泡剂0.1～0.5份、增稠剂1～1.5份、粘结剂1～2份、减水剂1～5份和水30～40份；
所述钢渣微粉、石英砂、快凝快硬水泥、钙补充剂、消泡剂、增稠剂、粘结剂和减水剂的总质量份数为100份。
优选的，所述钢渣微粉的比表面积为450～500m2/kg；所述钢渣微粉的粒径为25～75μm；所述钢渣微粉的碱度≥2.4所述钢渣微粉中C2S的质量百分含量为15～25％，C3S的质量百分含量为35～45％。
优选的，所述石英砂的粒径为0.6～2mm。
优选的，所述钙补充剂为氢氧化钙、碳酸钙和氧化钙的一种或几种；所述钙补充剂的粒径≤32μm；所述钙补充剂中钙元素的质量百分含量＞95％。
优选的，所述消泡剂的pH值为6.0～7.5，固含量为99.5％。
优选的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素和/或羟乙基纤维素。
优选的，所述粘结剂为聚乙烯醇、羟丙基瓜尔豆胶和树脂胶粉的一种或几种。
优选的，所述减水剂为聚羧酸系效减水剂；所述减水剂的减水率≥30％。
本发明还提供了上述技术方案所述钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣微粉、石英砂、快凝快硬水泥、钙补充剂、消泡剂、增稠剂、粘结剂、减水剂和水混合，得到混合料；
将所述混合料涂覆于混凝土表面后，置于密封环境中通入CO2，进行碳酸化养护，得到钢渣基混凝土固碳防护涂层。
本发明还提供了上述技术方案所述钢渣基混凝土固碳防护涂层或上述技术方案所述制备方法制备的钢渣基混凝土固碳防护涂层在混凝土防护中的应用。
本发明提供了一种钢渣基混凝土固碳防护涂层，以质量份数计，其制备原料包括以下组分：钢渣微粉40～50份、石英砂30～40份、快凝快硬水泥5～10份、钙补充剂9～15份、消泡剂0.1～0.5份、增稠剂1～1.5份、粘结剂1～2份、减水剂1～5份和水30～40份；所述钢渣微粉、石英砂、快凝快硬水泥、钙补充剂、消泡剂、增稠剂、粘结剂和减水剂的总质量份数为100份。
本发明提供的钢渣基混凝土固碳防护涂层以钢渣微粉作为主要材料，与水泥胶凝材料相比，钢渣微粉绿色环保，在生产过程中不产生二氧化碳，且具有一定的胶凝特性，通过水化反应能够在混凝土结构物表面形成具有一定强度的防护层，另一方面，由于钢渣中含有丰富的γ-C2S、f-CaO、f-MgO，表现出较高的碳化反应活性，通过与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，利用碳酸钙的稳定性，在既有混凝土表面形成碳化层，保护层与碳化层共同作用，填充混凝土外部孔隙，提升混凝土的耐久性；而加入的钙补充剂一方面能激发钢渣的胶凝活性，另一方面也可为钢渣微粉的碳化反应提供外部钙源，同时加入增稠剂和粘结剂，有机无机进行复合，既提升了防护涂层与基底混凝土的粘结力，大大提升了涂层的使用寿命，又降低了涂层浆料硬化过程中的收缩率与刚性，使其不易老化，使用寿命长。该钢渣基混凝土固碳防护涂层一方面能有效提升混凝土结构物的耐久性，另一方面涂层浆料价格低廉，制备工艺简单，施工简便，以钢渣微粉为主原料也拓展了钢渣综合利用新途径，同时钢渣碳化反应消耗二氧化碳，可有效减少二氧化碳排放量，具有良好的经济效益和社会效益与环境效益。
具体实施方式
本发明提供了一种钢渣基混凝土固碳防护涂层，以质量份数计，其制备原料包括以下组分：
钢渣微粉40～50份、石英砂30～40份、快凝快硬水泥5～10份、钙补充剂9～15份、消泡剂0.1～0.5份、增稠剂1～1.5份、粘结剂1～2份、减水剂1～5份和水30～40份；
所述钢渣微粉、石英砂、快凝快硬水泥、钙补充剂、消泡剂、增稠剂、粘结剂和减水剂的总质量份数为100份。
如无特殊说明，本发明对所用制备原料的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。
本发明提供的钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料包括质量份数为40～50份的钢渣微粉，优选为43～45份。
在本发明中，所述钢渣微粉的比表面积优选为450～500m2/kg，更优选为480～500m2/kg；所述钢渣微粉的粒径优选为25～75μm，更优选为40～60μm；所述钢渣微粉的碱度优选≥2.4，更优选≥2.6；所述钢渣微粉中C2S的质量百分含量优选为15～25％，更优选为18～22％，C3S的质量百分含量优选为35～45％，更优选为40～42％。
在本发明中，所述钢渣微粉的制备方法优选为将钢渣尾渣除铁后，依次进行粉碎和筛选，得到钢渣微粉；所述粉碎的设备优选为辊磨和立磨；所述筛选的设备优选为选粉机。
本发明选用钢渣微粉作为混凝土固碳防护涂层组分的主要原因是，一方面基于其具有胶凝特性，通过水化反应能够在现有混凝土结构物表面形成具有一定强度的防护层，另一方面钢渣微粉中含有丰富的γ-C2S、f-CaO、f-MgO，表现出较高的碳化反应活性，通过与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，在既有混凝土表面形成碳化层。
虽然钢渣的矿物成分与硅酸盐熟料相似，但钢渣经历了高温作用，其矿物活性与水泥相比低的多，通过机械研磨设备将钢渣磨细，随着比表面积的增大，钢渣微粉与拌合水接触的面积增大，加快钢渣的水化速度，有效提高钢渣的活性。从微观角度分析，钢渣在磨细过程中一部分能量转变成钢渣新颗粒的内能及表面能，晶格能的减小的位置导致了晶格错位、缺陷二次结晶等，使得钢渣粉表面出现了易溶于水的非晶态结构，周围的水分子更加容易进入到钢渣颗粒的内部，水化反应速度加快，大大提高钢渣的活性。
以所述钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料中钢渣微粉的1质量份数为基准，本发明提供的钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料包括质量份数为30～40份的石英砂，优选为33～36份。
在本发明中，所述石英砂的粒径优选为0.6～2mm，更优选为0.6～1.18mm。在本发明实施例中，所述石英砂购置于灵寿县浩凡矿产产品有限公司。
以所述钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料中钢渣微粉的1质量份数为基准，本发明提供的钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料包括质量份数为5～10份的快凝快硬水泥，优选为5～8份。
在本发明实施例中，所述快凝快硬水泥为唐山北极熊建材有限公司生产的52.5快硬硫铝酸盐水泥，其1d抗压强度为59.5MPa、28d抗压强度为67.1MPa。
以所述钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料中钢渣微粉的1质量份数为基准，本发明提供的钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料包括质量份数为9～15份的钙补充剂，优选为11～13份。
在本发明中，所述钙补充剂优选为氢氧化钙、碳酸钙和氧化钙的一种或几种，更优选为氢氧化钙；当钙补充剂为上述几种时，本发明对不同种类钙补充剂的配比没有特殊限定，任意配比均可；所述钙补充剂的粒径优选≤32μm，更优选为≤25μm；所述钙补充剂中钙元素的质量百分含量优选＞95％，更优选为≥98％。
本发明掺入钙补充剂一方面有利于钙矾石的形成和C3S、C2S水化速度的提高，从而激发钢渣活性，起到碱激发作用；另一方面又可以为碳化反应提供外部钙源，形成稳定的碳酸钙填充在孔隙中改善孔结构，降低孔隙的连通性，使得混凝土表面涂层更加致密。
以所述钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料中钢渣微粉的1质量份数为基准，本发明提供的钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料包括质量份数为0.1～0.5份的消泡剂，优选为0.2～0.4份。
在本发明中，所述消泡剂优选为聚醚改性有机硅消泡剂；所述消泡剂的pH值优选为6.0～7.5，更优选为6.5～7.5，固含量优选为99.5％。在本发明实施例中，所述消泡剂为佛山市京旗化工科技有限公司生产的902固体粉末消泡剂，其为非离子性消泡剂。
在钢渣基混凝土固碳防护涂层凝固之后，其内部会产生很多微小的气孔，气孔的存在对涂层结构的强度与耐久性均会造成不利影响，本发明使用消泡剂消除不均匀气泡后，可以使涂层结构的本身更加紧密，提升其强度与耐久性。本发明选用的聚醚改性有机硅消泡剂的优点在于消泡、抑泡力强，用量少，不影响起泡体系的基本性质，耐热性好，化学性质稳定。
以所述钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料中钢渣微粉的1质量份数为基准，本发明提供的钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料包括质量份数为1～1.5份的增稠剂，优选为1.2～1.4份。
在本发明中，所述增稠剂优选为羟丙基甲基纤维素和/或羟乙基纤维素，更优选为羟丙基甲基纤维素；当增稠剂为羟丙基甲基纤维素和羟乙基纤维素时，本发明对羟丙基甲基纤维素和羟乙基纤维素的配比没有特殊限定，任意配比均可。
在本发明中，所述羟丙基甲基纤维素和羟乙基纤维素均优选为白色粉末；所述羟丙基甲基纤维素和羟乙基纤维素的粒度优选为100目通过率＞98.5％且80目通过率＞100％；所述羟丙基甲基纤维素和羟乙基纤维素的pH值优选为5～8.5，更优选为6～8；所述羟丙基甲基纤维素和羟乙基纤维素在20℃条件下形成的质量浓度为2％的纤维素溶液的粘度优选为10万mpa·s。
本发明选用的增稠剂具有优异的保水、增稠性能，能很大程度上改善涂层浆料的工作性能。而加入的钙补充剂、增稠剂和粘结剂，有机无机进行复合，既提升了防护涂层与基底混凝土的粘结力，大大提升了涂层的使用寿命，又降低了涂层浆料硬化过程中的收缩率与刚性，使其不易老化，使用寿命长。
以所述钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料中钢渣微粉的1质量份数为基准，本发明提供的钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料包括质量份数为1～2份的粘结剂，优选为1.5～1.7份。
在本发明中，所述粘结剂优选为聚乙烯醇、羟丙基瓜尔豆胶和树脂胶粉的一种或几种，更优选为聚乙烯醇；当粘结剂为上述几种时，本发明对不同种类粘结剂的配比没有特殊限定，任意配比均可。
本发明选用的粘结剂具备良好的增韧抗裂作用，使得涂层浆料具备较好的抗下垂、抗流挂性能。其中聚乙烯醇的羟基与纤维素醚中醚键的氧原子缔合形成具有网状结构的氢键，二者协同作用使涂层浆料中的自由水变成结合水，使其具有良好的保水性能，可有效防止浆料离析。
以所述钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料中钢渣微粉的1质量份数为基准，本发明提供的钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料包括质量份数为1～5份的减水剂，优选为1～3份。
在本发明中，所述减水剂优选为聚羧酸系效减水剂；所述减水剂的减水率优选≥30％，更优选为≥32％；所述减水剂在23℃下形成的质量浓度为20％的水溶液的pH值优选为7.5±0.5。
在本发明中，所述钢渣微粉、石英砂、快凝快硬水泥、钙补充剂、消泡剂、增稠剂、粘结剂和减水剂的总质量份数为100份。
以所述钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料中钢渣微粉的1质量份数为基准，本发明提供的钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料包括质量份数为30～40份的水，优选为30～35份。
本发明还提供了上述技术方案所述钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣微粉、石英砂、快凝快硬水泥、钙补充剂、消泡剂、增稠剂、粘结剂、减水剂和水混合，得到混合料；
将所述混合料涂覆于混凝土表面后，置于密封环境中通入CO2，进行碳酸化养护，得到钢渣基混凝土固碳防护涂层。
本发明将钢渣微粉、石英砂、快凝快硬水泥、钙补充剂、消泡剂、增稠剂、粘结剂、减水剂和水混合，得到混合料。
在本发明中，所述混合优选为先将钢渣微粉、石英砂、快凝快硬水泥、钙补充剂、消泡剂、增稠剂、粘结剂和减水剂第一混合，得到干粉料；将所述干粉料和水第二混合，得到混合料。
在本发明中，所述第一混合优选在搅拌的条件下进行；所述搅拌的速率优选为200～400r/min，更优选为350～400r/min；所述第一混合的温度优选为20～40℃，更优选为25～35℃；所述第一混合的时间优选为3～5min，更优选为5min。
在本发明中，所述第二混合优选在搅拌的条件下进行；所述搅拌的速率优选为200～350r/min，更优选为300～350r/min；所述第二混合的温度优选为20～30℃，更优选为20～25℃；所述第二混合的时间优选≥2min，更优选为≥3min。
得到所述混合料后，本发明将所述混合料涂覆于混凝土表面后，置于密封环境中通入CO2，进行碳酸化养护，得到钢渣基混凝土固碳防护涂层。
在本发明中，所述混凝土优选为混凝土预制构件。在进行涂覆前，本发明优选将所述混凝土的表面进行打磨处理，直至露出混凝土自然的粗糙毛孔为止；本发明对所述打磨处理没有特殊限定，采用本领域熟知的打磨处理即可。本发明通过打磨去除混凝土表面浮浆、杂质，使其表面干净、无油、无尘、无化学腐蚀介质残留。
在本发明中，所述涂覆优选为喷涂或辊涂；所述喷涂的设备优选为砂浆喷涂机；所述辊涂的设备优选为普通滚筒刷。
在本发明中，所述钢渣基混凝土固碳防护涂层的厚度优选为3～5mm，更优选为4mm。
在本发明中，所述密封环境优选为用柔性材料将混凝土进行密封；所述柔性材料优选为帆布或塑料布；通入CO2前，本发明优选将置于密封环境中的混凝土进行静置；所述静置的温度优选为25±1℃；所述静置的湿度优选为50±2％RH；所述静置的时间优选为30min；所述密封环境中CO2的体积浓度优选为55±5％；所述碳酸化养护的时间优选为1～3d，更优选为2d；所述碳酸化养护的温度优选为25±1℃，更优选为25℃；所述碳酸化养护的湿度优选为55％RH。本发明优选在所述碳酸化养护过程中监控密封环境内的CO2浓度，随着CO2在碳化反应中的消耗，及时补充高浓度CO2。
本发明还提供了上述技术方案所述钢渣基混凝土固碳防护涂层或上述技术方案所述制备方法制备的钢渣基混凝土固碳防护涂层在混凝土防护中的应用。
本发明对所述钢渣基混凝土固碳防护涂层在混凝土防护中的应用方式没有特殊限定，采用本领域熟知的应用方式即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1～5中钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备原料来源如下所示：
钢渣微粉购置于河北燕西矿产品加工；
石英砂购置于灵寿县浩凡矿产产品有限公司；
52.5快硬硫铝酸盐水泥购置于唐山北极熊建材有限公司；
氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙购置于于河北鸿泽新材料科技有限公司；
消泡剂购置于佛山市京旗化工科技有限公司；
羟乙基纤维素及羟甲基纤维素购置于河北合浩纤维素有限公司；
聚乙烯醇、羟丙基瓜尔豆胶、树脂胶粉购置于石家庄雅冠新材料科技有限公司；
聚羧酸高效减水剂粉剂购置于中岩建材科技有限公司。
实施例1
以配制100g产品为例，取钢渣微粉45g、石英砂33g，52.5快硬硫铝酸盐水泥5g、氢氧化钙12g、902固体粉末消泡剂0.3g、羟丙基甲基纤维素0.6g、羟乙基纤维素0.4g、聚乙烯醇1g、羟丙基瓜尔豆胶0.7g，聚羧酸高效减水剂2g、上述原料总量为100g；
上述钢渣微粉的比表面积为500m2/kg，碱度为2.6，C2S的质量百分含量为20％，C3S的质量百分含量为41％；
上述快凝快硬水泥为52.5快硬硫铝酸盐水泥，1d抗压强度为59.5MPa、28d抗压强度为67.1MPa；
上述石英砂的粒径分布为0.85～2mm；
上述氢氧化钙的粒径≤25μm，钙元素的质量百分含量为98％；
上述902固体粉末消泡剂的PH值为7.1，固含量为99.5％；
上述羟丙基甲基纤维素100目通过率＞99.5％且80目通过率＞100％，pH值7.2，羟丙基甲基纤维素在20℃条件下形成的质量浓度为2％的纤维素溶液的粘度为10万mpa·s；
上述羟乙基纤维素100目通过率为99.0％，80目通过率＞100％，pH值为7.2，羟乙基纤维素在20℃条件下形成的质量浓度为2％的纤维素溶液的粘度为10万mpa·s；
上述粘结剂为聚乙烯醇、羟丙基瓜尔豆胶，质量比为1:0.7；
上述减水剂为聚羧酸高效减水剂粉剂，减水率为35％，减水剂在23℃下形成的质量浓度为20％的水溶液的pH值为7.2。
按重量份将各原料在25℃下以350r/min搅拌5min，得到干粉料，然后将所述干粉料与水按照质量比1:0.35的比例在25℃下以300r/min搅拌3min，得到混合料；
将混凝土预制构件表面浮浆、杂质打磨处理干净，直至露出混凝土自然的毛孔粗糙状态，采用砂浆喷涂机将上述混合料喷涂在混凝土预制构件表面，涂层厚度控制在4mm；然后采用塑料布将混凝土结构物进行密封，在25℃，50％RH条件下保持30min后，然后通入CO2，直至密封环境内的CO2的体积浓度为55％，碳酸化养护时间为2d，碳酸化养护的温度为25℃，湿度为55％RH，同时监控密封环境内的CO2，随着CO2在碳化反应中消耗，及时补充高浓度CO2，得到钢渣基混凝土固碳防护涂层。
实施例2
与实施例1的区别在于，以配制100g产品为例，取钢渣微粉45g、石英砂35g，52.5快硬硫铝酸盐水泥6g、氢氧化钙6g、氧化钙4g、902固体粉末消泡剂0.25g、羟丙基甲基纤维素1g、聚乙烯醇1g、羟丙基瓜尔豆胶0.25g、聚羧酸高效减水剂1.5g，上述原料总量为100g；上述钢渣微粉的比表面积为480m2/kg，C2S的质量百分含量为25％，C3S的质量百分含量为10％；上述氢氧化钙和氧化钙的粒径≤28μm，钙元素的质量百分含量为98％；上述粘结剂为质量比为1:0.25的聚乙烯醇和羟丙基瓜尔豆胶，其余内容与实施例1一致。
实施例3
与实施例1的区别在于，以配制100g产品为例，取钢渣微粉40g、石英砂30g、52.5快硬硫铝酸盐水泥9g、氢氧化钙15g、902固体粉末消泡剂0.5g、羟丙基甲基纤维素1g、羟乙基纤维素0.5g、聚乙烯醇1g、羟丙基瓜尔豆胶1g、聚羧酸高效减水剂2g，上述原料总量为100g；上述钢渣微粉的比表面积为450m2/kg，C2S的质量百分含量为15％，C3S的质量百分含量为5％；上述粘结剂为质量比为1:1的聚乙烯醇和羟丙基瓜尔豆胶；上述氢氧化钙的粒径≤30μm，钙元素的质量百分含量为98％，其余内容与实施例1一致。
实施例4
与实施例1的区别在于，以配制100g产品为例，取钢渣微粉50g、石英砂30g、52.5快硬硫铝酸盐水泥5g、氢氧化钙5g、氧化钙4g、902固体粉末消泡剂0.5g、羟丙基甲基纤维素0.6g、羟乙基纤维素0.4g、聚乙烯醇1g、羟丙基瓜儿豆胶0.5g和聚羧酸高效减水剂3g，上述原料总量为100g；上述氢氧化钙和氧化钙的粒径≤25μm，钙元素的质量百分含量为98％；上述粘结剂为质量比为1:0.5的聚乙烯醇和羟丙基瓜尔豆胶，其余内容与实施例1一致。
实施例5
与实施例1的区别在于，以配制100g产品为例，取钢渣微粉40g、石英砂40g、52.5快硬硫铝酸盐水泥5g、氢氧化钙6g、氧化钙4g、902固体粉末消泡剂0.2g、羟丙基甲基纤维素0.7g、羟乙基纤维素0.3g、聚乙烯醇1g、树脂胶粉0.8g和聚羧酸高效减水剂2g，上述原料总量为100g；上述氢氧化钙和氧化钙的粒径≤25μm，钙元素的质量百分含量为98％；上述粘结剂为质量比为1:0.8的聚乙烯醇和树脂胶粉，其余内容与实施例1一致。
对比例1
与实施例1的区别在于，钢渣微粉的比表面积为380m2/kg，C2S的质量百分含量为20％，C3S的质量百分含量8％，其余内容与实施例1一致。
对比例2
与实施例1的区别在于，以52.5普通硅酸盐水泥取代52.5快影硫铝酸盐水泥，其余内容与实施例1一致。
对比例3
与实施例1的区别在于，以相同粒径分布为0.85～2mm的天然砂取代石英砂(河砂)，其余内容与实施例1一致。
对比例4
与实施例1的区别在于，未加入氢氧化钙，其余内容与实施例1一致。
对比例5
与实施例1的区别在于，未加入聚乙烯醇，其余内容与实施例1一致。
性能测试
参照JC/T 984-2011《聚合物水泥防水砂浆》、JC/T 2381-2016《修补砂浆》中的实验方法和要求对实施例1～5和对比例1～5得到的钢渣基混凝土固碳防护涂层进行测定，结果见表1～3。
表1钢渣基混凝土固碳防护涂层的性能测定表
表2实施例1～5得到的钢渣基混凝土固碳防护涂层的性能测试结果
表3对比例1～5得到的钢渣基混凝土固碳防护涂层的性能测试结果
由表2和表3可知，与对比例1～5相比，本发明实施例1～5得到的钢渣基混凝土固碳防护涂层具有优良的抗压强度、抗折强度和粘结强度，是一种效果优异、成本低廉、施工便利的钢渣基混凝土固碳防护涂层。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种钢渣基混凝土固碳防护涂层，其特征在于，以质量份数计，其制备原料包括以下组分：
钢渣微粉40～50份、石英砂30～40份、快凝快硬水泥5～10份、钙补充剂9～15份、消泡剂0.1～0.5份、增稠剂1～1.5份、粘结剂1～2份、减水剂1～5份和水30～40份；
所述钢渣微粉、石英砂、快凝快硬水泥、钙补充剂、消泡剂、增稠剂、粘结剂和减水剂的总质量份数为100份。
2.根据权利要求1所述的钢渣基混凝土固碳防护涂层，其特征在于，所述钢渣微粉的比表面积为450～500m2/kg；所述钢渣微粉的粒径为25～75μm；所述钢渣微粉的碱度≥2.4；所述钢渣微粉中C2S的质量百分含量为15～25％，C3S的质量百分含量为35～45％。
3.根据权利要求1所述的钢渣基混凝土固碳防护涂层，其特征在于，所述石英砂的粒径为0.6～2mm。
4.根据权利要求1所述的钢渣基混凝土固碳防护涂层，其特征在于，所述钙补充剂为氢氧化钙、碳酸钙和氧化钙的一种或几种；所述钙补充剂的粒径≤32μm；所述钙补充剂中钙元素的质量百分含量＞95％。
5.根据权利要求1所述的钢渣基混凝土固碳防护涂层，其特征在于，所述消泡剂的pH值为6.0～7.5，固含量为99.5％。
6.根据权利要求1所述的钢渣基混凝土固碳防护涂层，其特征在于，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素和/或羟乙基纤维素。
7.根据权利要求1所述的钢渣基混凝土固碳防护涂层，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇、羟丙基瓜尔豆胶和树脂胶粉的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的钢渣基混凝土固碳防护涂层，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸系效减水剂；所述减水剂的减水率≥30％。
9.权利要求1～8任一项所述钢渣基混凝土固碳防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣微粉、石英砂、快凝快硬水泥、钙补充剂、消泡剂、增稠剂、粘结剂、减水剂和水混合，得到混合料；
将所述混合料涂覆于混凝土表面后，置于密封环境中通入CO2，进行碳酸化养护，得到钢渣基混凝土固碳防护涂层。
10.权利要求1～8任一项所述钢渣基混凝土固碳防护涂层或权利要求9所述制备方法制备的钢渣基混凝土固碳防护涂层在混凝土防护中的应用。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310451490.6A CN116655336A (zh) | 2023-04-25 | 2023-04-25 | 一种钢渣基混凝土固碳防护涂层及其制备方法和应用 |
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