CN117069446B - 一种低pH混凝土及其制备方法和应用 - Google Patents

一种低pH混凝土及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN117069446B
CN117069446B CN202310987104.5A CN202310987104A CN117069446B CN 117069446 B CN117069446 B CN 117069446B CN 202310987104 A CN202310987104 A CN 202310987104A CN 117069446 B CN117069446 B CN 117069446B
Authority
CN
China
Prior art keywords
concrete
mixture
reducing agent
mixing
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310987104.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117069446A (zh
Inventor
周建华
赵永刚
李涛
路威
赵卫全
杨子江
安裕民
耿会岭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Water Resources And Hydropower Survey Design And Research Institute Co ltd
Zhongshui Huaihe Planning And Design Research Co ltd
China Institute of Water Resources and Hydropower Research
Original Assignee
Anhui Water Resources And Hydropower Survey Design And Research Institute Co ltd
Zhongshui Huaihe Planning And Design Research Co ltd
China Institute of Water Resources and Hydropower Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Water Resources And Hydropower Survey Design And Research Institute Co ltd, Zhongshui Huaihe Planning And Design Research Co ltd, China Institute of Water Resources and Hydropower Research filed Critical Anhui Water Resources And Hydropower Survey Design And Research Institute Co ltd
Priority to CN202310987104.5A priority Critical patent/CN117069446B/zh
Publication of CN117069446A publication Critical patent/CN117069446A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117069446B publication Critical patent/CN117069446B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B16/00—Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04—Macromolecular compounds
    • C04B16/06—Macromolecular compounds fibrous
    • C04B16/0616—Macromolecular compounds fibrous from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B16/0625—Polyalkenes, e.g. polyethylene
    • C04B16/0633—Polypropylene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/146—Silica fume
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/12—Acids or salts thereof containing halogen in the anion
    • C04B22/124—Chlorides of ammonium or of the alkali or alkaline earth metals, e.g. calcium chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种低pH混凝土及其制备方法和应用。本发明提供的混凝土以普通硅酸盐水泥为胶凝材料，以加密硅灰为掺合料，以减水剂、氯化钙、聚丙烯纤维和减缩剂为外加剂，以中砂和石子为砂石骨料，保证90天养护龄期pH＜11、收缩率＜300×10‑6，28天抗压强度＞40MPa，满足高放废物处置库等永久性工程建设的应用需求。与硫铝酸盐水泥、磷酸盐水泥等特种水泥配制的低pH混凝土材料相比，本发明提供的混凝土具有较高的长期强度，不存在强度倒缩现象，符合高放废物处置库等永久性工程建设使用材料的标准。

Description

一种低pH混凝土及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种混凝土及其制备方法和应用。
背景技术
核能的开发利用会产生大量毒性大、半衰期长且发热量高的高放射性废料，该种废料的安全处置对于核工业可持续发展、保护环境和人类健康至关重要。目前高放射性废料通常置于储存罐、膨润土等屏障系统中再被深埋在500～1000m的岩体中，使之与人类生存环境永久隔离。在地下处置库竖井、巷道建设过程中需要混凝土材料进行支护及衬砌，为了防止渗入处置库的地下水pH值过高导致膨润土防护层失效，处置库建设过程中使用的混凝土构筑物pH值须在施工后一定时间内降低至11以下。并且，考虑到处置库结构长期运行安全与稳定，所使用的混凝土力学性能和耐久性能至少应满足C35等级混凝土要求。
根据高放射性废物处置库建设经验，为保证处置库建设安全可靠，普遍使用的材料均以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料，但普通硅酸盐水泥水化后生成大量氢氧化钙，导致混凝土体系呈强碱性。相关研究表明，服役10年后的普通硅酸盐水泥混凝土pH仍高于12，不能满足高放废物处置库建设需求。中国专利CN107827419A、CN107311576A和CN106242490A公开一些具有工程应用价值的低pH混凝土，但上述专利所提供的混凝土主要以硫铝酸盐水泥和磷酸盐水泥为胶凝材料，虽然早期力学性能与普通混凝土相差不大，但后期强度存在倒缩现象，因此相关混凝土规范规定，使用硫铝酸盐水泥、磷酸盐水泥等特种水泥配制的混凝土材料不得用于永久性工程结构，故相应低pH混凝土材料不能满足高放废物处置库工程要求。
目前亟需提供长期力学性能好，能够应用于永久性工程的低pH值混凝土。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种混凝土及其制备方法和应用。本发明提供的混凝土的pH值＜11，收缩可控，28天抗压强度大于40MPa，能够应用于永久性工程。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种混凝土，以kg/m3为单位，包括以下组分：
硅酸盐水泥200～250，加密硅灰120～150，减水剂5～8，氯化钙0.6～1.2，聚丙烯纤维1～2，减缩剂3～5，中砂650～750，石子1000～1100，水160～200。
优选的，所述硅酸盐水泥的强度等级为42.5级；所述加密硅灰的二氧化硅含量≥95wt％；所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述聚羧酸减水剂的减水率≥25％；所述氯化钙为无水粉状氯化钙，所述无水粉状氯化钙的CaCl2含量>94wt％。
优选的，所述聚丙烯纤维的长度为9～12mm。
优选的，所述减缩剂为液体标准型减缩剂。
优选的，所述中砂的细度模数为2.7；所述石子的粒径范围为5～20mm。
优选的，所述混凝土的pH值＜11。
本发明还提供了前述方案所述混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将硅酸盐水泥和聚丙烯纤维进行第一混合，得到混合物A；
将加密硅灰、中砂和石子进行第二混合，得到混合物B；
将所述混合物A和混合物B进行第三混合，得到混合物C；
将水、减水剂、减缩剂和氯化钙进行第四混合，得到混合物D；
将所述混合物C和混合物D进行第五混合，得到所述混凝土。
优选的，所述第一混合、第二混合、第三混合、第四混合和第五混合的搅拌转速独立地≥45r/min。
优选的，所述第一混合的时间为2～3min，所述第二混合的时间为2～3min，所述第三混合的时间为1～2min，所述第四混合的时间为1～2min，所述第五混合的时间为2～3min。
本发明还提供了前述方案所述混凝土在永久性工程中的应用。
本发明提供了一种混凝土，以kg/m3为单位，包括以下组分：硅酸盐水泥200～250，加密硅灰120～150，减水剂5～8，氯化钙0.6～1.2，聚丙烯纤维1～2，减缩剂3～5，中砂650～750，石子1000～1100，水160～200。首先，本发明以硅酸盐水泥和加密硅灰作为胶凝材料，保证所述胶凝材料中加密硅灰掺量占比大于37.5％，本发明通过利用较高含量的加密硅灰保证凝胶材料具有高SiO2含量及高火山灰反应活性，与普通硅酸盐水泥水化产物Ca(OH)2反应，形成C-S-H凝胶，从而有效减少混凝土中Ca(OH)2含量，降低混凝土体系pH值；并且本发明利用加密硅灰的良好微集料填充作用，改善混凝土体系内部水泥浆和骨料之间的界面过渡区，改善孔隙结构，使混凝土微观结构更密实，提高混凝土力学与耐久性能；其次，本发明所采用的氯化钙可提高硅酸盐水泥熟料的溶解速度，促进水化反应进程，加速Ca(OH)2生成，同时，氯化钙反应放热可进一步激发加密硅灰的火山灰反应活性，有利于混凝土体系pH值快速降低。本发明所使用的加密硅灰与减缩剂配合可降低混凝土体系内部毛细管中液相的表面张力，减小收缩应力，从微观结构上减少收缩，避免应力失衡造成开裂，从而减小混凝土收缩；另外，本发明利用聚丙烯纤维在混凝土体系内部形成三维乱向分布网状结构，有效增加了混凝土抗裂性能。
附图说明
图1为实施例1～4与对比例1～3所述混凝土相应龄期pH值变化曲线图；
图2为实施例1～4与对比例1～3所述混凝土收缩率变化曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种混凝土，以kg/m3为单位，包括以下组分：
硅酸盐水泥200～250，加密硅灰120～150，减水剂5～8，氯化钙0.6～1.2，聚丙烯纤维1～2，减缩剂3～5，中砂650～750，石子1000～1100，水160～200。
在本发明中，若无特殊说明，所需材料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
在本发明中，所述混凝土包括硅酸盐水泥200～250kg/m3，优选为250kg/m3；所述硅酸盐水泥的强度等级优选为42.5级。在本发明中，所述硅酸盐水泥为凝胶材料。
在本发明中，所述混凝土包括加密硅灰120～150kg/m3，优选为150kg/m3；所述加密硅灰的二氧化硅含量优选≥95wt％。在本发明中，所述加密硅灰为掺和料。
在本发明中，所述混凝土包括减水剂5～8kg/m3，优选为7.2kg/m3；所述减水剂优选为聚羧酸减水剂，进一步优选为聚羧酸高性能减水剂，所述聚羧酸减水剂的减水率优选≥25％；
在本发明中，所述混凝土包括氯化钙0.6～1.2kg/m3，优选为1.0kg/m3，所述氯化钙优选为无水粉状氯化钙，所述无水粉状氯化钙的CaCl2含量优选>94wt％。
在本发明中，所述混凝土包括聚丙烯纤维1～2kg/m3，优选为1.2kg/m3，所述聚丙烯纤维的长度优选为9～12mm。
在本发明中，所述混凝土包括减缩剂3～5kg/m3，优选为3.6kg/m3，所述减缩剂优选为液体标准型减缩剂。
在本发明中，所述减水剂、氯化钙、聚丙烯纤维和减缩剂为外加剂。
在本发明中，所述混凝土包括中砂650～750kg/m3，优选为700kg/m3，所述中砂的细度模数优选为2.7。
在本发明中，所述混凝土包括石子1000～1100kg/m3，优选为1050kg/m3，所述石子的粒径范围优选为5～20mm。
在本发明中，所述中砂和石子为砂石骨料。
在本发明中，所述混凝土优选包括水160～200kg/m3，进一步优选为173kg/m3。
本发明提供的混凝土以普通硅酸盐水泥为胶凝材料，以加密硅灰为掺和料，以减水剂、氯化钙、聚丙烯纤维和减缩剂为外加剂，以中砂和石子为砂石骨料，保证90天养护龄期pH＜11、收缩率＜300×10-6，28天抗压强度＞40MPa，满足高放废物处置库等永久性工程建设的应用需求。与硫铝酸盐水泥、磷酸盐水泥等特种水泥配制的混凝土材料相比，本发明提供的混凝土具有较高的长期强度，不存在强度倒缩现象，符合高放废物处置库等永久性工程建设使用材料的标准。
本发明还提供了前述方案所述混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将硅酸盐水泥和聚丙烯纤维进行第一混合，得到混合物A；
将加密硅灰、中砂和石子进行第二混合，得到混合物B；
将所述混合物A和混合物B进行第三混合，得到混合物C；
将水、减水剂、减缩剂和氯化钙进行第四混合，得到混合物D；
将所述混合物C和混合物D进行第五混合，得到所述混凝土。
在本发明中，所述第一混合、第二混合、第三混合、第四混合和第五混合的搅拌转速独立地优选≥45r/min，更优选为50～60r/min。
在本发明中，所述第一混合的时间优选为2～3min，所述第二混合的时间优选为2～3min，所述第三混合的时间优选为1～2min，所述第四混合的时间优选为1～2min，所述第五混合的时间优选为2～3min。
本发明还提供了前述方案所述混凝土在永久性工程中的应用。
在本发明的具体实施例中，采用本发明的混凝土浇注得到混凝土构件后，优选将所述混凝土构件进行养护；所述养护的温度优选≥15℃，进一步优选为20～26℃，所述养护的相对湿度优选≥80％，进一步优选为80～90％。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例中硅酸盐水泥选用甘肃祁连山水泥集团股份有限公司所生产的强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；加密硅灰选用甘肃三远硅材料有限公司所生产的二氧化硅含量≥95％的加密硅灰；减水剂选用北京市方兴化学建材有限公司所生产的型号为CC-AI，减水率≥25％的聚羧酸减水剂；减缩剂选用上海德为诺新材料科技有限公司所生产的型号为SRA8201的减缩剂；氯化钙选用上海麦克林生物化学有限公司所生产的CaCl2含量>94％的无水粉状氯化钙；聚丙烯纤维选用河北灵寿县嘉硕建材加工有限公司所生产的长度为9～12mm的聚丙烯抗裂纤维；中砂选用河北灵寿县雷万矿产品有限公司所生产的细度模数2.7的河砂；石子选用河北灵寿县雷万矿产品有限公司所生产的粒径范围为5～20mm的石子。
实施例1～4
一种混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将普通硅酸盐水泥和聚丙烯纤维混合搅拌3min，搅拌转速50r/min，得到混合物A；
将加密硅灰、中砂和石子混合搅拌3min，搅拌转速≥50r/min，得到混合物B；
将所述混合物A和混合物B混合搅拌2min，搅拌转速50r/min，得到混合物C；
将水、减水剂、减缩剂和氯化钙混合搅拌1min，搅拌转速50r/min，得到混合物D；
将所述混合物C和混合物D混合搅拌3min，搅拌转速50r/min，得到混凝土。
所述硅酸盐水泥、加密硅灰、减水剂、氯化钙、聚丙烯纤维、减缩剂、中砂、石子和水的用量如表1所示。
得到所述混凝土后，对所述混凝土进行养护，所述养护的具体方法，包括以下步骤：
采用标准混凝土养护箱对实施例混凝土进行养护，对于实施例1～3，将混凝土养护箱温度调整至20℃，相对湿度调节至80％，持续养护至相应龄期；对于实施例4，混凝土养护箱温度调整至26℃，相对湿度调节至90％。
所述养护条件如表1所示。
对比例1
一种混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将普通硅酸盐水泥和聚丙烯纤维混合搅拌3min，搅拌转速50r/min，得到混合物A；
将中砂和石子混合搅拌3min，搅拌转速50r/min，得到混合物B；
将所述混合物A和混合物B混合搅拌2min，搅拌转速50r/min，得到混合物C；
将水和减水剂混合搅拌1min，搅拌转速50r/min，得到混合物D；
将所述混合物C和混合物D混合搅拌3min，搅拌转速50r/min，得到混凝土。
所述硅酸盐水泥、减水剂、减缩剂、中砂、石子和水的用量如表1所示。
得到所述混凝土后，对所述混凝土进行养护，所述养护的具体方法与实施例1相同；所述养护条件如表1所示。
对比例2
一种混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将普通硅酸盐水泥和聚丙烯纤维混合搅拌3min，搅拌转速50r/min，得到混合物A；
将加密硅灰、中砂和石子混合搅拌3min，搅拌转速50r/min，得到混合物B；
将所述混合物A和混合物B混合搅拌2min，搅拌转速50r/min，得到混合物C；
将水和减水剂混合搅拌1min，搅拌转速50r/min，得到混合物D；
将所述混合物C和混合物D混合搅拌3min，搅拌转速50r/min，得到混凝土。
所述硅酸盐水泥、加密硅灰、减水剂、减缩剂、中砂、石子和水的用量如表1所示。
得到所述混凝土后，对所述混凝土进行养护，所述养护的具体方法与实施例1相同；所述养护条件如表1所示。
对比例3
一种混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将普通硅酸盐水泥和聚丙烯纤维混合搅拌3min，搅拌转速50r/min，得到混合物A；
将加密硅灰、中砂和石子混合搅拌3min，搅拌转速50r/min，得到混合物B；
将所述混合物A和混合物B混合搅拌2min，搅拌转速50r/min，得到混合物C；
将水、减水剂、减缩剂和氯化钙混合搅拌1min，搅拌转速50r/min，得到混合物D；
将所述混合物C和混合物D混合搅拌3min，搅拌转速50r/min，得到混凝土。
所述硅酸盐水泥、加密硅灰、减水剂、氯化钙、聚丙烯纤维、减缩剂、中砂、石子和水的用量如表1所示。
得到所述混凝土后，对所述混凝土进行养护，所述养护的具体方法与实施例1相同；所述养护条件如表1所示。
表1实施例1～4和对比例1～3所述混凝土组分配合和养护条件
测定实施例1～4与对比例1～3所述混凝土相应龄期的pH值，具体方法包括以下步骤：
采用磨碎溶出法，将混凝土试块养护至7、28、60、80和90天，将试块破碎、研磨，称取10g粉末，在18～22℃条件下，将样品和水(蒸馏水)按照10:1的水固比混合后高速搅拌30min，用滤纸过滤后立即测定滤液的pH值。每组配合比混凝土在每个养护龄期均测试三个试样，三个样品的pH值测定结果与平均值之差应小于0.1，否则应重新测定。
测定实施例1～4与对比例1～3的混凝土相应龄期的抗压强度，方法如下：
采用150mm×150mm×150mm的标准立方体试件，混凝土试块养护至7、28d，运用压力机测试相应龄期抗压强度。每组配合比混凝土在每个养护龄期均测试三个试件，取三个试件算术平均值作为该组配合比混凝土的抗压强度值，当3个测值中最大或最小值与中间值的差值超过中间值15％时，取中间值作为抗压强度值；当差值均超过15％时，试验结果无效。
实施例1～4与对比例1～3所述混凝土相应龄期pH值和抗压强度测试结果如表2所示。实施例1～4与对比例1～3所述混凝土相应龄期pH值变化曲线如图1所示。
表2实施例1～4和对比例1～3所述混凝土相应龄期的pH与抗压强度测试
测定实施例1～4与对比例1～3的混凝土相应龄期的收缩，方法如下：
采用接触法测定混凝土相应龄期收缩率，采用100mm×100mm×515mm的棱柱体试件，混凝土试件养护至1、7、28、45、60、90天，运用混凝土收缩仪测量试件初始长度L0、相应龄期混凝土试件长度Lt，并确定混凝土试件的测量标距Lb，混凝土试件收缩率计算公式为εst＝(L0-Lt)/Lb。每组配合比混凝土在每个养护龄期均应取3个试件收缩率算术平均值作为该组混凝土试件的收缩率测定值，计算精确至1.0×10-6。实施例1～4与对比例1～3的混凝土收缩率测试结果如表3所示。实施例1～4与对比例1～3所述混凝土收缩率变化曲线如图2所示。
表3实施例1～4和对比例1～3所述混凝土混凝土相应龄期收缩测试结果
由表2、表3、图1和图2可以看出，本发明实施例2所提供的混凝土在组分上增大氯化钙、减缩剂、聚丙烯纤维添加量，最终所得到的混凝土pH下降速率明显增加快，收缩率明显减小。本发明实施例3中所提供的混凝土在组分上减小水灰比，最终得到的混凝土各龄期pH与实施例1所得到的混凝土相比基本没变化，实施例2所得到的混凝土抗压强度与收缩率与实施例1相比变化明显。本发明实施例4所提供的混凝土在养护条件上增大养护的温度和湿度，促进了混凝土内部水化反应及硅灰火山灰反应，使实施例4所得到的混凝土pH下降速率明显加快。
而本发明对比例1所提供的混凝土在组分上未掺加加密硅灰，对比例1所得到的混凝土90天养护龄期内pH一直维持在12.40，不能满足高放废物处置库建设过程性能要求；对比例2所提供的混凝土在组分上未添加氯化钙、减缩剂、聚丙烯纤维外加剂，对比例2所得到的混凝土90天养护龄期pH为11.25，仍高于11，但收缩率与实施例1相比大幅增加，为实施例1所得到的混凝土的收缩率的1.68倍，现场应用时运维成本将大幅增加；对比例3所得到的混凝土，养护温度、养护湿度均过低，混凝土内部水化反应速度减缓，硅灰火山灰反应速度减缓甚至停止，对比例3所得到的混凝土pH下降速率减缓，90天养护后无法满足pH＜11要求。
由此看来，本发明实施例1～4所提供的混凝土满足90天养护龄期pH＜11、收缩＜300×10-6，28天抗压强度＞40MPa的要求，满足高放废物处置库建设过程中混凝土pH和力学性能要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种低pH混凝土，其特征在于，以kg/m3为单位，包括以下组分：
硅酸盐水泥200～250，加密硅灰120～150，减水剂5～8，氯化钙0.6～1.2，聚丙烯纤维1～2，减缩剂3～5，中砂650～750，石子1000～1100，水160～200；所述聚丙烯纤维的长度为9～12mm。
2.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述硅酸盐水泥的强度等级为42.5；所述加密硅灰的二氧化硅含量≥95wt％；所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述聚羧酸减水剂的减水率≥25％；所述氯化钙为无水粉状氯化钙，所述无水粉状氯化钙的CaCl2含量>94wt％。
3.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述减缩剂为液体标准型减缩剂。
4.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述中砂的细度模数为2.7；所述石子的粒径范围为5～20mm。
5.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述低pH混凝土的pH值＜11。
6.权利要求1～5任意一项所述低pH混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硅酸盐水泥和聚丙烯纤维进行第一混合，得到混合物A；
将加密硅灰、中砂和石子进行第二混合，得到混合物B；
将所述混合物A和混合物B进行第三混合，得到混合物C；
将水、减水剂、减缩剂和氯化钙进行第四混合，得到混合物D；
将所述混合物C和混合物D进行第五混合，得到混凝土。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合、第二混合、第三混合、第四混合和第五混合的搅拌转速独立地≥45r/min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合的时间为2～3min，所述第二混合的时间为2～3min，所述第三混合的时间为1～2min，所述第四混合的时间为1～2min，所述第五混合的时间为2～3min。
9.权利要求1～5任意一项所述混凝土或权利要求6～8任意一项所述制备方法制备得到的混凝土在永久性工程中的应用。
CN202310987104.5A 2023-08-07 2023-08-07 一种低pH混凝土及其制备方法和应用 Active CN117069446B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310987104.5A CN117069446B (zh) 2023-08-07 2023-08-07 一种低pH混凝土及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310987104.5A CN117069446B (zh) 2023-08-07 2023-08-07 一种低pH混凝土及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117069446A CN117069446A (zh) 2023-11-17
CN117069446B true CN117069446B (zh) 2024-03-26

Family

ID=88714433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310987104.5A Active CN117069446B (zh) 2023-08-07 2023-08-07 一种低pH混凝土及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117069446B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5472501A (en) * 1982-12-08 1995-12-05 Elkem Materials Inc. Concrete additive comprising a multicomponent admixture containing silica fume, its method of manufacture and concrete produced therewith
CN113248209A (zh) * 2021-06-07 2021-08-13 成都理工大学 一种低碱性水泥黏土注浆材料及其制备方法
CN114656222A (zh) * 2022-04-24 2022-06-24 核工业北京地质研究院 一种低pH值胶凝材料及其制备方法
CN116023098A (zh) * 2022-12-31 2023-04-28 四川省川铁枕梁工程有限公司 一种低碳高耐久混凝土

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5472501A (en) * 1982-12-08 1995-12-05 Elkem Materials Inc. Concrete additive comprising a multicomponent admixture containing silica fume, its method of manufacture and concrete produced therewith
CN113248209A (zh) * 2021-06-07 2021-08-13 成都理工大学 一种低碱性水泥黏土注浆材料及其制备方法
CN114656222A (zh) * 2022-04-24 2022-06-24 核工业北京地质研究院 一种低pH值胶凝材料及其制备方法
CN116023098A (zh) * 2022-12-31 2023-04-28 四川省川铁枕梁工程有限公司 一种低碳高耐久混凝土

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Influence of condensed silica fume as admixture to concrete on the bond to the reinforcement;P. Abadjiev, 等;《Construction and Building Materials》;第7卷(第1期);第41-44页 *
含不同形态硅灰的复合胶凝材料浆体的流变学特性;刘娟红等;《硅酸盐学报》;第45卷(第2期);第220-226页 *
放射性废物水泥固化研究进展;孙奇娜等;《原子能科学技术》;第44卷(第12期);第1427-1435页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117069446A (zh) 2023-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Behfarnia et al. Effects of micro and nanoparticles of SiO2 on the permeability of alkali activated slag concrete
Chi Effects of dosage of alkali-activated solution and curing conditions on the properties and durability of alkali-activated slag concrete
Celik et al. High-volume natural volcanic pozzolan and limestone powder as partial replacements for portland cement in self-compacting and sustainable concrete
Shannag et al. Sulfate resistance of high-performance concrete
Somna et al. Effect of ground bagasse ash on mechanical and durability properties of recycled aggregate concrete
Barrios et al. Study of the properties of lime and cement mortars made from recycled ceramic aggregate and reinforced with fibers
Cordeiro et al. Rheological and mechanical properties of concrete containing crushed granite fine aggregate
CN110818366A (zh) 清水混凝土及其制备工艺
CN111848026A (zh) 碱激发、纳米增强的早强型超高性能混凝土及其制备方法
Ma et al. Influencing mechanism of mineral admixtures on rheological properties of fresh magnesium phosphate cement
Lorca et al. Microconcrete with partial replacement of Portland cement by fly ash and hydrated lime addition
Hobbs Influence of pulverized–fuel ash and granulated blastfurnace slag upon expansion caused by the alkali–silica reaction
Fanijo et al. ASR mitigation using binary and ternary blends with waste glass powder
Abed et al. Rheological, fresh, and mechanical properties of mechanochemically activated geopolymer grout: A comparative study with conventionally activated geopolymer grout
Liu et al. The hydration and microstructure characteristics of cement pastes with high volume organic-contaminated waste glass powder
CN110937865A (zh) 一种c30再生骨料混凝土及其制备方法
Abd Elaty et al. Performance of Portland cement mixes containing silica fume and mixed with lime-water
Zhang et al. Effect of nano-SiO 2 particles on fracture properties of concrete composite containing fly ash
Krivenko et al. Alkali-aggregate reaction in alkali-activated cement concretes
Mo Laboratory study of LiOH in inhibiting alkali–silica reaction at 20° C: a contribution
Toklu Investigation of mechanical and durability behaviour of high strength cementitious composites containing natural zeolite and blast-furnace slag
Detphan et al. Strength development and thermal conductivity of POFA lightweight geopolymer concrete incorporating FA and PC.
CN117069446B (zh) 一种低pH混凝土及其制备方法和应用
Liao et al. Research on properties of waste oyster shell mortar: The effect of calcination temperature of oyster shell powder
CN112592088A (zh) 混凝土微膨胀增强剂及其制备方法、混凝土及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhao Yonggang

Inventor after: Zhou Jianhua

Inventor after: Li Tao

Inventor after: Lu Wei

Inventor after: Zhao Weiquan

Inventor after: Yang Zijiang

Inventor after: An Yumin

Inventor after: Geng Huiling

Inventor before: Zhou Jianhua

Inventor before: Zhao Yonggang

Inventor before: Li Tao

Inventor before: Lu Wei

Inventor before: Zhao Weiquan

Inventor before: Yang Zijiang

Inventor before: An Yumin

Inventor before: Geng Huiling