CN117467292A - 一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混凝土表面防护技术领域，具体公开一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料及其应用。该涂料的原料组成包括：抗硫酸盐水泥100～130份、沙子155～190份、活性硅铁渣粉43～60份、弹性体粉末18～30份、二氧化硅纳米粒子3.2～4.5份、纤维5.0～8.0份、减水剂1.8～2.5份、拌和水40～55份。所述活性硅铁渣粉的制备为：(1)将硅铁渣与碳酸钠溶液混合后进行超声处理，然后继续加入硬脂酸甘油酯并在加热条件下反应。完成后分离出反应体系中的固体物质。(2)将该固体物质干燥后进行研磨，即得活性硅铁渣粉。本发明的防护涂料不仅降低了其孔隙率，而且具有良好的抗裂性能，提高了抵抗硫酸盐侵蚀的能力。

Description

一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料及其应用
技术领域
本发明涉及混凝土表面防护技术领域，尤其涉及一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料及其应用。
背景技术
混凝土以其原料来源广泛、强度高、可塑性好、成本低等优点被广泛应用在建筑、桥梁、公路、隧道等各领域。然而，混凝土结构在服役过程中也会受到来自环境的各种侵蚀。自1892年首次发现硫酸盐对混凝土的侵蚀现象以来，研究人员进行了大量相关方面的研究。如何提高混凝土抵抗硫酸盐的侵蚀能力，已经成为混凝土结构耐久性研究面临的重要课题。混凝土容易受到硫酸盐侵蚀的主要机理为：环境中的硫酸根随水分迁移进入混凝土中后，与其中的水化产物——氢氧化钙生成硫酸钙，硫酸钙进一步与混凝土中的水化铝酸钙反应生成钙矾石，这些钙矾石的体积相对于水化铝酸钙膨胀两倍以上，会导致混凝土结构中产生很大的内应力，进而引起混凝土表层形成裂缝。这些裂缝不仅造成混凝土结构的承载力下降，而且容易造成渗漏、混凝土中钢筋锈蚀破坏等一系列问题。
在混凝土结构表面涂刷防护涂料是一种提高抗硫酸盐侵蚀能力的有效措施。其中，有机涂料虽然具有防护效果好的优势，但容易老化失效。而水泥基防护涂料的耐候性好、成本更低，但由于涂层中存在较多的孔隙以及易发生开裂的特点，导致这类涂料的防护能力不足。因此，如何提高水泥基防护涂料抗硫酸盐侵蚀的能力，是克服服役中混凝土结构因侵蚀而产生的质量问题的关键所在。
发明内容
本发明提供一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料及其应用，该防护涂料不仅降低了其孔隙率，而且具有良好的抗裂性能，提高了抵抗硫酸盐侵蚀的能力，便于更好地防护混凝土基体受到硫酸盐的侵蚀。具体地，本发明的技术方案如下所示。
首先，本发明提供一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料，按重量份计，该涂料的原料包括如下组分：抗硫酸盐水泥100～130份、沙子155～190份、活性硅铁渣粉43～60份、弹性体粉末18～30份、二氧化硅纳米粒子3.2～4.5份、纤维5.0～8.0份、减水剂1.8～2.5份、拌和水40～55份。其中：所述活性硅铁渣粉采用如下的方法制备：
(1)将硅铁渣与碳酸钠溶液混合后进行超声处理，然后继续加入硬脂酸甘油酯并在加热条件下反应。完成后分离出反应体系中的固体物质。
(2)将所述固体物质干燥后进行研磨，即得所述活性硅铁渣粉。
进一步地，步骤(1)中，所述硅铁渣与碳酸钠溶液的料液比为1g：20～35ml。可选地，所述碳酸钠溶液的质量分数为10～15％。所述碳酸钠溶液提供的碱性条件有助于提升硅铁渣的水化反应活性。
进一步地，步骤(1)中，所述超声处理的功率为400～600W，时间为1～1.5小时。通过超声处理有助于所述碳酸钠溶液更加充分地与硅铁渣中的氧化钙反应。
进一步地，步骤(1)中，所述硬脂酸甘油酯与硅铁渣的比例为0.17～0.3重量份：1重量份。
进一步地，步骤(1)中，所述加热温度为50～65℃，所述反应时间为20～30min。所述硬脂酸甘油酯在超声处理过程中生成的氢氧化钠的催化作用下水解形成硬脂酸，其进一步和体系中钙离子形成硬脂酸钙憎水剂，便于阻滞硫酸盐随水进入涂料层造成侵蚀。
进一步地，步骤(2)中，所述干燥温度为70～90℃，时间为40～60min。
进一步地，步骤(2)中，将所述固体物质干燥后研磨至400～500目，即得所述活性硅铁渣粉。经过研磨后有助于增加所述活性硅铁渣粉的细度，便于更加均匀地分散到涂料中，同时研磨也有助于进一步增加所述硅铁渣的反应活性。
进一步地，所述弹性体粉末采用的制备方法包括如下步骤：
(a)将粉煤灰与碳酸钠溶液混合后进行研磨处理，完成后将得到的固体产物干燥，即得活性微粉。
(b)将热塑性弹性体(TPE)加热至熔融态，然后加入所述活性微粉后混合均匀，冷却至室温后对得到的产物进行粉碎处理，即得所述弹性体粉末。
进一步地，步骤(a)中，所述粉煤灰与碳酸钠溶液的比例为1g：1.5～3ml，所述碳酸钠溶液的质量分数为5～10％；所述研磨处理的时间为30～50min。所述粉煤灰在碳酸钠溶液和研磨作用下反应活性得到有效提高，以便于所述热塑性弹性体与涂料层基体牢固地结合。
进一步地，步骤(a)中，所述干燥温度为90～110℃，时间为45～70min。
进一步地，步骤(b)中，所述热塑性弹性体与活性微粉的比例为1重量份：0.2～0.35重量份。
进一步地，步骤(b)中，所述弹性体粉末的粒度为40～100目。
进一步地，所述纤维包括：碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维等中的任意一种。可选地，所述纤维的长度为10～30mm。所述纤维有助于提高涂料层的抗裂能力。
进一步地，所述减水剂包括：聚羧酸减水剂、萘系减水剂、磺系减水剂等中的任意一种。
其次，本发明提供所述混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料的制备工艺，包括步骤：将所述抗硫酸盐水泥、沙子、活性硅铁渣粉、弹性体粉末、二氧化硅纳米粒子和纤维混合均匀，然后加入所述减水剂与拌和水混匀，即得防护涂料。
再次，本发明提供所述混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料在建筑工程、海洋工程等领域中的应用。
与现有技术相比，本发明至少具有以下方面的有益技术效果：
本发明的抗硫酸盐侵蚀防护涂料加入了活性硅铁渣粉和弹性体粉末，不仅降低了形成的水泥基涂料层的孔隙率，而且使该涂料层具有良好的抗裂性能，再加上所述二氧化硅纳米粒子的物理密实作用，本发明利从物理和化学两个方面提升了混凝土基体抵抗硫酸盐侵蚀的能力。为此，本发明将硅铁渣固废与碳酸钠溶液混合后进行超声处理，这是由于硅铁渣中含有大量游离氢氧化钙，直接作为水泥基涂料的组分时会在拌和水的作用下形成大量氢氧化钙，当受到硫酸盐侵蚀时形成硫酸钙，进而与涂料层中的水化铝酸钙反应形成膨胀性的钙矾石，容易引起造成涂层开裂。而经过上述碳酸钠溶液处理后，不仅将硅铁渣中的氧化钙转化为稳定的碳酸钙，其可以起到填充涂料层中孔隙的作用，降低孔隙率，减少硫酸根离子扩散的通道，提高涂料层对混凝土基体的防护能力。同时，所述碳酸钠溶液还起到对硅铁渣碱激活的作用，硅铁渣中的硅氧键、铝氧键在碳酸钠溶液作用下断裂，这些断裂的硅氧键、铝氧键可与涂料中的水泥水化反应形成的水化产物氢氧化钙生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等，这些胶凝组分不仅能够使硅铁渣与涂料基体结合更加紧密，减少孔隙率，而且能够提升涂料层的力学强度。进一步地，所述超声处理后反应体系中含有的形成碳酸钙时伴生的氢氧化钠作为碱催化剂可促使所述硬脂酸甘油酯水解形成硬脂酸，其进一步与溶解在反应体系中的钙离子形成硬脂酸钙憎水剂，经过固液分离后该硬脂酸钙憎水剂与所述碳酸钙、碱激活的硅铁渣在研磨作用下形成更加细小的粉体，更有利于封堵涂料层中的孔隙，提高涂料层密实度，减少硫酸盐的扩散通道。同时使所述硬脂酸钙分散在涂料层中使其具有良好的憎水性，有助于防止硫酸盐在水分输送下通过涂层侵蚀混凝土基体。另外，本发明还采用热塑性弹性体与经过活化处理后的粉煤灰制备了弹性体粉末，所述粉煤灰在碳酸钠溶液中研磨处理后，粉煤灰颗粒表面的硅氧键、铝氧键发生断裂，其和所述热塑性弹性体混合制成弹性体粉末后，可使弹性体粉末的表面负载上大量活性粉煤灰颗粒，在涂料中的水泥组分水化过程中，这些活性粉煤灰颗粒与水化产物氢氧化钙进一步反应形成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝组分，其可使所述弹性体粉末与涂料层的基体紧密地结合在一起，克服弹性体粉末表面憎水而与涂料层的基体难以相容，进而导致弹性体粉末难以更好地发挥提高涂料层的抗裂性的问题。这些弹性体粉末良好的韧性有助于增加涂料层抵抗在冷热交替作用下因变形而容易导致产生裂纹的能力以及涂料层受到外力冲击时抗裂能力，从而提高涂料层抵抗硫酸盐等侵蚀的能力。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1为本发明下列实施例抗压强度测试图。
图2为本发明下列实施例水渗透系数测试图。
图3为本发明下列实施例膨胀率测试图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例与材料仅作示范之用，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员基于这些实施例，在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。
下列实施例采用的硅铁渣主要化学成分如下表所示：
化学成分 SiO2 FeO Al2O3 CaO MgO 余量
含量(质量分数) 50.4％ 22.7％ 11.6％ 8.3％ 5.2％ TiO2等
实施例1
一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料的制备，包括如下步骤：
1、活性硅铁渣粉的制备：将硅铁渣与碳酸钠溶液(质量分数15％)按照1g：25ml的比例混合后搅拌均匀，然后超声处理1小时，超声功率500W。完成后按照硬脂酸甘油酯与所述硅铁渣的质量比为0.2：1的比例在反应体系中加入硬脂酸甘油酯，并在500W的超声处理条件下加热至60℃保温30min，然后过滤分离出反应体系中的固体物质。将该固体物质置于烘箱中，并于85℃干燥50min后进行机械研磨处理，然后过500目筛，即得活性硅铁渣粉，备用。
2、弹性体粉末的制备：将粉煤灰与质量分数为5％的碳酸钠溶液按照1g：2.5ml的比例置于研磨机中机械研磨50min，完成后将得到的固体产物置于烘箱中，并于100℃干燥60min，即得活性微粉，备用。将废弃的热塑性弹性体加热至110℃使其保持熔融的流体状态，然后按照该热塑性弹性体与所述活性微粉的质量比为1：0.3的比例，在熔融的所述热塑性弹性体加入活性微粉后混合均匀，然后冷却至室温，将得到的产物置于粉碎机中进行粉碎处理，完成后将得到的细粉过80目筛，即得所述弹性体粉末，备用。
3、防护涂料的制备，包括如下步骤：
(1)准备如下重量份的原料：市售抗硫酸盐水泥120份、沙子175份、本实施例制备的所述活性硅铁渣粉50份、本实施例制备的所述弹性体粉末25份、二氧化硅纳米粒子4.5份、长度为20mm的聚丙烯纤维7份、聚羧酸减水剂2.2份、拌和水49份。
(2)将所述抗硫酸盐水泥、沙子、活性硅铁渣粉、弹性体粉末、二氧化硅纳米粒子和聚丙烯纤维置于搅拌机中混合10min，然后加入所述减水剂与拌和水继续搅拌3min，即得水泥基防护涂料。
对本实施例制备的水泥基防护涂料的抗压强度进行测试(参考图1)。对本实施例制备的水泥基防护涂料的90天水渗透系数进行测试(参考图2)。对涂覆了本实施例制备的水泥基防护涂料的混凝土试块的90天膨胀率进行测试(参考图3)，以衡量所述涂料抵抗硫酸盐侵蚀的能力。上述各项指标的测试结果如下表所示。
性能指标 28天抗压强度 90天水渗透系数 90天膨胀率
实施例1 48.25MPa 0.51×10-12m/s 0.027％
实施例2
一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料的制备，包括如下步骤：
1、活性硅铁渣粉的制备：将硅铁渣与碳酸钠溶液(质量分数10％)按照1g：35ml的比例混合后搅拌均匀，然后超声处理1小时，超声功率600W。完成后按照硬脂酸甘油酯与所述硅铁渣的质量比为0.25：1的比例在反应体系中加入硬脂酸甘油酯，并在600W的超声处理条件下加热至50℃保温30min，然后过滤分离出反应体系中的固体物质。将该固体物质置于烘箱中，并于90℃干燥40min后进行机械研磨处理，然后过400目筛，即得活性硅铁渣粉，备用。
2、弹性体粉末的制备：将粉煤灰与质量分数为8％的碳酸钠溶液按照1g：1.5ml的比例置于研磨机中机械研磨30min，完成后将得到的固体产物置于烘箱中，并于90℃干燥70min，即得活性微粉，备用。将废弃的热塑性弹性体加热至105℃使其保持熔融的流体状态，然后按照该热塑性弹性体与所述活性微粉的质量比为1：0.25的比例，在熔融的所述热塑性弹性体加入活性微粉后混合均匀，然后冷却至室温，将得到的产物置于粉碎机中进行粉碎处理，完成后将得到的细粉过40目筛，即得所述弹性体粉末，备用。
3、防护涂料的制备，包括如下步骤：
(1)准备如下重量份的原料：市售抗硫酸盐水泥130份、沙子190份、本实施例制备的所述活性硅铁渣粉55份、本实施例制备的所述弹性体粉末30份、二氧化硅纳米粒子4份、长度为15mm的碳纤维8份、聚羧酸减水剂2.5份、拌和水55份。
(2)将所述抗硫酸盐水泥、沙子、活性硅铁渣粉、弹性体粉末、二氧化硅纳米粒子和碳纤维置于搅拌机中混合10min，然后加入所述减水剂与拌和水继续搅拌3min，即得水泥基防护涂料。
采用同上述实施例1相同的方法测试本实施例制备的水泥基防护涂料的抗压强度、90天水渗透系数以及涂覆了本实施例制备的水泥基防护涂料的混凝土试块的90天膨胀率，上述各项指标的测试结果如下表所示。
性能指标 28天抗压强度 90天水渗透系数 90天膨胀率
实施例2 51.02MPa 0.68×10-12m/s 0.042％
实施例3
一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料的制备，包括如下步骤：
1、活性硅铁渣粉的制备：将硅铁渣与碳酸钠溶液(质量分数12％)按照1g：20ml的比例混合后搅拌均匀，然后超声处理1.5小时，超声功率400W。完成后按照硬脂酸甘油酯与所述硅铁渣的质量比为0.3：1的比例在反应体系中加入硬脂酸甘油酯，并在400W的超声处理条件下加热至60℃保温30min，然后过滤分离出反应体系中的固体物质。将该固体物质置于烘箱中，并于70℃干燥60min后进行机械研磨处理，然后过500目筛，即得活性硅铁渣粉，备用。
2、弹性体粉末的制备：将粉煤灰与质量分数为10％的碳酸钠溶液按照1g：2ml的比例置于研磨机中机械研磨35min，完成后将得到的固体产物置于烘箱中，并于105℃干燥50min，即得活性微粉，备用。将废弃的热塑性弹性体加热至110℃使其保持熔融的流体状态，然后按照该热塑性弹性体与所述活性微粉的质量比为1：0.35的比例，在熔融的所述热塑性弹性体加入活性微粉后混合均匀，然后冷却至室温，将得到的产物置于粉碎机中进行粉碎处理，完成后将得到的细粉过60目筛，即得所述弹性体粉末，备用。
3、防护涂料的制备，包括如下步骤：
(1)准备如下重量份的原料：市售抗硫酸盐水泥100份、沙子155份、本实施例制备的所述活性硅铁渣粉43份、本实施例制备的所述弹性体粉末18份、二氧化硅纳米粒子3.8份、长度为30mm的聚乙烯醇纤维5份、萘系减水剂1.8份、拌和水40份。
(2)将所述抗硫酸盐水泥、沙子、活性硅铁渣粉、弹性体粉末、二氧化硅纳米粒子和聚乙烯醇纤维置于搅拌机中混合10min，然后加入所述减水剂与拌和水继续搅拌3min，即得水泥基防护涂料。
采用同上述实施例1相同的方法测试本实施例制备的水泥基防护涂料的抗压强度、90天水渗透系数以及涂覆了本实施例制备的水泥基防护涂料的混凝土试块的90天膨胀率，上述各项指标的测试结果如下表所示。
性能指标 28天抗压强度 90天水渗透系数 90天膨胀率
实施例3 47.73MPa 0.82×10-12m/s 0.053％
实施例4
一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料的制备，包括如下步骤：
1、活性硅铁渣粉的制备：将硅铁渣与碳酸钠溶液(质量分数10％)按照1g：30ml的比例混合后搅拌均匀，然后超声处理1小时，超声功率500W。完成后按照硬脂酸甘油酯与所述硅铁渣的质量比为0.17：1的比例在反应体系中加入硬脂酸甘油酯，并在400W的超声处理条件下加热至65℃保温20min，然后过滤分离出反应体系中的固体物质。将该固体物质置于烘箱中，并于80℃干燥60min后进行机械研磨处理，然后过450目筛，即得活性硅铁渣粉，备用。
2、弹性体粉末的制备：将粉煤灰与质量分数为6％的碳酸钠溶液按照1g：3ml的比例置于研磨机中机械研磨45min，完成后将得到的固体产物置于烘箱中，并于110℃干燥45min，即得活性微粉，备用。将废弃的热塑性弹性体加热至115℃使其保持熔融的流体状态，然后按照该热塑性弹性体与所述活性微粉的质量比为1：0.2的比例，在熔融的所述热塑性弹性体加入活性微粉后混合均匀，然后冷却至室温，将得到的产物置于粉碎机中进行粉碎处理，完成后将得到的细粉过100目筛，即得所述弹性体粉末，备用。
3、防护涂料的制备，包括如下步骤：
(1)准备如下重量份的原料：市售抗硫酸盐水泥125份、沙子180份、本实施例制备的所述活性硅铁渣粉60份、本实施例制备的所述弹性体粉末26份、二氧化硅纳米粒子3.2份、长度为10mm的玻璃纤维7.5份、磺系减水剂2.3份、拌和水52份。
(2)将所述抗硫酸盐水泥、沙子、活性硅铁渣粉、弹性体粉末、二氧化硅纳米粒子和玻璃纤维置于搅拌机中混合10min，然后加入所述减水剂与拌和水继续搅拌3min，即得水泥基防护涂料。
采用同上述实施例1相同的方法测试本实施例制备的水泥基防护涂料的抗压强度、90天水渗透系数以及涂覆了本实施例制备的水泥基防护涂料的混凝土试块的90天膨胀率，上述各项指标的测试结果如下表所示。
性能指标 28天抗压强度 90天水渗透系数 90天膨胀率
实施例4 50.49MPa 0.57×10-12m/s 0.034％
实施例5
一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料的制备，同上述实施例1，区别在于本实施的活性硅铁渣粉采用如下的方法制备：将硅铁渣与清水按照1g：25ml的比例混合后搅拌均匀，然后超声处理1小时，超声功率500W。完成后按照硬脂酸甘油酯与所述硅铁渣的质量比为0.2：1的比例在反应体系中加入硬脂酸甘油酯，并在500W的超声处理条件下加热至60℃保温30min，然后过滤分离出反应体系中的固体物质。将该固体物质置于烘箱中，并于85℃干燥50min后进行机械研磨处理，然后过500目筛，即得所述活性硅铁渣粉。
采用同上述实施例1相同的方法测试本实施例制备的水泥基防护涂料的抗压强度、90天水渗透系数以及涂覆了本实施例制备的水泥基防护涂料的混凝土试块的90天膨胀率，上述各项指标的测试结果如下表所示。
性能指标 28天抗压强度 90天水渗透系数 90天膨胀率
实施例5 41.56MPa 2.04×10-12m/s 0.79％
实施例6
一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料的制备，同上述实施例3，区别在于本实施的活性硅铁渣粉采用如下的方法制备：活性硅铁渣粉的制备：将硅铁渣与碳酸钠溶液(质量分数12％)按照1g：20ml的比例混合后搅拌均匀，然后超声处理1.5小时，超声功率400W。然后过滤分离出反应体系中的固体物质，将该固体物质置于烘箱中，并于70℃干燥60min后进行机械研磨处理，然后过500目筛，即得所述活性硅铁渣粉。
采用同上述实施例1相同的方法测试本实施例制备的水泥基防护涂料的抗压强度、90天水渗透系数以及涂覆了本实施例制备的水泥基防护涂料的混凝土试块的90天膨胀率，上述各项指标的测试结果如下表所示。
性能指标 28天抗压强度 90天水渗透系数 90天膨胀率
实施例6 47.14MPa 3.18×10-12m/s 1.26％
实施例7
一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料的制备，同上述实施例4，区别在于本实施的活性硅铁渣粉采用如下的方法制备：将硅铁渣与碳酸钠溶液(质量分数10％)按照1g：30ml的比例混合后搅拌均匀，然后超声处理1小时，超声功率500W。完成后按照硬脂酸甘油酯与所述硅铁渣的质量比为0.17：1的比例在反应体系中加入硬脂酸甘油酯，并在500W的超声处理条件下加热至65℃保温20min，然后过滤分离出反应体系中的固体物质。将该固体物质置于烘箱中于80℃干燥60min，即得所述活性硅铁渣粉。
采用同上述实施例1相同的方法测试本实施例制备的水泥基防护涂料的抗压强度、90天水渗透系数以及涂覆了本实施例制备的水泥基防护涂料的混凝土试块的90天膨胀率，上述各项指标的测试结果如下表所示。
实施例8
一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料的制备，同上述实施例2，区别在于本实施的弹性体粉采用如下的方法制备：将废弃的热塑性弹性体加热至105℃使其保持熔融的流体状态，然后按照该热塑性弹性体与粉煤灰的质量为1：0.25的比例，在熔融的所述热塑性弹性体加入粉煤灰，然后混合均匀，冷却至室温后将得到的产物置于粉碎机中进行粉碎处理，完成后将得到的细粉过40目筛，即得所述弹性体粉末。
采用同上述实施例1相同的方法测试本实施例制备的水泥基防护涂料的抗压强度、90天水渗透系数以及涂覆了本实施例制备的水泥基防护涂料的混凝土试块的90天膨胀率，上述各项指标的测试结果如下表所示。
性能指标 28天抗压强度 90天水渗透系数 90天膨胀率
实施例8 43.85MPa 0.91×10-12m/s 0.17％
实施例9
一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料的制备，包括如下步骤：
(1)准备如下重量份的原料：市售抗硫酸盐水泥100份、沙子155份、活性硅铁渣粉43份、弹性体粉末18份、二氧化硅纳米粒子3.8份、长度为30mm的聚乙烯醇纤维5份、萘系减水剂1.8份、拌和水40份。本实施例的所述弹性体粉末是由将废弃的热塑性弹性体经过粉碎处理后，过60目筛得到。本实施例的活性硅铁渣粉与上述实施例3的制备方法相同。
(2)将所述抗硫酸盐水泥、沙子、活性硅铁渣粉、弹性体粉末、二氧化硅纳米粒子和聚乙烯醇纤维置于搅拌机中混合10min，然后加入所述减水剂与拌和水继续搅拌3min，即得水泥基防护涂料。
采用同上述实施例1相同的方法测试本实施例制备的水泥基防护涂料的抗压强度、90天水渗透系数以及涂覆了本实施例制备的水泥基防护涂料的混凝土试块的90天膨胀率，上述各项指标的测试结果如下表所示。
性能指标 28天抗压强度 90天水渗透系数 90天膨胀率
实施例9 41.07MPa 1.42×10-12m/s 0.33％
实施例10
一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料的制备，包括如下步骤：
(1)准备如下重量份的原料：市售抗硫酸盐水泥120份、沙子175份、活性硅铁渣粉50份、二氧化硅纳米粒子4.5份、长度为20mm的聚丙烯纤维7份、聚羧酸减水剂2.2份、拌和水49份。本实施例的活性硅铁渣粉与上述实施例1的制备方法相同。
(2)将所述抗硫酸盐水泥、沙子、活性硅铁渣粉、二氧化硅纳米粒子和聚丙烯纤维置于搅拌机中混合10min，然后加入所述减水剂与拌和水继续搅拌3min，即得水泥基防护涂料。
采用同上述实施例1相同的方法测试本实施例制备的水泥基防护涂料的抗压强度、90天水渗透系数以及涂覆了本实施例制备的水泥基防护涂料的混凝土试块的90天膨胀率，上述各项指标的测试结果如下表所示。
性能指标 28天抗压强度 90天水渗透系数 90天膨胀率
实施例10 44.32MPa 1.03×10-12m/s 0.24％
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料，其特征在于，按重量份计，所述防护涂料的原料包括组分：抗硫酸盐水泥100～130份、沙子155～190份、活性硅铁渣粉43～60份、弹性体粉末18～30份、二氧化硅纳米粒子3.2～4.5份、纤维5.0～8.0份、减水剂1.8～2.5份、拌和水40～55份；
其中，所述活性硅铁渣粉采用如下的方法制备：
(1)将硅铁渣与碳酸钠溶液混合后进行超声处理，然后继续加入硬脂酸甘油酯并在加热条件下反应；完成后分离出反应体系中的固体物质，备用；
(2)将所述固体物质干燥后进行研磨，即得所述活性硅铁渣粉。
2.根据权利要求1所述的混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料，其特征在于，步骤(1)中，所述硅铁渣与碳酸钠溶液的料液比为1g：20～35ml；所述碳酸钠溶液的质量分数为10～15％；
或者，步骤(1)中，所述超声处理的功率为400～600W，时间为1～1.5小时。
3.根据权利要求1所述的混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料，其特征在于，步骤(1)中，所述硬脂酸甘油酯与硅铁渣的比例为0.17～0.3重量份：1重量份；
或者，步骤(1)中，所述加热温度为50～65℃，所述反应时间为20～30min。
4.根据权利要求1所述的混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料，其特征在于，步骤(2)中，所述干燥温度为70～90℃，时间为40～60min；
或者，步骤(2)中，将所述固体物质干燥后研磨至400～500目。
5.根据权利要求1所述的混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料，其特征在于，所述弹性体粉末采用的制备方法包括如下步骤：
(a)将粉煤灰与碳酸钠溶液混合后研磨处理，完成后将得到的固体产物干燥，即得活性微粉；
(b)将热塑性弹性体加热至熔融态，然后加入所述活性微粉后混合均匀，冷却至室温后对得到产物进行粉碎处理，即得所述弹性体粉末。
6.根据权利要求5所述的混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料，其特征在于，步骤(a)中，所述粉煤灰与碳酸钠溶液的比例为1g：1.5～3ml，所述碳酸钠溶液的质量分数为5～10％；所述研磨处理的时间为30～50min；
或者，步骤(a)中，所述干燥温度为90～110℃，时间为45～70min。
7.根据权利要求5所述的混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料，其特征在于，步骤(b)中，所述热塑性弹性体与活性微粉的比例为1重量份：0.2～0.35重量份；
或者，步骤(b)中，所述弹性体粉末的粒度为40～100目。
8.根据权利要求1-7任一项所述的混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料，其特征在于，所述纤维包括：碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维中的任意一种；所述纤维的长度为10～30mm。
9.根据权利要求1-7任一项所述的混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料，其特征在于，所述减水剂包括：聚羧酸减水剂、萘系减水剂、磺系减水剂中的任意一种。
10.权利要求1-9任一项所述混凝土表层抗硫酸盐侵蚀防护涂料在建筑工程或海洋工程中的应用。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020198291A1 (en) * 2001-01-05 2002-12-26 Frenkel David Yakovlevich High performance elastomer-containing concrete material
US20100016459A1 (en) * 2007-01-29 2010-01-21 Jeffrey Jacob Cernohous Compositions and methods for producing high strength composites
MX2014013231A (es) * 2014-10-30 2016-05-02 Univ Autonoma De Nuevo Leon Proceso para la elaboracion de nuevos materiales cementantes utilizando residuos vitreos activados mecanoquimicamente y ceniza volante.
CN105948553A (zh) * 2016-05-17 2016-09-21 武汉理工大学 一种水泥基材料用抗硫酸盐防腐剂
CN106365524A (zh) * 2016-08-22 2017-02-01 河南省中德新亚新材料研究院有限公司 一种快凝早强无机聚合物砂浆及其制备方法
CN107445545A (zh) * 2017-08-04 2017-12-08 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种水工混凝土结构修补用高延性水泥基复合材料
US10730794B1 (en) * 2019-09-30 2020-08-04 Cem Innovations, Llc Method of delivery of dry polymeric microsphere powders for protecting concrete from freeze-thaw damage
CN113135701A (zh) * 2021-04-24 2021-07-20 上海练定新材料科技有限公司 一种耐久性混凝土及其制备方法
JP2021172578A (ja) * 2020-04-22 2021-11-01 浙江研基科技有限公司 高強度の軽質コンクリート
CN116283087A (zh) * 2023-03-01 2023-06-23 四川省建筑科学研究院有限公司 高耐久性排水管道用混凝土及其应用

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020198291A1 (en) * 2001-01-05 2002-12-26 Frenkel David Yakovlevich High performance elastomer-containing concrete material
US20100016459A1 (en) * 2007-01-29 2010-01-21 Jeffrey Jacob Cernohous Compositions and methods for producing high strength composites
MX2014013231A (es) * 2014-10-30 2016-05-02 Univ Autonoma De Nuevo Leon Proceso para la elaboracion de nuevos materiales cementantes utilizando residuos vitreos activados mecanoquimicamente y ceniza volante.
CN105948553A (zh) * 2016-05-17 2016-09-21 武汉理工大学 一种水泥基材料用抗硫酸盐防腐剂
CN106365524A (zh) * 2016-08-22 2017-02-01 河南省中德新亚新材料研究院有限公司 一种快凝早强无机聚合物砂浆及其制备方法
CN107445545A (zh) * 2017-08-04 2017-12-08 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种水工混凝土结构修补用高延性水泥基复合材料
US10730794B1 (en) * 2019-09-30 2020-08-04 Cem Innovations, Llc Method of delivery of dry polymeric microsphere powders for protecting concrete from freeze-thaw damage
JP2021172578A (ja) * 2020-04-22 2021-11-01 浙江研基科技有限公司 高強度の軽質コンクリート
CN113135701A (zh) * 2021-04-24 2021-07-20 上海练定新材料科技有限公司 一种耐久性混凝土及其制备方法
CN116283087A (zh) * 2023-03-01 2023-06-23 四川省建筑科学研究院有限公司 高耐久性排水管道用混凝土及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘音: "《建筑垃圾粗粉煤灰充填材料性能研究》", 30 September 2015, 黄河水利出版社, pages: 65 - 69 *

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