CN1769235A - 适用于污水工程的耐腐蚀型高性能混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种适合于污水工程使用的耐腐蚀型高性能混凝土及其制备方法。本发明的混凝土由骨料、水、水泥、矿渣微粉、优质粉煤灰、高性能矿物添加剂和减水剂按适当的重量配比组成。这种耐腐蚀型高性能混凝土在浇筑耐久性、强度、可浇注性三方面性能都能符合污水工程应用环境设计和施工要求，可确保混凝土工程结构长期安全使用。

Description

适用于污水工程的耐腐蚀型高性能混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种耐污水腐蚀型高性能混凝土及其制备方法。
背景技术
目前国内外在混凝土污水处理方面主要采用以下二大类方法，来改善混凝土抵抗侵蚀性介质的腐蚀：
①在混凝土表面喷涂水性聚合物水泥砂浆提高耐腐蚀性能。
②用聚氨酯防腐蚀涂料涂混凝土表面、用交联型高氯化聚乙烯防腐蚀涂料涂钢材表面的方法提高污水工程的混凝土和钢构筑物的抗腐蚀性能。
上述方法存在着造价较高，施工麻烦的问题，当代高性能混凝土技术(即浇筑耐久性、强度、可浇注性三方面性能可确保混凝土工程结构长期安全使用的混凝土技术)有了迅速的发展，根据混凝土工程的使用环境设计并制作耐久混凝土已成为现代混凝技术开发的核心所在。
通常侵蚀性介质对混凝土产生的腐蚀大致可分为三大类型，即：
1、膨胀开裂型破坏
硫酸根离子渗入混凝土中存在的毛细孔或微裂缝，与氢氧化钙、高碱度的水化铝酸钙反应造成膨胀应力，致使混凝土开裂破坏。
2、溶解型破坏
溶液中存在的氢离子、碳酸氢根离子、镁离子等与水泥水化产物发生化学反应，致使水化产物溶解、混凝土质地变得疏松而被破坏，这是由表及里的破坏过程。
3、混凝土中钢筋锈蚀引起混凝土开裂破坏
因二氧化碳气体或溶液中碳酸根离子渗入造成混凝土中性化，致使钢筋钝化膜破坏，同时渗入的会引起电化学腐蚀的离子(如氯离子)使钢筋氧化锈蚀产生膨胀应力，致使混凝土开裂破坏。
由于污水处理工程中使用多种化学物质和微生物，会使溶液中存在硫酸根离子、氯离子、碳酸氢根离子、镁离子等多种物质会与混凝土产生化学反应的物质。而且微生物的参与，使得上述反应变的更为复杂。
发明内容
本发明的目的在于提出一种适用于污水工程的耐腐蚀性能良好的混凝土及其制备方法。
本发明选用优质混凝土的原材料，如高标号水泥、优质粉煤灰、优质高炉矿渣微粉、高效减水剂、指定规格的砂石骨料等，以及高性能混凝土配制技术，根据污水工程使用环境设计并建造耐腐蚀性更佳的混凝土工程，延长污水工程寿命，实现长期稳定而安全运行。
本发明提出的耐腐蚀高性能混凝土，包括骨料、水、胶凝材料，按通常的重量配比混和获得，其中，胶凝材料组份的重量配比如下：
水泥            27.3％～32.1％
矿物掺合料：    72.7％～67.9％；
其中，矿物掺合料组份的重量配比为：
矿渣微粉(S95)：    40％～58％
粉煤灰：           39％～47％
矿物添加剂(JEA)：  0％～8％，优选3％～7％；
另外，加有减水剂(RH1100)，用量为矿物掺合料重量的0.8％～1.2％。
本发明中，所述骨料分为粗骨料和细骨料两种，其中，粗骨料采用粒径小于25mm的碎石，细骨料采用细度模数为2.6-3.0的河砂。这些骨料是无活性矿物的材料。易发生碱活性骨料反应的环境中的混凝土必须使用无活性矿物的骨料。
本发明中，所述水泥采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。尤其选用高标号的水泥。对于易发生碱活性骨料反应的环境中的混凝土，必须使用低碱水泥。
本发明中，所述矿渣微粉可选用S95级磨细水淬高炉矿渣粉，粉煤灰可选用GB1596一级品或二级品指标的低氧化钙含量的风选粉煤灰或磨细粉煤灰。
本发明中，所述减水剂采用萘磺酸盐甲醛缩合物(即RH1100)。
本发明还提出上述混凝土的制备方法，其步骤如下：将所述骨料、水泥、矿物掺合料按前述重量比例加入搅拌机中，搅拌混和；然后将水和减水剂同时加入搅拌机中，继续搅拌均匀；然后进行施工浇筑所需构筑物。
本发明的优点是：根据城市污水处理过程中投放的无机盐、氯离子、以及污水在处理过程中产生的弱酸介质等对混凝土材料的腐蚀机理，运用高性能混凝土的技术，提出适合污水处理工程应用的设计强度等级在C40以上的耐腐蚀型高性能混凝土的配制方案。通过3％硫酸钠、2％硫酸镁、人工海水、增浓150倍的城市污水浸泡试验，以及氯离子渗透、抗电化学腐蚀、人工海水冻融300次等混凝土耐化学腐蚀性和保护钢筋功能等性能检测，证明它是一种适合于污水处理结构工程使用的新型混凝土材料。
具体实施方式
下面介绍本发明的实施方式。
1、混凝土的配比与制作
C40耐腐蚀型高性能混凝土中各种胶凝材料的重量比例如下：
52.5PII水泥：27.3％～32.1％，矿物掺合料：72.7％-67.9％。矿物掺合料中，矿渣微粉(S95)：40％～58％，磨细粉煤灰：39％～47％，矿物添加剂(JEA)：0％～8％，另外，减水剂(RH1100)为矿物掺合料重量的0.8％～1.2％。
按前述的制备步骤，将各种材料搅拌混和，然后进行浇筑。
2、混凝土的性能
混凝土和易性：符合混凝土集中搅拌站生产预拌泵送混凝土技术要求。
混凝土配制强度(28d标养)：大于45MPa。
3、混凝土的养护
按现行水泥混凝土施工技术要求，混凝土浇筑表面应遮盖并保持湿润，新浇筑的混凝土必须保湿养护14天以上；冬季施工必须加强保温保湿养护，延长养护时间；上部结构工程在混凝土终饰表面及脱膜表面立即喷涂专制的SZY养护层，SZY养护层由两个涂层——底涂层和面涂层构成。
4、混凝土耐腐蚀性指标
3％硫酸钠溶液                       K1和K3均不低于0.85；
2％硫酸镁溶液                       K1和K3均不低于0.85；
人工海水(ASTM D114)                 K1和K3均不低于0.85；
增浓人工污水标准液(温度：35-37℃)   K1和K3均不低于1.00。
以上K1为浸泡龄期28天的耐蚀系数，K3为浸泡龄期84天的耐蚀系数。
5、混凝土力学性能指标(喷涂SZY养护层后)
在养护室空气养护7天，抗压强度33.8MPa；
在养护室水中养护14天，抗压强度48.43MPa；
在养护室空气中养护28天，抗压强度50.6MPa。
上述混凝土的胶凝材料的具体重量配比可根据不同工程的需要作相应选择。

Claims (5)

1、一种适合于污水工程的耐腐蚀型高性能混凝土，包括骨料、水和胶凝材料，按通常的重配比混和获得，其特征在于：
胶凝材料组份的重量配比如下：
水泥             27.3％～32.1％
矿物掺合料：     72.7％～67.9％；
其中，矿物掺合料组份的重量配比为：
矿渣微粉：       40％～58％
粉煤灰：         39％～47％
矿物添加剂：     0％～8％，
另外，加有减水剂，用量为矿物掺合料重量的0.8％～1.2％。
2、根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于所述骨料分为粗骨料和细骨料两种，其中，粗骨料采用粒径小于25mm的碎石，细骨料采用细度模数为2.6-3.0的河砂。
3、根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于所述水泥采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
4、根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于所述矿渣微粉选用S95级磨细水淬高炉矿渣粉，粉煤灰选用GB1596一级品或二级品指标的风选粉煤灰或磨细粉煤灰。
5、一种如权利要求1所述的混凝土的制备方法，其特征在于将所述骨料、水泥、矿物掺合料按所述重量比例加入搅拌机中，搅拌混和；然后将水和减水剂同时加入搅拌机中，继续搅拌均匀；然后进行施工浇筑所需构筑物。
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