CN1982254A - 一种混凝土防腐气密剂组合物及其制备方法 - Google Patents

一种混凝土防腐气密剂组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种混凝土防腐气密剂组合物，按照重量百分比计算，该组合物包含有以下组分：25～35％的塑化剂，15～25％的无机硅，5～15％的有机硅，15～25％的硫铝酸盐，5～15％的硝酸盐，2～6％的活性剂，2～6％保水剂。

Description

一种混凝土防腐气密剂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种组合物，特别涉及一种混凝土防腐工程使用的防腐气密剂组合物及其制备方法。
背景技术
在煤系地层，石膏盐地层，盐渍、盐湖、盐田、沿海港口、高瓦斯压力渗透穿越地区的公路和铁路，地下工程，浇筑的混凝土，其使用寿命不及其它地层浇筑混凝土的使用寿命的三分之一。其根本原因是在这些地层中含有大量的硫酸盐，氯盐，碳酸盐，镁盐，胺盐等酸性介子；氯盐对混凝土钢筋造成严重锈蚀，使混凝土结构破坏；大量的硫酸盐侵蚀在混凝土中与混凝土中的游离钙，氢氧化钙反应生成硫酸钙膨胀晶体，其体积为结晶物的5-8倍，使混凝土开裂破坏，混凝土的使用寿命大大缩短，同时为保证工程的正常运行，需增加大量的维修费用，有的地方维修费用大于新建工程费用，造成大量的人力、物力的损失，影响工程的正常运用，直接和间接损失极为严重。如铁路、公路、海水浸入区、化工、冶金、印染、纺织、制药等腐蚀性严重的混凝土工程，其维修难度最大，维修费用极高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种解决混凝土防腐工程中所存在的技术难题，即能保证建筑混凝土防腐性能，又能提高其耐久性能，防止有毒气体的渗透，还能降低维修费用，同时使用本发明对环境无污染，对人畜无毒害，是一种无毒无害绿色环保，降低成本，保证工程质量，提高使用寿命的防腐气密剂组合物，其制备方法简单易行。
一种混凝土防腐气密剂组合物，按照重量百分比计算，该组合物包含有以下组分：25～35％的塑化剂，15～25％的无机硅，5～15％的有机硅，15～25％的硫铝酸盐，5～15％的硝酸盐，2～6％的活性剂，2～6％保水剂。
一种混凝土防腐气密剂组合物，其中所述的塑化剂为聚羧酸盐、氨基磺酸盐、萘系磺酸盐、木质素磺酸盐中的一种或组合物，它是防腐剂的重要原料，具有增塑、减水、抗渗、防水、增强、抗冻的性能。
一种混凝土防腐气密剂组合物，其中所述的无机硅为细度为3000目以上的SiO2含量为99％以上的纳米硅微粉，主要作用是填充混凝土毛细孔隙，使其致密，起到抗渗防水的作用，又能部分吸附酸性离子，阻止与游离钙的结合。
一种混凝土防腐气密剂组合物，其中所述的有机硅为硅氧烷、甲基硅醇钠、硅烷中的一种或其组合物，主要功能是吸附酸性离子，阻碍Ca离子与酸性离子的化合，具有憎水防水功能。
一种混凝土防腐气密剂组合物，其中所述的硫铝酸盐为细度为800目以上的硫铝酸钙、硫酸铝盐矿物熟料粉末中的一种或其组合，其作用是在混凝土硬化初期与水泥水化产生的钙离子结合，生成钙矾石结晶物它能膨胀使用混凝土致密，改善混凝土毛细孔隙结构，防止外界腐蚀介子的侵入。
一种混凝土防腐气密剂组合物，其中所述的硝酸盐为亚硝酸钙或硝酸钙中的一种或其组合，其作用是在混凝土水化过程中生成硝酸亚铁在混凝土钢筋表面形成一层钝化膜，保护钢筋免受外界离子的腐蚀。
一种混凝土防腐气密剂组合物，其中所述的表面活性剂为天然松香聚合物、脂肪醇硫酸钠、脂肪酰二乙醇胺中的一种或其组合，其主要作用是，使混凝土在水化初期水分不易蒸发，保证有足够的水分参与水泥水化，防止混凝土初期裂纹，适度延缓初凝时间，抑制水化热峰值。
一种混凝土防腐气密剂组合物，其中所述的保水剂为羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的一种或其组合，其作用为保水增稠增粘。
一种制备如上述任意一种所述的防腐气密剂组合物的方法：
将塑化剂倒入搅拌器中，在搅拌过程中依次加入无机硅、有机硅、硫铝酸盐、硝酸盐、表面活性剂、保水剂，加完后再搅拌10～20分钟，使其充分搅拌均匀，即得混凝土防腐气密剂成品。
本发明所述的防腐气密剂适用于：含有硫酸根离子、氯离子、镁离子的煤系地层、石膏地层、盐渍、盐湖、盐田、滨海盐田、沿海港口、海水渗入区等不良地质区域和海洋水域的高瓦斯渗透穿越地区的铁路公路混凝土工程，广泛用于化工、冶金、印染、纺织、制药等腐蚀性工业厂房，使用海砂、含有Cl-施工用水，降低混凝土碱度，工业灰渣，低碱水泥工程，以及工业，民用建筑使用环境中受腐蚀性气体或盐类作用的新老钢筋混凝土或构筑物，适用于防腐、防水、防冻商品、泵送混凝土。
本发明所述防腐气密剂具有减水、引气、防水、抗渗、抗冻、抗裂、密实、增塑、增强、改善和提高混凝土的自防护能力的综合性能。使用本发明能大幅度减少新拌混凝土的自由水从而使混凝土中的毛细孔道减少，大量的密实晶体能堵塞毛细孔隙通道，防止或者缓解氯盐、硫酸盐、镁盐、碳酸盐、铵盐对砼和钢筋的腐蚀，使混凝土寿命延长5～10倍，减少一次性防腐的投资50～70％以上。
具体实施方式
下文中，根据优选的实施例对本发明进行更详细的描述，然而以下的实施例仅限于对本发明的理解并且本发明并不限于此或受其限制。
实施例1
制备混凝土防酸性离子和有毒气体渗透侵蚀，要求混凝土密实抗渗防水，提高混凝土抗酸碱介质的性能，并保证混凝土有足够的强度。其防腐气密剂配比为(按重量百分比计算)：聚羧酸钠30％，细度为3000目的SiO2含量为99％以上的纳米硅微粉20％，硅氧烷15％，细度为800目以上的硫铝酸钙25％，亚硝酸钙5％，十二醇硫酸钠3％，羟丙基甲基纤维素2％。
实施例2
制备混凝土防硫酸盐离子侵入，要求混凝土抗渗抗冻，提高混凝土抗硫酸盐介质的性能，并保证混凝土有足够的强度。其防腐气密剂配比为(按重量百分比计算)：氨基磺酸钠25％，细度为4000目以上的SiO2含量为99％以上的纳米硅微粉25％，甲基硅醇钠10％，细度为800目以上硫酸铝盐矿物熟料粉末15％，硝酸钙15％，天然松香6％，羟乙基纤维素4％。
实施例3(以1000kg为例)
在容积为1200L搅拌机在开机的过程中加入300kg木质素磺酸钠，200kg细度为3500目的SiO2含量为99％以上的纳米硅微粉，150kg乙硅烷，220kg细度为900目硫铝酸钙，50kg硝酸钙，40kg三乙醇胺，40kg羟乙基甲基纤维素后继续搅拌5min即可包装为防腐气密剂1000kg型号为FSKQ1型产品。
实施例4(以1000kg为例)
制备混凝土防氯离子侵入，防止钢结构锈蚀，要求混凝土抗渗防水抗裂、阻锈，并有一定的抗压强度。其防腐剂的配比为(按重量百分比计算)，亚硝酸钙7％硝酸钙8％，萘磺酸钠35％，细度为5000目的SiO2含量为99％以上的纳米硅微粉15％，甲基硅醇钠5％，细度为900目硫铝酸钙20％，十二醇硫酸钠5％，羟乙基纤维素5％。即在1200L的搅拌机开机的过程中依次加入硝酸钙80kg，亚硝酸钙70kg，萘磺酸钠350kg，纳米硅微粉150kg，甲基硅醇钠50kg，硫铝酸钙200kg，十二醇硫酸钠50kg，羟乙基纤维素50kg，继续搅拌5min即可包装为1000kg的FSKQ2型防腐剂产品。通过以下图表试验说明使用本发明混凝土防腐气密剂的性能指标，符合SFQB001-2001企标，JC/T894-2001，JC474-1999标准。
实施例5
制备混凝土防硫酸根离子侵入，要求混凝土抗渗抗冻，提高混凝土抗硫酸盐介质的性能，并保证混凝土有足够的强度。其防腐气密剂配比为(按重量百分比计算)：氨基磺酸钾31％，细度为4500目的SiO2含量为99％以上的纳米硅微粉21％，甲基硅醇钾8％，细度为1000目的硫铝酸钙22％，亚硝酸钙10％，天然松香2％，羟丙基甲基纤维素6％。
FSKQ砼物理性能与经济效益比较
试验项目     FSKQ砼性能指标     实测值效果比较
    普通砼     耐酸砼     FSKQ砼
    净浆安定性     合格     合格     合格     合格
    减水率(％)≥     120.     -     -     20.0
    泌水率(％)≤     100     100     90     30
    含气量(％)     2.5～4.5     1.2     1.0     3.0
    抗蚀系数(K)≥     0.8     0.2     0.9     0.95
    坍落度增加值mm≥     100     120
坍落度保留值mm     30min≥ 160 - - 190
    60min≥ 130 - - 170
    抗渗标号(S)≥     12     2     8     40
    抗冻性(D)≥     150     25     50     200
    凝结时间差min        初凝     -120～+120     2h30min     1h25min     5h08min
终凝 - - - -
    14d限制膨胀率(％)≥ 0.025 - 0.03 0.030
透气系数≤ 喷射砼 10-10cm/s 10-3 10-9 10-11
       模筑砼     10-11cm/s     10-2     10-10     10-12
    抗压强度比(％)        7d≥     110     100     155     150
28d≥ 100 100 125 125
    对钢筋锈蚀性     无锈蚀     -     无锈蚀     无锈蚀
    m3材料成本(元)    平均成本314     219     419     303
从以上检测结果表明：普通混凝土抗渗、抗冻、收缩、抗蚀性能、透气性、可泵性等各项指标极差，完全不能满足耐腐蚀、气密性混凝土、泵送施工混凝土的需要，耐久年限(有酸碱侵蚀，高瓦斯压力值)不会超过2-5年，但成本低廉。
耐酸混凝土的耐酸性能极强，基本能满足耐酸性能的要求，但不能泵送施工，气密性不及FSKQ混凝土，成本较高，耐酸水泥原料来源能泵送施工，气密性不及FSKQ混凝土，成本较高，耐酸水泥原料来源不足。
FSKQ耐腐蚀气密混凝土的各种性能指标最优，完全能满足耐腐蚀气密性混凝土多种功能的要求，耐久年限可达200年以上，有利于泵送施工，不需要添加其它外加剂就能一次完成，达到气密耐腐蚀的性能指标，且施工成本适中，原材料来源广泛，利用普通水泥和活性矿物料外加FSKQ高性能耐腐蚀气密剂就能配制绿色高性能耐腐蚀气密性耐久混凝土。

Claims (9)

1、一种混凝土防腐气密剂组合物，按照重量百分比计算，该组合物包含有以下组分：25～35％的塑化剂，15～25％的无机硅，5～15％的有机硅，15～25％的硫铝酸盐，5～15％的硝酸盐，2～6％的活性剂，2～6％保水剂。
2、按照权利要求1所述的一种混凝土防腐气密剂组合物，其特征在于所述的塑化剂为聚羧酸盐，氨基磺酸盐，萘系磺酸盐，木质素磺酸盐中的一种或组合物。
3、按照权利要求1所述的一种混凝土防腐气密剂组合物，其特征在于所述的无机硅为细度为3000目以上的SiO2含量为99％以上的纳米硅微粉。
4、按照权利要求1所述的一种混凝土防腐气密剂组合物，其特征在于所述的有机硅为硅氧烷、甲基硅醇钠、硅烷中的一种或其组合物。
5、按照权利要求1所述的一种混凝土防腐气密剂组合物，其特征在于，所述的硫铝酸盐为细度为800目以上的硫铝酸钙、硫酸铝盐矿物熟料粉末中的一种或其组合。
6、按照权利要求1所述的一种混凝土防腐气密剂组合物，其特征在于，所述的硝酸盐为亚硝酸钙或硝酸钙中的一种或其组合。
7、按照权利要求1所述的一种混凝土防腐气密剂组合物，其特征在于，所述的活性剂为天然松香聚合物、脂肪醇硫酸盐、三乙醇胺中的一种或其组合。
8、按照权利要求1所述的一种混凝土防腐气密剂组合物，其特征在于，所述的保水剂为羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的一种或其组合。
9、一种制备如权利要求1～8中任意一项所述的混凝土防腐气密剂组合物的方法：将塑化剂倒入搅拌器中，在搅拌过程中依次加入无机硅、有机硅、硫铝酸盐、硝酸盐、表面活性剂、保水剂，加完后再搅拌10～20分钟，使其充分搅拌均匀，即得混凝土防腐剂成品。
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