專(zhuān)利名稱(chēng)：抗硫酸鹽侵蝕的自密實(shí)混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗硫酸鹽侵蝕的自密實(shí)混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，我國(guó)相關(guān)部門(mén)對(duì)鹽漬土地區(qū)的構(gòu)筑物防腐蝕技術(shù)進(jìn)行了多方位的研究，提出了一些工程處治方法，取得了一定成果。下面是抗硫酸鹽混凝土目前應(yīng)用的幾種技術(shù)一是應(yīng)用抗硫酸鹽水泥，抗硫酸鹽水泥在成分上相對(duì)普硅水泥而言，降低了鋁酸三鈣(C3A)的含量，所以減低了混凝土受侵蝕的可能性；二是礦物摻合料的應(yīng)用。應(yīng)用礦物摻合料來(lái)降低混凝土中水泥水化產(chǎn)物中C3A的含量，同時(shí)發(fā)揮礦物摻合料的火山灰效應(yīng)和填充效應(yīng)，增強(qiáng)混凝土的密實(shí)性，增強(qiáng)混凝土的抗硫酸鹽性能；三是應(yīng)用涂料涂層保護(hù)，防止對(duì)混凝土有侵蝕作用的成分滲入混凝土內(nèi)部造成混凝土的破壞。
但是，由于我國(guó)的鹽漬土分布區(qū)域廣、組成成分復(fù)雜，但抗硫酸鹽水泥產(chǎn)地和產(chǎn)量都很少，這就給鹽漬土地區(qū)混凝土的防腐處治帶來(lái)困難。總體來(lái)看，目前工程界對(duì)鹽漬土地區(qū)防腐蝕混凝土技術(shù)研究不夠徹底，沒(méi)有從根本上解決，國(guó)內(nèi)尚未找到十分合理的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種具有優(yōu)良施工性能和耐久性能的抗硫酸鹽侵蝕的自密實(shí)混凝土及其制備方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的混凝土組成采用較高的砂率(0.4～0.5)、較高的膠結(jié)料含量(500kg/m3以上)、較高的減水劑含量來(lái)獲取較高的流動(dòng)性，達(dá)到自密實(shí)混凝土對(duì)流動(dòng)性的要求，同時(shí)為了使混凝土不離析，在混凝土中加入增稠劑防止混凝土離析。
本發(fā)明提出的抗硫酸鹽侵蝕的自密實(shí)混凝土，由礦物摻合料和普硅水泥作為混凝土膠結(jié)料、黃砂、石子、減水劑和增稠劑組成，其組成配比如下組分kg/m3混凝土膠結(jié)料520～550水 216
黃砂(粒徑0～5mm，細(xì)度模數(shù)2.17)815～835石子(碎石，粒徑5mm～15mm) 825～845減水劑3.78～7.32增稠劑0.81～1.08；其中混凝土的膠結(jié)料可以為下述組成之一種(1)礦物摻合料采用粉煤灰，混凝土膠結(jié)料由粉煤灰和水泥組成，粉煤灰的加入量為混凝土膠結(jié)料重量的30％～50％；(2)礦物摻合料采用硅灰，混凝土膠結(jié)料由硅灰和水泥組成，硅灰的加入量為混凝土膠結(jié)料重量的5％～10％；(3)礦物摻合料采用粉煤灰和硅灰，混凝土膠結(jié)料由粉煤灰、硅灰、水泥組成，粉煤灰的加入量為混凝土膠結(jié)料重量的40％～50％，硅灰的加入量為混凝土膠結(jié)料重量的3％～8％；(4)礦物摻合料采用粉煤灰、硅灰和礦渣，混凝土膠結(jié)料由粉煤灰、硅灰、礦渣、水泥組成，粉煤灰的加入量為混凝土膠結(jié)料重量的30％～35％，硅灰的加入量為混凝土膠結(jié)料重量的4％～7％，礦渣的加入量混凝土膠結(jié)料重量的28％～32％。
本發(fā)明中，所述減水劑為聚羧酸鹽減水劑。
本發(fā)明中，所述增稠劑為纖維素醚類(lèi)的增稠劑。其黏度(2％水溶液，20℃)為300～600mPas。
自密實(shí)混凝土(self-compacting concrete簡(jiǎn)稱(chēng)SCC)也稱(chēng)免振搗混凝土，它是一種高性能的混凝土，之所以稱(chēng)為高性能，是因?yàn)樵摶炷涟韬臀飳⑺苄浴ば?、流?dòng)性、抗離析性達(dá)到了協(xié)調(diào)的統(tǒng)一。自密實(shí)則是指其具有高流動(dòng)度，即很高的施工性能，在不振搗或必要時(shí)也可少振搗的情況下能密實(shí)地充滿(mǎn)模型，不離析、不沁水、不會(huì)產(chǎn)生普通混凝土那樣由于振搗不當(dāng)而造成的蜂窩、麻面和內(nèi)部空洞等質(zhì)量缺陷，并兼有良好的力學(xué)性能和耐久性能。
自密實(shí)混凝土是混凝土的發(fā)展方向，自密實(shí)混凝土有著非常優(yōu)良的施工性能，可以有效地減少由于人工振搗不密實(shí)所帶來(lái)的缺陷，從而減少了有害鹽向混凝土內(nèi)部侵蝕的幾率，還可以提高工作效率。
膠結(jié)料中的各種礦物摻和料的單摻或者復(fù)摻，降低了膠結(jié)料中C3A的百分比，從而減少了混凝土有害成分水化鋁酸鈣的數(shù)量，起到了一定的抗硫酸鹽的作用。硅灰的加入對(duì)混凝土密實(shí)程度的提高有著很明顯的作用，可以有效地抵抗有害離子對(duì)混凝土的滲透。礦物摻和料還可以和水泥水化生成的CH反應(yīng)生成抵抗硫酸鹽侵蝕的C-S-H，進(jìn)一步起到了抗硫酸鹽的作用。
本發(fā)明提出抗硫酸鹽侵蝕的自密實(shí)混凝土制備方法，其具體步驟如下按上述配比稱(chēng)取原料，將黃砂和石子加入攪拌機(jī)中攪拌1-3分鐘，然后加入增稠劑和膠結(jié)料的混合料，干粉攪拌1-1.5分鐘，最后將摻有減水劑的水加入到攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌2～4分鐘，即得所需產(chǎn)品。
本發(fā)明中，可以加入聚合物乳液改性自密實(shí)混凝土，聚合物乳液的加入量(以聚合物固體計(jì))為混凝土膠結(jié)料重量的7％～15％，所加入的聚合物乳液為苯丙乳液、丁苯乳液等，在加水和乳液時(shí)要注意先加水，攪拌均勻后之后再加入乳液，并攪拌均勻。
本發(fā)明由于礦物摻合料的高摻量摻入，混凝土中的受硫酸鹽侵蝕成分的含量顯著減少，降低了混凝土受侵蝕的可能性。同時(shí)自密實(shí)混凝土不需要人工的振搗，大大減少了由于人工振搗不均勻所形成的缺陷，而且也大大減少了人力的耗費(fèi)。此種抗硫酸鹽自密實(shí)混凝土具有以下特殊性能具有較高的流動(dòng)性，坍落度在25cm以上，擴(kuò)展度在60cm以上，阻滯率(blocking ratio)在0.8以上；在10％的硫酸鈉溶液中浸泡長(zhǎng)達(dá)一年以上，抗壓比仍然在0.8以上，表面完整無(wú)損。本發(fā)明制備工藝十分簡(jiǎn)單、成本低廉、可達(dá)到廣泛應(yīng)用的目的。
本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明的自密實(shí)混凝土具有較高的流動(dòng)性，無(wú)需振搗，可直接澆注成型，所以施工工藝非常簡(jiǎn)單，而且與普通振搗成型的混凝土相比，減少了由于振搗不密實(shí)所帶來(lái)的有害缺陷。
2、由于本發(fā)明采用了三種礦物摻合料來(lái)替代部分水泥(高摻量30％～65％)，增加了混凝土的密實(shí)性，降低了硫酸鹽向混凝土內(nèi)部滲透的可能性，同時(shí)也降低了混凝土的成本。
3、由于本發(fā)明的原材料全部采用市售的成品，所以原材料易得，適合于廣泛應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1硅灰單摻抗硫酸鹽自密實(shí)混凝土，所用材料規(guī)格及生產(chǎn)廠(chǎng)家見(jiàn)表1，水泥成分分析見(jiàn)表2，硅灰技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3。
表1

表1 水泥成分分析表

表2 硅灰技術(shù)指標(biāo)

硅灰自密實(shí)混凝土組分與比較例組分見(jiàn)表4，該組分中水灰比為0.4左右，砂率為0.5，按照前述的混凝土配制方法配制出自密實(shí)混凝土。硅灰自密實(shí)混凝土與比較例性能比較見(jiàn)表5。
表4 硅灰自密實(shí)抗硫酸鹽混凝土組分及其比較例組分

表5 硅灰自密實(shí)混凝土與比較例性能比較


實(shí)施例2粉煤灰單摻抗硫酸鹽自密實(shí)混凝土，所用材料規(guī)格及生產(chǎn)廠(chǎng)家見(jiàn)表6，水泥成分分析見(jiàn)表2。
表6

粉煤灰單摻抗硫酸鹽自密實(shí)混凝土組分見(jiàn)表7，該配方中水灰比為0.4左右，砂率為0.5，按照前述的混凝土配制方法配制出自密實(shí)混凝土。粉煤灰單摻抗硫酸鹽自密實(shí)混凝土組成與比較例組成見(jiàn)表8，粉煤灰單摻抗硫酸鹽自密實(shí)混凝土及其比較例性能比較見(jiàn)表9。
表3 粉煤灰單摻抗硫酸鹽自密實(shí)混凝土組成與比較例組成


表4 粉煤灰單摻抗硫酸鹽自密實(shí)混凝土及其比較例性能

實(shí)施例3粉煤灰、硅灰雙摻自密實(shí)混凝土，所用材料規(guī)格及生產(chǎn)廠(chǎng)家見(jiàn)表10。
表10

粉煤灰、硅灰雙摻抗硫酸鹽自密實(shí)混凝土組成與比較例組成見(jiàn)表11，該組分中水灰比為0.4左右，砂率為0.5，按照前述的混凝土配制方法配制出自密實(shí)混凝土。粉煤灰和硅灰雙摻抗硫酸鹽自密實(shí)混凝土與其比較例性能比較見(jiàn)表12。
表11

表12

實(shí)施例4粉煤灰、硅灰、礦渣三摻抗硫酸鹽自密實(shí)混凝土，所用材料規(guī)格及生產(chǎn)廠(chǎng)家見(jiàn)表13。


粉煤灰、硅灰、礦渣三摻抗硫酸鹽自密實(shí)混凝土及其比較例的組成見(jiàn)表14，該組成中水灰比為0.4左右，砂率為0.5，按照前述的混凝土配制方法配制出自密實(shí)混凝土。粉煤灰、硅灰、礦渣三摻抗硫酸鹽自密實(shí)混凝土與其比較例性能比較見(jiàn)表15。
表14

表15


從實(shí)施例1-實(shí)施例4可以看出，本發(fā)明具有較高的流動(dòng)性，坍落度在25cm以上，擴(kuò)展度在60cm以上，阻滯率(blocking ratio)在0.8以上。而且本發(fā)明的混凝土試樣經(jīng)過(guò)10％硫酸鈉溶液9個(gè)月的侵蝕試驗(yàn)，抗壓比仍然在0.8以上，表面完整無(wú)損。
權(quán)利要求
1.一種抗硫酸鹽侵蝕的自密實(shí)混凝土，其特征在于由礦物摻合料和水泥作為混凝土膠結(jié)料、黃砂、石子、減水劑和增稠劑組成，其組成配比如下組分 kg/m3混凝土膠結(jié)料 520～550水216粒徑0～5mm，細(xì)度模數(shù)2.17的黃砂815～835粒徑5mm～15mm的石子 825～845減水劑3.78～7.32增稠劑0.81～1.08；其中混凝土膠結(jié)料為下述組成之一種(1)礦物摻合料采用粉煤灰，混凝土膠結(jié)料由粉煤灰和水泥組成，粉煤灰的加入量為混凝土膠結(jié)料重量的30％～50％；(2)礦物摻合料采用硅灰，混凝土膠結(jié)料由硅灰和水泥組成，硅灰的加入量為混凝土膠結(jié)料重量的5％～10％；(3)礦物摻合料采用粉煤灰和硅灰，混凝土膠結(jié)料由粉煤灰、硅灰、水泥組成，粉煤灰的加入量為混凝土膠結(jié)料重量的40％～50％，硅灰的加入量為混凝土膠結(jié)料重量的3％～8％；(4)礦物摻合料采用粉煤灰、硅灰和礦渣，混凝土膠結(jié)料由粉煤灰、硅灰、礦渣、水泥組成，粉煤灰的加入量為混凝土膠結(jié)料重量的30％～35％，硅灰的加入量為混凝土膠結(jié)料重量的4％～7％，礦渣的加入量混凝土膠結(jié)料重量的28％～32％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗硫酸鹽侵蝕的自密實(shí)混凝土，其特征在于所述減水劑為聚羧酸鹽減水劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗硫酸鹽侵蝕的自密實(shí)混凝土，其特征在于所述增稠劑為纖維素醚類(lèi)的增稠劑。
4.一種如權(quán)利要求1所述的抗硫酸鹽侵蝕的自密實(shí)混凝土制備方法，其特征在于具體步驟如下按配比稱(chēng)取原料，將黃砂和石子加入攪拌機(jī)中攪拌1-3分鐘，然后加入增稠劑和膠結(jié)料的混合料，干粉攪拌1-1.5分鐘，最后將摻有減水劑的水加入到攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌2～4分鐘，即得所需產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗硫酸鹽侵蝕的自密實(shí)混凝土，其特征在于加入聚合物乳液改性自密實(shí)混凝土，以聚合物固體計(jì)，聚合物乳液的加入量為混凝土膠結(jié)料重量的7％～15％，所述聚合物乳液為苯丙乳液、丁苯乳液之一種。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗硫酸鹽侵蝕的自密實(shí)混凝土及其制備方法。采用粉煤灰，礦渣，硅灰這三種礦物摻合料和水泥作為混凝土膠結(jié)料，并添加減水劑和增稠劑，配制出具有高流動(dòng)性的自密實(shí)混凝土。由于礦物摻合料的高摻量摻入，混凝土中受硫酸鹽侵蝕的成分顯著減少，降低了混凝土受侵蝕的可能性，同時(shí)自密實(shí)混凝土不需要人工振搗，大大減少人工振搗不均勻所形成的缺陷，同時(shí)減少人力耗費(fèi)。本發(fā)明的混凝土具有較高的流動(dòng)性，坍落度在25cm以上，擴(kuò)展度在60cm以上，阻滯率在0.8以上；本發(fā)明經(jīng)過(guò)10％硫酸鈉溶液9個(gè)月以上的侵蝕試驗(yàn)，抗壓比在0.8以上，表面完整無(wú)損。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單、成本低廉、應(yīng)用廣泛。
文檔編號(hào)C04B24/24GK1850707SQ20061002645
公開(kāi)日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月11日
發(fā)明者鐘世云, 薛明, 鮑明軒 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)