高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及建筑材料領(lǐng)域，具體講是一種高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 2014年我國(guó)純堿年產(chǎn)量達(dá)到2514. 68萬噸，其中在沿海地區(qū)廣泛采用的氨堿法產(chǎn) 能為1200萬噸。由于氨堿法生產(chǎn)工藝上的特點(diǎn)，每生產(chǎn)It純堿要排放約0. 3t堿渣。堿渣 池、廢生石灰、粉煤灰堆放占用地用量均有幾千畝，由于沒有合適的技術(shù)手段處理廢渣，使 ±地占用量越來越大，而大型堿廠大多和發(fā)電廠、石灰廠連在一起，周圍是工業(yè)城鎮(zhèn)，±地 資源都很寶貴。堿渣的堆放一方面占用大量±地，且堆積的堿渣易滑坡、塌方；另一方面對(duì) 區(qū)域環(huán)境造成很大危害，嚴(yán)重制約著制堿企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[0003] 另外，海洋環(huán)境混凝±工程建設(shè)中，耐久性水泥基膠凝材料的使用必不可少，其性 能關(guān)系著整個(gè)工程建設(shè)的質(zhì)量，其技術(shù)發(fā)展對(duì)進(jìn)一步提升鋼筋混凝±結(jié)構(gòu)耐蝕性能和工程 結(jié)構(gòu)服役壽命意義重大。鋼筋混凝±結(jié)構(gòu)中鋼筋誘蝕是影響混凝±結(jié)構(gòu)耐久性的重要問 題，而C1在混凝±中的滲透入侵又是造成鋼筋誘蝕的主要原因，目前工程中主要采用的 防護(hù)技術(shù)為混凝±表面涂層保護(hù)，但是表面防護(hù)涂層使用年限往往較低，一旦失效將使混 凝±結(jié)構(gòu)的耐久性快速降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服W上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)：提供一種既克服堿渣 等工業(yè)廢料的回收利用問題，又能用于海洋環(huán)境中作為鋼筋混凝±結(jié)構(gòu)，能夠有效減緩氯 離子侵蝕的高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料。 陽(yáng)〇化]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：一種高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料，它由W下重量 百分比的組分組成：娃酸鹽水泥50~70% ;堿渣11~15% ;粉煤灰4~10% ;礦渣9~15% ; 納米添加劑3~5% ;陽(yáng)離子遷移型阻誘劑3~5% ;W上各組分的重量百分比之和為100%。
[0006] 所述娃酸鹽水泥為強(qiáng)度等級(jí)為標(biāo)號(hào)325、425和525水泥中的一種。
[0007] 所述堿渣為制堿企業(yè)利用氨堿法生產(chǎn)純堿過程中產(chǎn)生的固體廢料，抑值為 10~12。
[0008] 作為優(yōu)化，所述粉煤灰的比表面積為200~500m7kg。
[0009] 作為優(yōu)化，所述礦渣的比表面積為300~600m7kg。
[0010] 作為優(yōu)化，所述納米添加劑為比表面積為400~500mVkg的納米娃粉或者納米 碳酸巧。
[0011] 所述的陽(yáng)離子遷移型阻誘劑的制備方法為：將原料酸與Ξ乙締二胺: 1.1~ 1. 3的重量比例混合，并使用加熱套進(jìn)行加熱和攬拌，在120~180°C范圍內(nèi)進(jìn)行脫水酷胺 化，反應(yīng)2~地后，逐漸將溫度升高至200~260°C進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)，反應(yīng)3~化后，與季錠 化試劑氯乙酸鋼在80~100°C下進(jìn)行反應(yīng)7~lOh，最終制備得到陽(yáng)離子遷移型阻誘劑。
[0012] 所述原料酸為硬脂酸，油酸，月桂酸，環(huán)燒酸中的一種。
[0013] 本發(fā)明的制備方法：按照上述重量百分比稱取各組分，先將納米添加劑與陽(yáng)離子 遷移型阻誘劑混合均勻，再加入粉煤灰、堿渣、礦渣與娃酸鹽水泥混合均勻即可制得高耐久 性水泥基復(fù)合膠凝材料。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明大量利用堿廠排放的堿渣和礦渣，有效解決了堿渣 礦渣的露天堆積問題，節(jié)約大量±地資源。采用堿渣、粉煤灰、廢渣等工業(yè)廢料作為原料，既 克服堿渣等工業(yè)廢料的回收利用問題，又能用于海洋環(huán)境中的鋼筋混凝±結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的 遷移型阻誘劑能在新建混凝±工程中滲透到鋼筋表面，形成一層防護(hù)層，起到有效減緩氯 離子侵蝕的作用。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面用具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明不僅局限于W下具體實(shí) 施例。
[0016] 實(shí)施例1 高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料原料重量百分比的組成為娃酸鹽水泥50%，堿渣15%，粉 煤灰10%，礦渣15%，納米添加劑5%，陽(yáng)離子遷移型阻誘劑5%。
[0017] 所述的陽(yáng)離子遷移型阻誘劑的制備方法為：將硬脂酸與Ξ乙締二胺W1 : 1. 2的 重量比例混合，并使用加熱套進(jìn)行加熱和攬拌，在120~180°C范圍內(nèi)進(jìn)行脫水酷胺化，反 應(yīng)2~地后，逐漸將溫度升高至200~260°C進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)，反應(yīng)3~化后，與季錠化試 劑氯乙酸鋼在80~100°C下進(jìn)行反應(yīng)7~lOh，最終制備得到陽(yáng)離子遷移型阻誘劑。
[0018] 按照上述重量百分比稱取各組分，先將納米添加劑與陽(yáng)離子遷移型阻誘劑混合均勻， 再加入粉煤灰、堿渣、礦渣與娃酸鹽水泥混合均勻即可制得高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料。
[0019] 對(duì)所述高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)量，測(cè)量獲取所述膠凝材料 的3天抗壓強(qiáng)度為12.IMPa，3天抗折強(qiáng)度為3.OMPa;28天抗壓強(qiáng)度為34. 5MPa、抗折強(qiáng)度 為6. 5MPa。初凝時(shí)間130min，終凝時(shí)間235min，試餅法、雷氏夾法安定性都合格。
[0020] 實(shí)施例2 高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料原料重量百分比的組成為娃酸鹽水泥70%，堿渣11%，粉 煤灰4%，礦渣9%，納米添加劑3%，陽(yáng)離子遷移型阻誘劑3%。
[0021] 所述的陽(yáng)離子遷移型阻誘劑的制備方法同實(shí)施例1。
[0022] 按照上述重量百分比稱取各組分，先將納米添加劑與陽(yáng)離子遷移型阻誘劑混合均 勻，再加入粉煤灰、堿渣、礦渣與娃酸鹽水泥混合均勻即可制得高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材 料。
[0023] 對(duì)所述膠凝材料進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)量，測(cè)量獲取所述高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料 的3天抗壓強(qiáng)度為13.IMPa，3天抗折強(qiáng)度為3. 2MPa;28天抗壓強(qiáng)度為40. 5MPa、抗折強(qiáng)度 為8. 5MPa。初凝時(shí)間145min，終凝時(shí)間260min，試餅法、雷氏夾法安定性都合格。
[0024] 實(shí)施例3 高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料原料重量百分比的組成為娃酸鹽水泥60%，堿渣13%，粉 煤灰7%，礦渣12%，納米添加劑4%，陽(yáng)離子遷移型阻誘劑4%。
[00巧]所述的陽(yáng)離子遷移型阻誘劑的制備方法同實(shí)施例1。
[00%] 按照上述重量百分比稱取各組分，先將納米添加劑與陽(yáng)離子遷移型阻誘劑混合均 勻，再加入粉煤灰、堿渣、礦渣與娃酸鹽水泥混合均勻即可制得高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材 料。
[0027]對(duì)所述膠凝材料進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)量，測(cè)量獲取所述高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料 的3天抗壓強(qiáng)度為16.lMPa，3天抗折強(qiáng)度為4. 5MPa;28天抗壓強(qiáng)度為37. 5MPa、抗折強(qiáng)度 為7. 5MPa。初凝時(shí)間140min，終凝時(shí)間255min，試餅法、雷氏夾法安定性都合格。
[0028] 表1實(shí)例1-3高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料在鋼筋混凝±的應(yīng)用
由表2鋼筋混凝±性能測(cè)試結(jié)果可知，本發(fā)明各項(xiàng)指標(biāo)符合《海港工程混凝±結(jié)構(gòu)防 腐蝕技術(shù)規(guī)程》（JTJ275-2000)、《普通混凝±長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》GBJ82-1981 的耐久性要求。
[0029] W上僅是本發(fā)明的特征實(shí)施范例，對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用同 等交換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料，其特征在于：它由以下重量百分比的組分組 成：娃酸鹽水泥50~70% ;堿渣11~15% ;粉煤灰4~10% ;礦渣9~15% ;納米添加劑3~ 5% ;陽(yáng)離子迀移型阻銹劑3~5% ;以上各組分的重量百分比之和為100%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料，其特征在于：所述硅酸鹽水 泥為強(qiáng)度等級(jí)為標(biāo)號(hào)325、425和525水泥中的一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料，其特征在于：所述堿渣為制 堿企業(yè)利用氨堿法生產(chǎn)純堿過程中產(chǎn)生的固體廢料，比表面積為300~600m2/kg。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料，其特征在于：所述粉煤灰的 比表面積為200~500m2/kg。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料，其特征在于：所述礦渣的比 表面積為300~600m2/kg。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料，其特征在于：所述納米添加 劑為比表面積為400~500m2/kg的納米娃粉或者納米碳酸|丐。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料，其特征在于：所述的陽(yáng)離子 迀移型阻銹劑的制備方法為：將原料酸與三乙烯二胺以1 :1. 1~1. 3的重量比例混合，并 加熱和攪拌，在120~180°C范圍內(nèi)進(jìn)行脫水酰胺化，反應(yīng)2~4h后，逐漸將溫度升高至 200~260°C進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)，反應(yīng)3~6h后，與氯乙酸鈉在80~100°C下進(jìn)行反應(yīng)7~10h， 最終制備得到陽(yáng)離子迀移型阻銹劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料，其特征在于：所述原料酸為 硬脂酸，油酸，月桂酸，環(huán)烷酸中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高耐久性水泥基復(fù)合膠凝材料，它由以下重量百分比的組分組成：硅酸鹽水泥50～70%；堿渣11～15%；粉煤灰4～10%；礦渣9～15%；納米添加劑3～5%；陽(yáng)離子遷移型阻銹劑3～5%；以上各組分的重量百分比之和為100%；本發(fā)明既可克服堿渣等工業(yè)廢料的回收利用問題，又能用于海洋環(huán)境中作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，能夠有效減緩氯離子侵蝕。
【IPC分類】C04B28/04, C04B18/14
【公開號(hào)】CN105347755
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510763263
【發(fā)明人】潘崇根, 金偉良, 舒咚咚, 王鉦, 謝新宇, 毛江鴻, 俞元洪
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月11日