一種抗腐蝕混凝土及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抗腐蝕混凝土及其制備方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明一種抗腐蝕混凝土，由以下重量份的組分制成：水泥1份；水0.35份～0.49份；粗骨料2.32份～2.63份；細(xì)骨料1.85份～2.2份；阻銹劑0.012份～0.024份；減水劑0.004份～0.009份。本發(fā)明采用特定組分及配比制備出滿足沿海地區(qū)抗腐特性的混凝土，和易性好、強(qiáng)度高，施工時(shí)間便于控制，混凝土施工便利；配方簡單，節(jié)約了大量成本，配制方法簡單易行，無需礦物摻和料，可在越南及國內(nèi)沿海地區(qū)推廣應(yīng)用。
【專利說明】
一種抗腐蝕混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明具體涉及一種抗腐蝕混凝土及其制備方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于海工建筑、海砂建筑和鹽堿地區(qū)建筑，沿海地區(qū)或周圍環(huán)境中含有大量的氯 離子和硫酸根離子，易對鋼筋及混凝土產(chǎn)生腐蝕效應(yīng)，降低混凝土堿度，破壞鋼筋表面的鈍 化膜，引發(fā)鋼筋銹蝕和膨脹，進(jìn)一步導(dǎo)致混凝土保護(hù)層開裂和剝落，結(jié)構(gòu)使用功能和力學(xué)性 能不斷劣化。為此，國內(nèi)外專家提出種種措施提高混凝土結(jié)構(gòu)的防腐能力，其中在混凝土中 添加阻銹劑就是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、施工簡便的有效措施。
[0003] 因此，混凝土基礎(chǔ)長期處于這種高氯離子和硫酸根離子的環(huán)境中，會因?yàn)槁入x子 侵蝕混凝土，導(dǎo)致鋼筋腐蝕而使結(jié)構(gòu)發(fā)生早期損害，喪失了結(jié)構(gòu)的耐久性能，降低了工程的 實(shí)際使用壽命，所以在混凝土配合比設(shè)計(jì)方面必須考慮混凝土結(jié)構(gòu)的防腐，已成為實(shí)際工 程中的重要問題。
[0004] 目前，抗腐蝕混凝土配合比設(shè)計(jì)的思路是"低水化熱、低內(nèi)部應(yīng)力、低早期強(qiáng)度"， 即采用低水化熱水泥作為大體積混凝土的膠結(jié)料，使混凝土的早期內(nèi)部應(yīng)力低，同時(shí)早期 強(qiáng)度也很低。而對于強(qiáng)度等級要求較高且對施工工期要求較緊的大體積混凝土，采用現(xiàn)有 的配合比涉及技術(shù)很難達(dá)到沿海地區(qū)高強(qiáng)度防腐性能要求，且最終混凝土強(qiáng)度等性能也不 能滿足要求。
[0005] 專利CN 105174857A公開了一種纖維混凝土預(yù)制構(gòu)件，解決了現(xiàn)有混凝土預(yù)制構(gòu) 件易腐蝕、開裂、防火能力差等問題，所述纖維混凝土由以下重量份的原料組成:水泥300~ 500份，砂600~800份，骨料700~900份，鋼纖維或碳纖維15~25份，聚丙乙烯10~20份，苯 酚2~5份，聚乙烯醇2~5份，醋酸酯2~5份，減水劑15~50份，阻銹劑15~50份，礦渣30~ 100份。該混凝土預(yù)制構(gòu)件采用多種纖維為原料，其成本較高，且防開裂的功能有限，不適用 于沿海地區(qū)防腐蝕混凝土。其防腐性能主要是通過在纖維混凝土中添加阻銹劑減水劑的同 時(shí)，在實(shí)心粧上還設(shè)置防腐樹脂層來實(shí)現(xiàn)的，其制備工藝復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種成本低，抗腐蝕性能高的混凝土。
[0007] 本發(fā)明一種抗腐蝕混凝土，由以下重量份的組分制成： 水泥 1份:
[0008] 水 0. 35 份~0. 49 份； 粗骨料 2. 32份~2. 63份； 細(xì)骨料 1.85份~2. 2份；
[0009] 阻銹劑 012份~0. 0M份； 減水劑 0.004份~0.009份。
[0010] 其中，所述的水泥優(yōu)選為普通娃酸鹽水泥，更優(yōu)選為42.5R水泥。
[0011] 所述粗骨料優(yōu)選為碎石，更優(yōu)選采用粒徑為5~20_連續(xù)級配碎石，其碎石符合國 標(biāo)GB/T14685-2011中對連續(xù)粒級的規(guī)定。
[0012] 所述細(xì)骨料優(yōu)選為河砂，更優(yōu)選采用細(xì)度模數(shù)2.7~2.9的河砂，更優(yōu)選采用細(xì)度 模數(shù)2.84的河砂。
[0013]本領(lǐng)域常用的阻銹劑均適用于本發(fā)明，其中所述阻銹劑優(yōu)選為亞硝酸鹽、磷酸鹽、 碳酸鹽、脂肪酸酯、MCI復(fù)合型阻銹劑、苯甲酸鈉、鉻酸鈉、氯化亞錫、硅酸鹽苯甲酸鈉、甲酸 鈣中的至少一種；更優(yōu)選為復(fù)合型阻銹劑，所述復(fù)合型阻銹劑為苯甲酸鈉+亞硝酸鈉、亞硝 酸鈣+亞硝酸鈉+甲酸鈣中的一種。
[0014] 本領(lǐng)域常用的減水劑均適用于本發(fā)明，優(yōu)選的，所述減水劑為聚羧酸系減水劑、萘 系減水劑、木質(zhì)磺酸鹽減水劑中的至少一種，更優(yōu)選為聚羧酸系減水劑。
[0015] 進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述一種抗腐蝕混凝土，優(yōu)選由以下重量 份的組分制成： 水泥 1份； 水 〇. 42份； 粗骨料 2. 53份；
[0016] 細(xì)骨料 2. 0份； 阻銹劑 0.018份; 減水劑 0。006份。
[0017]本發(fā)明解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供本發(fā)明所述一種抗腐蝕混凝土的制備方法。
[0018]依次將粗骨料、細(xì)骨料、水泥及阻銹劑加入到混凝土攪拌機(jī)中攪拌均勻，同時(shí)將減 水劑加入到混凝土攪拌用水中混合均勻，然后將水和減水劑混合液體加入到混凝土攪拌機(jī) 中，充分?jǐn)嚢?~2.5min后，取出，施工后得一種沿海地區(qū)抗腐蝕混凝土。
[0019] 本發(fā)明主要通過選取混凝土水泥、砂、石、外加劑等原材料，進(jìn)行混凝土配合比設(shè) 計(jì)，在混凝土配合比中添加一定成分的阻銹劑，不添加礦物摻和料，從而降低混凝土的水化 熱。通過混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，采用特定組分及配比制備出滿足沿海地區(qū)環(huán)境下抗腐特 性的混凝土。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0020] 1)本發(fā)明抗裂抗腐混凝土和易性好、強(qiáng)度高，其凝結(jié)時(shí)間可以通過調(diào)整減水劑的 用量控制，施工時(shí)間便于控制，混凝土施工便利?？刹捎?2.5R水泥，得到的混凝土強(qiáng)度高， 其強(qiáng)度等級為C40,適用于施工工期要求較緊的抗腐蝕混凝土。
[0021] 2)本發(fā)明采用特定含量的水泥、砂、石、減水劑和水，通過添加特定比例的阻銹劑， 使其混凝土的抗腐蝕性能大大提高，滿足了沿海地區(qū)環(huán)境下抗腐蝕混凝土的技術(shù)要求，具 有良好的抗腐蝕性能，還能夠作為鹽堿地環(huán)境下的混凝土使用。
[0022] 3)本發(fā)明抗裂抗腐混凝土配方簡單，有效地利用了越南當(dāng)?shù)鼗炷猎牧?，?jié)約 了大量成本，配制方法簡單易行，無需礦物摻和料，可在越南及國內(nèi)沿海地區(qū)推廣應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明一種抗腐蝕混凝土，由以下重量份的組分制成： 水泥 1:份； 水 0.35份~0.49份； 粗骨料 2. 32份~2. 63汾；
[0024] 細(xì)骨料 1,85份~2. 2份； 阻銹劑 0.012份~0.024份； 減水劑 4 004份~0.009份。
[0025]拌制混凝土?xí)r所用的水和水泥的重量之比稱為水灰比，水灰比影響混凝土的流變 性能、水泥漿凝聚結(jié)構(gòu)以及其硬化后的密實(shí)度，因而在組成材料給定的情況下，水灰比是決 定混凝土強(qiáng)度、耐久性和其他一系列物理力學(xué)性能的主要參數(shù)。對某種水泥就有一個(gè)最適 宜的比值，過大或過小都會使強(qiáng)度等性能受到影響，水灰比過小會使水化熱較大，混凝土易 開裂，砼的和易性較差，不利于現(xiàn)場施工操作，水灰比過大會降低混凝土的強(qiáng)度，因而本發(fā) 明不發(fā)火花混凝土的水灰比采用0.35~0.49,不僅可以使混凝土具有良好的和易性，還能 滿足混凝土的力學(xué)性能和強(qiáng)度要求。
[0026] 其中，所述的水泥優(yōu)選為普通娃酸鹽水泥，更優(yōu)選為42.5R水泥。該水泥具有強(qiáng)度 高、水化熱大，抗凍性好、干縮小，耐磨性較好、抗碳化性較好等特點(diǎn)，能滿足特殊施工場地 對混凝土強(qiáng)度的要求。
[0027]所述粗骨料優(yōu)選為碎石，更優(yōu)選采用粒徑為5~20mm連續(xù)級配碎石，其碎石符合國 標(biāo)GB/T14685-2011中對連續(xù)粒級的規(guī)定。
[0028] 所述細(xì)骨料優(yōu)選為河砂，更優(yōu)選采用細(xì)度模數(shù)2.7~2.9的河砂，更優(yōu)選采用細(xì)度 模數(shù)2.84的河砂。河沙是天然石在自然狀態(tài)下，經(jīng)水的作用力長時(shí)間反復(fù)沖撞、摩擦產(chǎn)生 的，河沙顆粒圓滑，比較潔凈，含泥量少，對外加劑吸附性弱，可以充分發(fā)揮外加劑的作用， 配制出來的混凝土和易性好，施工便利，混凝土不易因?yàn)楣橇虾嗔扛叨_裂。
[0029] 本領(lǐng)域常用的阻銹劑均適用于本發(fā)明，例如阻銹劑可以選擇以下種類:如亞硝酸 鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、脂肪酸酯、MCI復(fù)合型阻銹劑等。其中陽極型阻銹劑使用最廣泛的材料 有:亞硝酸鈉、亞硝酸鈣，苯甲酸鈉、鉻酸鈉和氯化亞錫等；陰極型阻銹劑使用最廣泛的材料 有（1)表面活性劑類物質(zhì)：高級脂肪酸銨鹽、磷酸脂等，成本較高，效果不如陽極型好，但是 安全；（2)無機(jī)鹽類:碳酸鈉、磷酸氫鈉.硅酸鹽等有一定的阻銹作用，但是摻量較大;有些物 質(zhì)能提高陽極與陰極之問的電阻，從而阻止電化學(xué)反應(yīng)過程，阻止鋼筋銹蝕，因而本發(fā)明優(yōu) 先選擇復(fù)合型阻銹劑，即多種阻銹成分的配合使用，由于協(xié)同效應(yīng)，其綜合效果大大優(yōu)于單 一組分的阻銹劑。例如:苯甲酸鈉+亞硝酸鈉;亞硝酸鈣+亞硝酸鈉+甲酸鈣等。在混凝土中摻 加阻銹防腐劑，能提高混凝土自身的防腐能力，從而減緩對鋼筋的腐蝕。這是由于防腐劑可 與有害物質(zhì)化合成不溶性鹽類或絡(luò)合物，并借助于擴(kuò)散作用從混凝土中浸出。另外，防腐劑 還能抑制cr的活化作用或加速cr化合成難溶的水合氯鋁酸鈣，從而減緩其對鋼筋的直接 影響。
[0030] 本領(lǐng)域常用的減水劑均適用于本發(fā)明，優(yōu)選的，所述減水劑為聚羧酸系減水劑、萘 系減水劑、木質(zhì)磺酸鹽減水劑中的至少一種，更優(yōu)選為聚羧酸系減水劑。
[0031] 進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述一種抗腐蝕混凝土，優(yōu)選由以下重量 份的組分制成： 水泥 1份； 水 0. 42份; 粗骨料 2. 53份；
[0032] 細(xì)骨料 2. 0份； 阻銹劑 0. 018份； 減水劑 0. 006份。
[0033]本發(fā)明還提供一種抗腐蝕混凝土的制備方法。
[0034] 具體是依次將粗骨料、細(xì)骨料、水泥及阻銹劑加入到混凝土攪拌機(jī)中攪拌均勻，同 時(shí)將減水劑加入到混凝土攪拌用水中混合均勻，然后將水和減水劑混合液體加入到混凝土 攪拌機(jī)中，充分?jǐn)嚢?~2.5min后，取出，施工后得一種沿海地區(qū)抗腐蝕混凝土。
[0035] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限 制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0036]實(shí)施例中的原料水泥采用PCB40水泥(相當(dāng)于國內(nèi)普通42.5R水泥）；粗骨料采用粒 徑為5~20mm連續(xù)級配碎石；細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)為2.84的河砂；減水劑采用西卡牌減水 劑；阻銹劑采用北京建研昆侖科技有限公司生產(chǎn)的CABR-MS605阻銹劑；水符合混凝土攪拌 用水標(biāo)準(zhǔn)。
[0037] 實(shí)施例1 [0038] 一、混凝土的制備
[0039] 以越南臺塑河靜鋼鐵興業(yè)責(zé)任有限公司1號、2號高爐工程總承包項(xiàng)目為依托。通 過選取越南當(dāng)?shù)鼗炷了?、砂、石、外加劑等原材料，進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)，主要通過在 混凝土配合比中添加一定成分的阻銹劑，因項(xiàng)目地處越南河靜省奇英縣沿海地區(qū)，地質(zhì)勘 察報(bào)告顯示高爐區(qū)域地下水中含有大量的氯離子和硫酸根離子，通過添加阻銹劑來達(dá)到沿 海地區(qū)建筑高抗腐蝕性能要求，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級要求為C40。
[0040] 根據(jù)技術(shù)方案，經(jīng)配合比優(yōu)化后，按照表1中K1~K5各組分配比，用計(jì)量稱分別稱 取水泥，5~20mm連續(xù)級配碎石，河砂，攪拌用水，西卡牌減水劑，阻銹劑，依次將碎石、河砂、 水泥、阻銹劑加入到混凝土攪拌機(jī)中攪拌均勻，注意同時(shí)減水劑首先須加入到混凝土攪拌 用水中去混合，然后將水和外加劑混合液體加入到混凝土攪拌機(jī)中，充分?jǐn)嚢? m i n~ 2.5min后，混凝土混合物從攪拌機(jī)中卸出，由混凝土罐車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，進(jìn)行后續(xù)的施 工。
[0041 ]其中，D1是采用水泥1份;水0.5份;粗骨料2.31份;細(xì)骨料2.21份;減水劑0.003份； 阻銹劑0.011份；
[0042] D2是采用水泥1份;水0.34份;粗骨料2.64份;細(xì)骨料2.3份;減水劑0.01份;阻銹劑 0.03 份。
[0043]表1各組分成分及其重量配比
[0045]~施工過程中沒有特殊要求，主要澆筑完混凝土后，要用抹刀進(jìn)行二次抹壓，加強(qiáng)養(yǎng) 護(hù)，避免混凝土表面開裂。
[0046] 二、混凝土性能測試
[0047] 根據(jù)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》GB/50164-2011，以及《普通混凝土長期性能和耐久性 能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50082-2009，對混凝土的長期性能、抗硫酸鹽侵蝕性能、抗氯離子滲 透(用氯離子迀移系數(shù)-RCM法)等性能進(jìn)行檢測。
[0048] 表2各試驗(yàn)組混凝土性能對比
[0050]從表2中可以看出，采用本發(fā)明特定重量配比下(K1~K5)的各組分制備得到性能 較好的抗腐蝕混凝土，其中K1由于各種混凝土原材料配比達(dá)到最優(yōu)，配制出來混凝土抗腐 蝕性能最好，K4，K5因?yàn)樽桎P劑加入量過大，抗腐蝕性能變差，有可能是阻銹劑摻量過大，加 大了混凝土內(nèi)部微裂紋產(chǎn)生的可能性，D1，D2由于混凝土配比不合理，配制出來混凝土的抗 腐蝕性能差，不能滿足沿海地區(qū)抗腐蝕混凝土的技術(shù)要求。綜合表2可以看出，K1所配置出 來的混凝土初始狀態(tài)坍落度大，砼的和易性較好，保坍效果良好，坍落度損失最小，有利于 混凝土的長距離運(yùn)輸和夏季高溫施工，同時(shí)其早期7天強(qiáng)度以及28天評定強(qiáng)度都有較大的 提升，綜合效果十分明顯，混凝土施工完成后，其強(qiáng)度符合要求，且混凝土耐腐蝕性能良好。 [0051 ]本發(fā)明專利通過選取越南當(dāng)?shù)鼗炷了?、砂、石、外加劑劑等原材料，進(jìn)行混凝 土配合比設(shè)計(jì)，混凝土的防腐特性主要通過在混凝土配合比中添加一定成分的阻銹劑，其 摻量根據(jù)廠家建議摻量和實(shí)驗(yàn)決定，以制備出符合設(shè)計(jì)要求氯離子含量的沿海地區(qū)抗腐蝕 混凝土，該混凝土的氯離子含量主要通過氯離子含量測試儀測定。通過混凝土配合比設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)，以制備出滿足沿海地區(qū)抗腐蝕混凝土技術(shù)性能要求的混凝土。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種抗腐蝕混凝±，其特征在于，由W下重量份的組分制成： 水泥 1份； 水 0. 35份~0. 49份; 粗骨料 2. 32份~2. 63份; 細(xì)骨料 1. 85份~2. 2份; 阻誘劑 0.012份~0.024份； 減水劑 0.日日4份~0. 009份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗腐蝕混凝±，其特征在于：所述水泥為普通娃酸鹽水 泥，優(yōu)選為42.5R水泥。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗腐蝕混凝±，其特征在于:所述粗骨料為碎石，優(yōu)選采 用粒徑為5~20mm連續(xù)級配碎石。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗腐蝕混凝±，其特征在于:所述細(xì)骨料為河砂，優(yōu)選采 用細(xì)度模數(shù)2.7~2.9的河砂，更優(yōu)選采用細(xì)度模數(shù)2.84的河砂。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗腐蝕混凝±，其特征在于:所述減水劑為聚簇酸系減水 劑、糞系減水劑、木質(zhì)橫酸鹽減水劑中的至少一種，優(yōu)選為聚簇酸系減水劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗腐蝕混凝±，其特征在于:所述阻誘劑為亞硝酸鹽、憐 酸鹽、碳酸鹽、脂肪酸醋、MCI復(fù)合型阻誘劑、苯甲酸鋼、銘酸鋼、氯化亞錫、娃酸鹽苯甲酸鋼、 甲酸巧中的至少一種;優(yōu)選為復(fù)合型阻誘劑，所述復(fù)合型阻誘劑為苯甲酸鋼+亞硝酸鋼、亞 硝酸巧+亞硝酸鋼+甲酸巧中的一種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的一種抗腐蝕混凝±，其特征在于，由W下重量份的 組分制成： 水泥 1份； 氷 0. 42份； 粗骨料 2. 53份； 細(xì)骨料 2. 0份； 阻鎊劑 日.018汾; 減水劑 0. 006份。8. 權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的一種抗腐蝕混凝±的制備方法，其特征在于：依次將粗 骨料、細(xì)骨料、水泥及阻誘劑加入到混凝±攬拌機(jī)中攬拌均勻，同時(shí)將減水劑加入到混凝± 攬拌用水中混合均勻，然后將水和減水劑混合液體加入到混凝±攬拌機(jī)中，充分?jǐn)埌?~ 2.5min后，取出，施工后得一種抗腐蝕混凝±。
【文檔編號】C04B20/00GK105967586SQ201610272972
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】陳軍超, 彭鐘, 曾清富, 鄧建華, 翟方, 劉雍貴
【申請人】十九冶成都建設(shè)有限公司