CN102863174A

CN102863174A - 一种水泥混凝土防腐阻锈剂

Info

Publication number: CN102863174A
Application number: CN2012103307703A
Authority: CN
Inventors: 王桂明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-08
Filing date: 2012-09-08
Publication date: 2013-01-09

Abstract

本发明公开了一种水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：其是由下述重量百分比的原料制成：自修复活性组分0.5%-3.0%、硅微粉5%-80%、粉煤灰2%-30%、矿渣粉1%-20%、焙烧镁铝碳酸根水滑石1%-10%、聚合物乳胶粉0.2%-10%。本发明作为水泥混凝土添加剂，可提高混凝土的各龄期强度，对混凝土工作性能无显著影响，可使混凝土具有抗盐类离子侵蚀、抗冻融循环破坏及高抗渗透等良好性能特别适用对混凝土建筑物既要求防腐又要求抗渗的工程，该添加剂还可赋予水泥混凝土一定的自修复能力，能大大延长水泥混凝土结构工程的使用寿命。混凝土防腐阻锈添加剂的应用简便，并不需要特殊施工工艺，便于大体积混凝土施工。

Description

一种水泥混凝土防腐阻锈剂

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，确切地说是一种水泥混凝土防腐阻锈剂。

背景技术

混凝土应用于大型工程建设已有150多年的历史。混凝土的耐腐蚀性是混凝土耐久性的重要组成部分。我国地域辽阔，自然环境及地质条件复杂。在土木建筑基础工程建设过程中，人们常常会遇到地表水、地下水和土壤中含有大量侵蚀性物质。这些物质中的有害离子渗入混凝土内部以后，可以对混凝土造成侵蚀，使得混凝土结构的使用寿命大大缩短。而且，随着社会发展和科技进步，钢筋混凝土的应用领域不断扩大，并逐渐延伸到海洋工程及其他环境严酷区域。钢筋混凝土经常工作在富含氯盐、硫酸盐的环境条件下，经过长时间的侵蚀作用，环境中的氯盐和硫酸盐等侵蚀介质将进入混凝土，导致钢筋锈蚀或混凝土体积膨胀，最后造成钢筋混凝土结构破坏失效。因此，这对于混凝土抵抗各种侵蚀的能力有了更高的要求。

提高混凝土耐腐蚀性能的途径很多，一般采用抗硫酸盐水泥和在混凝土表面涂覆防腐涂层。但这些方法都存在着一定的局限性，且工程造价高，工艺复杂，耐腐蚀时间短。目前，可通过提高混凝土本身的性能来提高钢筋混凝土防腐阻锈能力，其主要措施是添加高性能矿物掺和料，传统矿物掺和料是由硅灰、粉煤灰和矿粉中的一种或者两种组成。这类常用矿物掺和料应用较为成熟，但是也存在一定缺陷，例如硅灰的价格太高，需求量大于产量；粉煤灰的早期水化能力较差，单掺粉煤灰时对混凝土早期强度有一定的不利影响，且掺量过大时会加速混凝土碳化；矿渣在混凝土中作用的发挥则受细度、温度影响较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效提高水泥混凝土各龄期强度，同时对混凝土工作性能无显著影响，显著提高水泥混凝土结构的防腐阻锈能力，并能赋予水泥混凝土结构一定的自修复能力，对不同种类的水泥和在施工过程中对各种减水剂适应性强的水泥混凝土防腐阻锈剂。

上述目的通过以下方案实现

一种水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：其是由下述重量百分比的原料制成：自修复活性组分0.5%-3.0%、硅微粉20%-50%、粉煤灰10%-30%、矿渣粉20%-40%、焙烧镁铝碳酸根水滑石1%-10%、聚合物乳胶粉0.2%-10%。

所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的自修复活性组分为水泥基渗透结晶型母料。

所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的硅微粉比表面积大于8000m²/kg，氯离子含量小于0.02%，含水量小于2%。

所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，氯离子含量小于0.02%。

所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的矿渣粉的质量等级指标为S95以上，比表面积大于400m²/kg，氯离子含量小于0.02%，含水量小于1%。

所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的焙烧镁铝碳酸根水滑石的制备方法为：将镁铝水滑石经300-800℃的温度下焙烧1.0-5.0小时后冷却，粉磨至细度小于200目而得。

所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的聚合物乳胶粉是聚乙烯醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯或聚苯乙烯一丙烯酸酯中的一种。

所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的聚合物乳胶粉粒径在100μm-200μm之间，堆积密度为200 g/L -400g/L，活性成分大于25wt%。

上述的水泥混凝土防腐阻锈剂的制备方法，包括以下制备步骤：按照质量百分比取，自修复活性组分0.5%-3.0%、硅微粉20%-50%、粉煤灰10%-30%、矿渣粉20%-40%、焙烧镁铝碳酸根水滑石1%-10%、聚合物乳胶粉0.2%-10%，各成分百分数之和为100%；将选取好的原料放入混料机中混匀，得到具有自修复功能的水泥混凝土防腐阻锈剂。

本发明的有益效果为：

（1）本发明能提高混凝土各龄期强度，当4＃水泥混凝土防腐阻锈剂的掺量为7wt%时,能提高3d，7d和28d抗压强度18%以上，并赋予水泥混凝土结构一定的裂缝自修复能力。

（2）本发明可显著提高混凝土的抗氯离子渗透能力。当1＃水泥混凝土防腐阻锈剂的掺量为5wt%时，28d电通量可降低42%以上，56d氯离子扩散系数下降48%以上，当4＃水泥混凝土防腐阻锈剂的掺量为7wt%，能降低混凝土28d电通量66%以上，降低混凝土56d氯离子扩散系数69%以上。焙烧镁铝碳酸根水滑石（CLDH）是层状结构，有巨大的比表面积，可通过表面吸附固化氯离子；自修复活性组分能够实现水泥混凝土的裂缝自修复，堵塞孔洞，从而抑制水分向混凝土中的侵入，相应的减缓了氯离子的渗入侵蚀；同时硅微粉、粉煤灰和矿渣等具有活性效应和微粉填充作用，可优化混凝土孔结构，使混凝土中的有害孔含量减小，减少了氯离子通道，提高混凝土的抗氯离子渗透能力。

（3）本发明对不同种类的水泥和混凝土添加剂适应强，不会出现在施工过程中出现适应性不良的问题。

（4）本防腐阻锈剂作为水泥混凝土添加剂，可提高混凝土的各龄期强度，对混凝土工作性能无显著影响，可使混凝土具有抗盐类离子侵蚀、抗冻融循环破坏及高抗渗透等良好性能特别适用对混凝土建筑物既要求防腐又要求抗渗的工程，该添加剂还可赋予水泥混凝土一定的自修复能力，能大大延长水泥混凝土结构工程的使用寿命。混凝土防腐阻锈添加剂的应用简便，并不需要特殊施工工艺，便于大体积混凝土施工。

（5）为了提高水泥混凝土的防腐阻锈功能，本发明所用的原材料中，硅微粉作为一种新的火山灰质矿物掺合料，是将一种天然火山灰沉积岩经过机械粉磨、筛分、分级而制得。平均粒度为1.53微米，比表面积大于8000m²/kg，具有比粉煤灰和矿粉更高的火山灰活性，并可与硅灰媲美，且资源丰富，价格比硅灰低很多，性价比高，是一种很好的矿物掺合料；镁铝水滑石作为吸附剂和离子交换材料在水泥混凝土行业具有广泛的应用前景，其添加可促进水泥混凝土的性能改善，尤其是抗氯离子渗透能力显著提高，阻锈效果较好。另一方面，自修复活性组分作为一种活性外加剂，微量添加即可赋予水泥混凝土良好的裂缝自修复能力。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1-4：

实施例中各原料所占的具体重量份数如表1所示，制备方法包括如下步骤：

将选取好的原料组分按照制定重量份配比方案进行准确称量后放入混料机中，按照每次25公斤进行配制，每次混合搅拌时间控制为10min，混匀后即得到本项发明开发的水泥混凝土防腐阻锈剂。

表1 各原料所占重量份数

依据JC/T 1011-2006《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》，水泥混凝土防腐阻锈剂理化性能指标的检测结果见表2，符合JC/T 1011-2006中的抗硫酸盐类侵蚀防腐剂的质量要求。

表2 水泥混凝土防腐阻锈剂的理化性能指标

以C50混凝土为基准，水泥混凝土防腐阻锈剂按照等量取代胶凝材料配置混凝土，基准混凝土胶凝材料用量为480kg，水灰比为0.30。

在本发明的试验检测中，采用GB/T 50081-2002 《普通混凝土力学性能试验方法》，测试试件的3d、7d和28d抗压强度；采用GBJ 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》测试试件的28d电通量和56d氯离子扩散系数。

混凝土基准样和实施例1-4的和抗压强度、电通量和氯离子扩散系数结果见表2。

表2 混凝土试样的抗压强度、电通量和氯离子扩散系数表

实施例1-4水泥混凝土防腐阻锈剂掺量为3wt%－9wt%，表2说明了：实施例1-4试件的各龄期强度都相对基准样出现一定的增长，当4＃水泥混凝土防腐阻锈剂的掺量达到7wt％时，3d、7d和28d强度增长率可达到基准样的18％以上，说明在掺入本发明的防腐阻锈剂后，对试件的力学性能有明显的强度促进作用。

同时，由表2中的数据还可以知道：实施例1-4试件所对应的电通量和氯离子扩散系数较基准样品也明显降低，当1＃水泥混凝土防腐阻锈剂的掺量达到9wt％时，电通量和氯离子扩散系数的降低幅度分别为42％和48％，当4＃水泥混凝土防腐阻锈剂的掺量达到7wt％时，电通量和氯离子扩散系数的降低幅度则分别达到66％和69％，说明在掺入本发明的防腐阻锈剂后，混凝土的抗氯离子渗透能力也得到了显著增强。

综上所述，本发明的水泥混凝土防腐阻锈剂作为一种水泥混凝土添加剂，可明显提高混凝土的各龄期强度，并使混凝土具有抗盐类离子侵蚀、抗冻融循环破坏及高抗渗透等良好性能，该添加剂特别适用对混凝土建筑物既要求防腐又要求抗渗的工程，而且还可赋予水泥混凝土一定的自修复能力，大大延长水泥混凝土结构工程的使用寿命。

Claims

1.一种水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：其是由下述重量百分比的原料制成：自修复活性组分0.5%-3.0%、硅微粉20%-50%、粉煤灰10%-30%、矿渣粉20%-40%、焙烧镁铝碳酸根水滑石1%-10%、聚合物乳胶粉0.2%-10%。

2.根据权利要求1所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的自修复活性组分为水泥基渗透结晶型母料。

3.根据权利要求1所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的硅微粉比表面积大于8000m²/kg，氯离子含量小于0.02%，含水量小于2%。

4.根据权利要求1所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，氯离子含量小于0.02%。

5.根据权利要求1所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的矿渣粉的质量等级指标为S95以上，比表面积大于400m²/kg，氯离子含量小于0.02%，含水量小于1%。

6.根据权利要求1所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的焙烧镁铝碳酸根水滑石的制备方法为：将镁铝水滑石经300-800℃的温度下焙烧1.0-5.0小时后冷却，粉磨至细度小于200目而得。

7.根据权利要求1所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的聚合物乳胶粉是聚乙烯醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯或聚苯乙烯一丙烯酸酯中的一种。

8.根据权利要求1所述的水泥混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述的聚合物乳胶粉粒径在100μm-200μm之间，堆积密度为200 g/L -400g/L，活性成分大于25wt%。