CN108178609B - 一种可固化氯离子的海砂包覆浆液及强化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可固化氯离子的海砂包覆浆液及强化方法，该海砂包覆浆液的组成质量百分数为磷铝酸盐水泥75％～95％，黏土质矿物掺合料4％～25％，调凝剂0.5％～3％；水灰比为0.4～0.5。本发明所提供的包覆浆液可以固化海砂中的氯离子，并且可以提高海砂的强度，经过本发明提供的包覆浆液及强化方法处理后的海砂可以正常使用，完全可以等效的替代河砂的使用，特别是在沿海地区和海岛地区建筑工程时，使用本发明的包覆浆液和方法可以大大降低工程难度。

Description

一种可固化氯离子的海砂包覆浆液及强化方法
技术领域
本发明提供了一种可固化氯离子的海砂包覆浆液及强化方法，属于建筑建材领域。
背景技术
作为仅次于石油天然气的第二大海洋矿产，海砂有着众多用途，其中最主要的用途之一就是作为工程建设的原材料，尤其是大型建设的填海造陆环节和海岛建设环节。但是海砂当中含有大量的氯离子如果未经处理会侵蚀钢筋，就会给工程带来巨大的安全隐患。目前对海砂和海砂混凝土的应用取得了大量的研究成果，但是在大型工程应用方面的研究还较少见到报道。现今对海砂的处理方式主要是以淡水淡化和掺加阻锈剂为主。淡水淡化对淡水的需求量比较大，同时也会造成非常严重的淡水浪费，对于缺少淡水的沿海地区和海岛来说，这种方式更是不可取；而另一种掺加阻锈剂的方式对海砂应用来说更是治标不治本，并没有解决海砂自身的缺陷问题，有极大可能会使海砂建筑的耐久性变差。当前有很多专家学者对海砂的应用进行了研究，如专利公开号为CN101806118A，空心海砂混凝土构件及制备方法，该发明的空心海砂混凝土构件，将海砂混凝土与二氧化碳气体反应后形成空心海砂混凝土构件，二氧化碳与水泥的水化产物氢氧化钙反应生成碳酸钙，碳酸钙可以改善海砂混凝土骨料与水泥浆的接触界面，增强混凝土的强度，减少混凝土的孔隙，从而提高海砂混凝土构件的耐久性。该发明的想法很独特，但是并没有改变混凝土构件中含有大量的氯离子的现状，对建筑来说潜在的危害巨大；专利公开号为CN102826775A，海砂离心注水净化方法及其设备，该发明通过海砂分批次进行注水活化处理，进入筛网去除杂质，通过高速打磨机将海砂表面的胶体磨破及残余的贝壳打碎，同时还提供一种离心注水净化机，通过海砂离心注水净化机采用离心注水方式将海砂内部的氯离子及有害物甩出。该发明的方法和设备的使用的确可以得到优质的处理过的海砂，虽然对水有回收利用但是这种处理的方式对水资源的浪费仍然非常严重；专利公开号为CN101793055A，海砂混凝土构件及其制作方法，该发明的海砂混凝土构件，钢管内含有一层保护层可以直接浇注未脱盐海砂制成的海砂混凝土，所以不需要对海砂进行脱盐处理，工艺简单效率高。但是海砂毕竟没有经过处理，若构件的保护层出现问题，整个建筑将会出现巨大的安全事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可固化氯离子的海砂包覆浆液及强化方法。
本发明采用以下技术方案：
一种可固化氯离子的海砂包覆浆液，其质量百分比组成为：磷铝酸盐水泥75％～95％，黏土质矿物掺合料4％～25％，调凝剂0.5％～3％，其水灰比为0.4～0.5。
所述黏土矿物掺合料为偏高岭土、铝土矿尾矿、蛭石尾矿、云母尾矿中的至少一种。
所述磷铝酸盐水泥为强度等级不低于42.5级磷铝酸盐水泥，其比表面积大于320m2/kg。
一种上述的可固化氯离子的海砂包覆浆液的强化方法，它包括以下步骤：
①将要处理的海砂(已经经过粗选，去除了贝壳等杂质)放入振动筛中摊开厚度大约0.5cm～1.5cm，将预制好的包覆浆体注入喷涂砂浆机中；
②开启振动筛并开始喷涂包覆浆液，待喷涂范围内海砂振动4～6次再换下一个位置喷涂；
③将喷涂包覆好的海砂摊开风干直至表面水分基本消失；
④风干后的海砂恒温养护3h～10h即可得到优质海砂。
本发明的有益效果是：本发明的包覆浆液可通过两种方式对海砂中的氯离子进行固定，一种是物理吸附：包覆浆液的主要成分是磷铝酸盐水泥，水泥浆体中的微孔可以通过物理吸附的方式固定氯离子；另一种是化学反应法：包覆浆液中的水泥含有铝酸钙，而掺合料中也含有大量的三氧化二铝，可以与氯离子发生化学反应生成Friedel盐(3Cao·Al2O3·CaCl2·10H2O)和Kuzel盐(3Cao·Al2O3·0.5CaSO4·0.5CaCl2·10H2O)，能够固化大量的氯离子，同时这两种盐的生成还可以优化浆体孔结构，提高致密性。由于有水化产物生成，还能使包覆浆液与海砂结合的更加紧密，不易脱落，并且包覆浆液中的主要成分为磷铝酸盐水泥，磷铝酸盐水泥的强度很高，包裹海砂后能够提高海砂的强度。经过包覆浆液和相应的强化方法处理后，可以得到优质的海砂，完全可以替代河沙的使用，有着非常广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
包覆浆液的组成：
Figure BDA0001575014040000021
采用水灰比为0.5的配比，将海砂经过以下四步处理：①将已经过滤掉贝壳等杂物的海砂放入振动筛中摊开厚度大约0.5cm～1.5cm，将预制好的包覆浆体注入喷涂砂浆机中；②开启振动筛并开始喷涂包覆浆液，待喷涂范围内海砂振动4～6次再换下一个位置喷涂；③将喷涂包覆好的海砂摊开风干直至表面水分基本消失；④风干后的海砂恒温养护7h～10h。测试最终得到的海砂中氯离子的含量。
实施例2
包覆浆液的组成
Figure BDA0001575014040000031
采用水灰比为0.5的配比，将海砂经过以下四步处理：①将已经过滤掉贝壳等杂物的海砂放入振动筛中摊开厚度大约0.5cm～1.5cm，将预制好的包覆浆体注入喷涂砂浆机中；②开启振动筛并开始喷涂包覆浆液，待喷涂范围内海砂振动4～6次再换下一个位置喷涂；③将喷涂包覆好的海砂摊开风干直至表面水分基本消失；④风干后的海砂恒温养护7h～10h。测试最终得到的海砂中氯离子的含量。
实施例3
包覆浆液的组成
Figure BDA0001575014040000032
采用水灰比为0.5的配比，将海砂经过以下四步处理：①将已经过滤掉贝壳等杂物的海砂放入振动筛中摊开厚度大约0.5cm～1.5cm，将预制好的包覆浆体注入喷涂砂浆机中；②开启振动筛并开始喷涂包覆浆液，待喷涂范围内海砂振动4～6次再换下一个位置喷涂；③将喷涂包覆好的海砂摊开风干直至表面水分基本消失；④风干后的海砂恒温养护7h～10h。测试最终得到的海砂中氯离子的含量。
上述实施例1-3中制备的海砂与普通未经包覆处理的海砂和普通河砂中氯离子含量进行测试对比，具体结果如表1所示。
表1氯离子含量测试结果
组别 海砂 河砂 实施例1 实施例2 实施例3
氯离子含量(％) 0.28 0.07 0.022 0.020 0.019
从上述表1中的结果可以看出，经过本发明的包覆浆液强化处理后的海砂其氯离子含量比未经处理的海砂中氯离子含量显著降低，且比河砂中的氯离子含量还要低，因而本发明获得的海砂为优质海砂。这是由于本发明的包覆浆液能够固化大量的氯离子，同时Friedel盐(3Cao·Al2O3·CaCl2·10H2O)和Kuzel盐(3Cao·Al2O3·0.5CaSO4·0.5CaCl2·10H2O)两种盐的生成还可以优化浆体孔结构，提高致密性。由于有水化产物生成，还能使包覆浆液与海砂结合的更加紧密，不易脱落，并且包覆浆液中的主要成分为磷铝酸盐水泥，磷铝酸盐水泥的强度很高，包裹海砂后能够提高海砂的强度。经过包覆浆液和相应的强化方法处理后，可以得到优质的海砂，完全可以替代河沙的使用，有着非常广阔的应用前景。

Claims (2)

1.一种可固化氯离子的海砂包覆浆液，其特征在于，其质量百分比组成为：磷铝酸盐水泥75％～95％，黏土质矿物掺合料4％～25％，调凝剂0.5％～3％，其水灰比为0.4～0.5；
所述黏土矿物掺合料为偏高岭土、铝土矿尾矿、蛭石尾矿、云母尾矿中的至少一种；
所述磷铝酸盐水泥为强度等级不低于42.5级磷铝酸盐水泥，其比表面积大于320m2/kg。
2.一种权利要求1所述的可固化氯离子的海砂包覆浆液的强化方法，其特征在于，包括以下步骤：
①将要处理的海砂放入振动筛中摊开厚度0.5cm～1.5cm，将预制好的包覆浆体注入喷涂砂浆机中；
②开启振动筛并开始喷涂包覆浆液，待喷涂范围内海砂振动4～6次再换下一个位置喷涂；
③将喷涂包覆好的海砂摊开风干直至表面水分基本消失；
④风干后的海砂恒温养护7h～10h即可得到优质海砂。
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