CN112456843B - 一种粉煤灰氯离子固化方法 - Google Patents

一种粉煤灰氯离子固化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112456843B
CN112456843B CN202011524385.3A CN202011524385A CN112456843B CN 112456843 B CN112456843 B CN 112456843B CN 202011524385 A CN202011524385 A CN 202011524385A CN 112456843 B CN112456843 B CN 112456843B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fly ash
chloride ion
parts
aging
ball milling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011524385.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112456843A (zh
Inventor
饶睦敏
姚勇
黎石竹
吴志超
汪牧
亓熙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Tsingda Tongke Environmental Protection Technology Co ltd
Guangdong Energy Group Science And Technology Research Institute Co ltd
Original Assignee
Guangdong Tsingda Tongke Environmental Protection Technology Co ltd
Guangdong Energy Group Science And Technology Research Institute Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Tsingda Tongke Environmental Protection Technology Co ltd, Guangdong Energy Group Science And Technology Research Institute Co ltd filed Critical Guangdong Tsingda Tongke Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN202011524385.3A priority Critical patent/CN112456843B/zh
Publication of CN112456843A publication Critical patent/CN112456843A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112456843B publication Critical patent/CN112456843B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/023—Chemical treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种粉煤灰氯离子固化方法，属于建筑材料领域。本发明粉煤灰氯离子固化方法，包括以下步骤：首先将粉煤灰干燥陈化，其次添加2‑5％固化剂，进行球磨，最后稳定陈化得到氯离子固化的粉煤灰。本发明粉煤灰氯离子固化方法成本低、工艺简单、氯离子固化效果好，解决了粉煤灰作为建材原料时，氯离子浓度过高而不能使用的问题。

Description

一种粉煤灰氯离子固化方法
技术领域
本发明涉及一种粉煤灰氯离子固化方法，属于建筑材料领域。
背景技术
钢筋混凝土因多功能性和相对低廉的成本使其成为当今世界应用最广泛的建筑材料，被普遍用于各种建筑工程领域。同时，混凝土结构除要承受足够大的荷载之外，还要不断地遭受自然环境作用下例如表面磨损、孔隙之中盐结晶引起的开裂和暴露于火灾或冰冻等极端温度环境下的各类劣化因子的侵蚀作用。钢筋混凝土结构在使用环境的长期影响下，其性能会逐渐退化，直接影响到了混凝土结构的使用寿命。
冻融破坏、钢筋锈蚀、碳酸化、海水腐蚀是长期影响混凝土耐久性的关键原因。大量的资料研究表明：国内外的混凝土结构长期作用在氯盐环境下而导致钢筋过早锈蚀失效，严重的甚至发生破坏坍塌的事故，因此产生经济损失也是巨大的。影响混凝土破坏的各种因素，按重要性递降顺序排列是：钢筋锈蚀、冻融破坏、侵蚀环境的物理化学作用。可见钢筋锈蚀是导致混凝土破坏的直接原因，而氯离子侵蚀是影响钢筋锈蚀的首要因素。混凝土中产生的氯离子来源通常有两种途径；一是混凝土拌合过程中原材料自身携带的氯离子，二是外界环境中的氯离子透过孔隙进入混凝土内部。外界环境中的氯离子穿越保护层，慢慢累积在钢筋表面，浓度越来大直至扩散到最终的临界浓度，使钢筋发生破坏腐蚀。目前混凝土抗氯离子渗透主要采用了两种技术措施：一是使用大量矿物掺合料，二是采用较低水胶比的混凝土。氯离子主要是通过混凝止内部的微小孔隙，从外界环境缓慢向混凝止内部侵入，传输过程是一个相当复杂的物理、化学过程。分析混凝土在氯盐环境下破坏的主要原因：氯离子深入混凝土内部的空隙并与水化硫铝酸及氢氧化钙发生发生反应生成新的盐类物质，但这些新生成的产物体积膨胀而且与水不相溶，在混凝土空隙中有很大的应力生成，长期作用下使得混凝土开裂破坏。
现阶段对氯离子固化的研究，一方面是产品性能不稳定，固化能力较差；另一方面在施工中降低建材的氯离子浓度与扩散，所需成本高，难度大；再一方面是氯离子在不同的建材中存在形式与组分较为复杂，普遍性的方法对降低氯离子浓度差异性较大，并可能对不同的材料性能产生不利影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种成本低、工艺简单且氯离子固化效果好的粉煤灰氯离子固化方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种粉煤灰氯离子固化方法，其包括以下步骤,：首先将粉煤灰干燥陈化，其次添加固化剂，再次球磨，最后稳定陈化得到氯离子固化的粉煤灰。
研究发现，将粉煤灰作为矿物掺合料添加到混凝土中可以提高混凝土中氯离子含量的临界值，降低氯离子的渗透性，增强氯离子的结合能力，改善混凝土基体的孔隙形状和尺寸分布；由于粉煤灰本身携带有氯离子，添加量过多会携带过多的氯离子，影响混凝土的性能以及使用寿命。本发明采用物理与化学的固化方法相结合，降低了粉煤灰中氯离子的含量，达到施工标准。
作为本发明所述粉煤灰氯离子固化方法的优选实施方式，所述固化剂的添加量为干燥后粉煤灰质量的1-10％。固化剂的含量会影响氯离子的固化能力。更优选地，当固化剂的添加量为干燥后粉煤灰质量的2-5％，氯离子的固化能力更好。
作为本发明所述粉煤灰氯离子固化方法的优选实施方式，所述固化剂包括下述重量份的组分：65-75份氢氧化铝，16-23份铝酸钠，6-11份硫酸钙，2-6份氢氧化钠，0.5-1份硬脂酸。
固化剂中的硫酸钙所产生的硫酸根离子能够和氯离子发生化学结合，生成多硫型水化硫铝酸钙；直到硫酸根离子消耗完之后氯离子才会和氢氧化铝以及铝酸钠发生化学结合生成Friedel盐。氢氧化钠不仅提供了一种碱性环境，而且具有激发极化能，提高氢氧化铝以及铝酸钠固化氯离子的能力。
作为本发明所述粉煤灰氯离子固化方法的优选实施方式，所述干燥的干燥温度为60-100℃，干燥时间为4-8h。
干燥不仅能够除去粉煤灰中的水分，并未能够使粉煤灰中所含有的铵化物，不稳定碳化物等挥发，同时也使粉煤灰中的氯化物以离子盐的形式均匀稳定分布。
作为本发明所述粉煤灰氯离子固化方法的优选实施方式，所述粉煤灰的微观形貌为粉煤灰玻璃球体，结构为空心漂珠。
作为本发明所述粉煤灰氯离子固化方法的优选实施方式，所述球磨的球磨转速为60-100r/min，球磨时间为18-36h。
粉煤灰玻璃球体的结构为空心漂珠，空心漂珠内部的组分相对于漂珠外部的组分活性要高，通过机械球磨打开空心漂珠的内部，使其内部具有高活性的氧化硅和氧化铝组分大量吸附氯离子。
作为本发明所述粉煤灰氯离子固化方法的优选实施方式，所述稳定陈化的陈化温度为15-35℃，陈化时间为40-56h。
通过物化结合的方式固化氯离子的粉煤灰，需要经过陈化才能达到最佳的固化效果。
与现有方法相比，本发明的有益效果为：本发明采用物理与化学固化相结合的粉煤灰氯离子固化方法，成本低、工艺简单、氯离子固化效果好，解决了粉煤灰作为建材原料时，氯离子浓度过高而不能使用的问题。
附图说明
图1为粉煤灰氯离子固化方法的流程图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的粉煤灰氯离子固化方法包括以下步骤：首先将粉煤灰置于烘箱中80℃下干燥6h；其次添加固化剂，搅拌均匀；固化剂的添加量为干燥后粉煤灰质量的1％，固化剂包括下述重量份的组分：70份氢氧化铝、20份铝酸钠、7份硫酸钙、2.5份氢氧化钠和0.5份硬脂酸；然后将上述粉煤灰和固化剂的混合物放入球磨罐中在80r/min下球磨24h；最后将球磨后的粉煤灰在25℃陈化48h得到氯离子固化的粉煤灰。
实施例2
本实施例的粉煤灰氯离子固化方法包括以下步骤：首先将粉煤灰置于烘箱中80℃下干燥6h；其次添加固化剂，搅拌均匀；固化剂的添加量为干燥后粉煤灰质量的3％，固化剂包括下述重量份的组分：70份氢氧化铝、20份铝酸钠、7份硫酸钙、2.5份氢氧化钠和0.5份硬脂酸；然后将上述粉煤灰和固化剂的混合物放入球磨罐中80r/min下球磨24h；最后将球磨后的粉煤灰在25℃陈化48h得到氯离子固化的粉煤灰。
实施例3
本实施例的粉煤灰氯离子固化方法包括以下步骤：首先将粉煤灰置于烘箱中60℃下干燥8h；其次添加固化剂，搅拌均匀；固化剂的添加量为干燥后粉煤灰质量的5％，固化剂包括下述重量份的组分：65份氢氧化铝、23份铝酸钠、11份硫酸钙、6份氢氧化钠和1份硬脂酸；然后将上述粉煤灰和固化剂的混合物放入球磨罐中100r/min下球磨18h；最后将球磨后的粉煤灰在15℃陈化56h得到氯离子固化的粉煤灰。
实施例4
本实施例的粉煤灰氯离子固化方法包括以下步骤：首先将粉煤灰置于烘箱中100℃下干燥4h；其次添加固化剂，搅拌均匀；固化剂的添加量为干燥后粉煤灰质量的2％，固化剂包括下述重量份的组分：75份氢氧化铝、16份铝酸钠、6份硫酸钙、2份氢氧化钠和0.8份硬脂酸；然后将上述粉煤灰和固化剂的混合物放入球磨罐中60r/min下球磨36h；最后将球磨后的粉煤灰在35℃陈化40h得到氯离子固化的粉煤灰。
实施例5
本实施例的粉煤灰氯离子固化方法包括以下步骤：首先将10kg粉煤灰置于烘箱中80℃下干燥6h；其次添加固化剂，搅拌均匀；固化剂的添加量为干燥后粉煤灰质量的10％，固化剂包括下述重量份的组分：70份氢氧化铝、20份铝酸钠、7份硫酸钙、2.5份氢氧化钠和0.5份硬脂酸；然后将上述粉煤灰和固化剂的混合物放入球磨罐中80r/min下球磨24h；最后将球磨后的粉煤灰在25℃陈化48h得到氯离子固化的粉煤灰。
测试固化前后粉煤灰中氯离子的含量，测试结果如表1所示。
表1
名称 固化前氯离子的含量 固化后氯离子的含量
实施例1 0.49％ 0.30％
实施例2 0.5％ 0.28％
实施例3 0.52％ 0.29％
实施例4 0.51％ 0.28％
实施例5 0.48％ 0.30％
由表1可见，固化之后粉煤灰中氯离子含量相对于未固化之前的含量降低45％。符合GB50164-2011《混凝土质量控制标准》，干燥环境下，钢筋混凝土中水溶性氯离子含量要求低于0.3％。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种粉煤灰氯离子固化方法，其特征在于，包括以下步骤：首先将粉煤灰干燥陈化，其次添加固化剂，进行球磨，最后稳定陈化得到氯离子固化的粉煤灰；
所述固化剂的添加量为干燥后粉煤灰质量的2-5％；
所述固化剂包括下述重量份的组分：65-75份氢氧化铝，16-23份铝酸钠，6-11份硫酸钙，2-6份氢氧化钠，0.5-1份硬脂酸；
所述粉煤灰的微观形貌为粉煤灰玻璃球体，结构为空心漂珠。
2.如权利要求1所述粉煤灰氯离子固化方法，其特征在于，所述干燥的干燥温度为60-100℃，干燥时间为4-8h。
3.如权利要求1所述粉煤灰氯离子固化方法，其特征在于，所述球磨的球磨转速为60-100r/min，球磨时间为18-36h。
4.如权利要求1所述粉煤灰氯离子固化方法，其特征在于，所述稳定陈化的陈化温度为15-35℃，陈化时间为40-56h。
CN202011524385.3A 2020-12-22 2020-12-22 一种粉煤灰氯离子固化方法 Active CN112456843B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011524385.3A CN112456843B (zh) 2020-12-22 2020-12-22 一种粉煤灰氯离子固化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011524385.3A CN112456843B (zh) 2020-12-22 2020-12-22 一种粉煤灰氯离子固化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112456843A CN112456843A (zh) 2021-03-09
CN112456843B true CN112456843B (zh) 2023-01-17

Family

ID=74804504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011524385.3A Active CN112456843B (zh) 2020-12-22 2020-12-22 一种粉煤灰氯离子固化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112456843B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101239792A (zh) * 2008-03-12 2008-08-13 中南大学 一种提高水泥基材料固化游离氯离子性能的外加剂及其应用方法
WO2010079955A2 (ko) * 2009-01-07 2010-07-15 Kim Young-Il 흙 포장용 조성물 및 이를 이용한 흙 포장 시공 방법
CN109824288A (zh) * 2019-03-19 2019-05-31 武汉理工大学 一种水泥基材料固氯剂及其制备方法
CN111410460A (zh) * 2019-12-17 2020-07-14 李韦皞 一种固定化危害废弃物焚化飞灰中重金属及氯盐的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101239792A (zh) * 2008-03-12 2008-08-13 中南大学 一种提高水泥基材料固化游离氯离子性能的外加剂及其应用方法
WO2010079955A2 (ko) * 2009-01-07 2010-07-15 Kim Young-Il 흙 포장용 조성물 및 이를 이용한 흙 포장 시공 방법
CN109824288A (zh) * 2019-03-19 2019-05-31 武汉理工大学 一种水泥基材料固氯剂及其制备方法
CN111410460A (zh) * 2019-12-17 2020-07-14 李韦皞 一种固定化危害废弃物焚化飞灰中重金属及氯盐的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112456843A (zh) 2021-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112745054B (zh) 一种抗盐侵蚀的海工混凝土外加剂及其制备方法
Al-Khaja Influence of temperature, cement type and level of concrete consolidation on chloride ingress in conventional and high-strength concretes
CN108328977B (zh) 一种混凝土修补材料
CN113955994B (zh) 一种抗氯离子侵蚀再生粗骨料混凝土的制备方法
CN106542762A (zh) 高效抗硫酸盐侵蚀混凝土添加剂及其制备方法
CN112341029B (zh) 一种改性再生粗骨料的制备方法
CN110698102A (zh) 一种海工掺合料
CN111533576A (zh) 一种用于填充混凝土结构微孔的纳米复合材料及其制备方法和应用
CN113501685B (zh) 一种抗硫酸盐、氯盐腐蚀的再生混凝土及其制备方法
CN101503284B (zh) 一种抗侵蚀剂及含有该抗侵蚀剂的砌筑砂浆材料
KR101683090B1 (ko) 침상형결정구조를 갖는 유무기 융합 자기치유 혼화재 조성물 및 이를 포함하는 시멘트 결합재 조성물
KR101303967B1 (ko) 플라이 애쉬를 이용한 염해 저항성 도막 방수제 조성물, 그 도포방법 및 그 제조방법
CN112456843B (zh) 一种粉煤灰氯离子固化方法
CN106242353A (zh) 一种海洋工程混凝土用外加剂
CN110451840B (zh) 一种复合式密实剂
CN115849762B (zh) 一种抗渗、抗侵蚀的海工混凝土复合外加剂及其制备方法
CN116375425A (zh) 一种高耐侵蚀的海工混凝土及其制备方法
CN114477839B (zh) 一种海洋混凝土抗腐蚀剂及其制备方法
CN113387661B (zh) 一种混凝土及其制备方法
CN114956733A (zh) 一种高强度抗侵蚀海工混凝土及其制备方法
CN115124297A (zh) 一种环保型粉煤灰和矿粉双掺混凝土
CN111205043A (zh) 一种抗海水腐蚀的灌浆料干料及其使用方法
CN116655282B (zh) 一种海洋工程耐氯离子剂及其制备方法
CN114436575B (zh) 高耐腐双纤维复掺改性修复砂浆及其制备方法
Vu et al. CARBONATION AND CHLORIDE INDUCED STEEL CORROSION RELATED ASPECTS IN FLY ASH/SLAG BASED GEOPOLYMERS-A CRITICAL REVIEW

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant