CN114014613A - 一种耐盐腐蚀混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于混凝土技术领域，提供了一种耐盐腐蚀混凝土，按质量份数计，包括以下组分：水泥220～380份，粗骨料180～230份，细骨料200～260份，稻壳灰80～100份，硅灰40～60份，水50～80份，复合纤维20～30份和外加剂10～20份。本发明以水泥、硅灰和稻壳灰为凝胶材料，水化后可形成致密、坚硬的石状体，再添加细骨料和粗骨料来提高混凝土的强度，结合复合纤维和外加剂的使用，能够减少混凝土内部的孔隙，从而避免土壤中硫酸盐对混凝土的侵蚀，制得了一种耐盐腐蚀混凝土。实施例的结果显示，本发明提供的耐盐腐蚀混凝土的28d抗压强度为70.5MPa，浸泡硫酸钠后的28d抗压强度为64.7MPa。

Description

一种耐盐腐蚀混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种耐盐腐蚀混凝土及其制备方法。
背景技术
在道路施工过程中，混凝土是必须的建筑材料，在实际使用中经常暴露在复杂多变的环境条件下，将不可避免的受到服役环境物理、化学和生物等综合作用，其耐久性也会因此而下降。尤其是当混凝土应用于自然环境恶劣的条件中，如高盐、高碱、温度变化剧烈等环境，混凝土结构受到的侵蚀将更加严重。
在我国西部地区，例如宁夏、甘肃的大部分地区、新疆和内蒙古部分地区都存在大面积的盐碱地，这些地区的土壤中硫酸盐含量较多，而硫酸盐会对混凝土和混凝土中的钢筋造成较强的腐蚀作用，对西部地区工程建设造成了较大影响。因此，亟需一种耐盐腐蚀性能优异的混凝土。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐盐腐蚀混凝土及其制备方法，本发明提供的耐盐腐蚀混凝土具有优异的抗压强度，并且经硫酸钠浸泡后仍能保持良好的抗压强度。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种耐盐腐蚀混凝土，按质量份数计，包括以下组分：水泥220～380份，粗骨料180～230份，细骨料200～260份，稻壳灰80～100份，硅灰40～60份，水50～80份，复合纤维20～30份和外加剂10～20份。
优选地，所述粗骨料包括石灰岩碎石、河卵石和煤矸石中的一种或几种。
优选地，所述细骨料包括河砂和/或粉煤灰。
优选地，所述复合纤维包括聚丙烯纤维和钢纤维。
优选地，所述复合纤维中聚丙烯纤维和钢纤维的质量比为1:0.5～0.8。
优选地，所述外加剂包括减水剂和粘结剂。
优选地，所述外加剂中减水剂和粘结剂的质量比为1:0.3～0.6。
本发明还提供了上述技术方案所述耐盐腐蚀混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、粗骨料、细骨料、稻壳灰、硅灰和水混合后进行搅拌，得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物与复合纤维、外加剂混合后进行搅拌，得到耐盐腐蚀混凝土。
优选地，所述步骤(1)中搅拌的速率为100～200r/min，搅拌的时间为20～25min。
优选地，所述步骤(2)中搅拌的速率为150～250r/min，搅拌的时间为20～30min。
本发明提供了一种耐盐腐蚀混凝土，按质量份数计，包括以下组分：水泥220～380份，粗骨料180～230份，细骨料200～260份，稻壳灰80～100份，硅灰40～60份，水50～80份，复合纤维20～30份和外加剂10～20份。本发明以水泥、硅灰和稻壳灰为凝胶材料，水化后可形成致密、坚硬的石状体，再添加细骨料和粗骨料来提高混凝土的强度，结合复合纤维和外加剂的使用，能够减少混凝土内部的孔隙，从而避免土壤中硫酸盐对混凝土的侵蚀，制得了一种耐盐腐蚀混凝土。实施例的结果显示，本发明提供的耐盐腐蚀混凝土的28d抗压强度为70.5MPa，浸泡硫酸钠后的28d抗压强度为64.7MPa。
具体实施方式
本发明提供了一种耐盐腐蚀混凝土，按质量份数计，包括以下组分：水泥220～380份，粗骨料180～230份，细骨料200～260份，稻壳灰80～100份，硅灰40～60份，水50～80份，复合纤维20～30份和外加剂10～20份。
按质量份数计，本发明提供的耐盐腐蚀混凝土包括水泥220～380份，优选为250～350份，更优选为280～320份。在本发明中，所述水泥作为胶凝材料，与硅灰、稻壳灰一起，水化后可形成致密、坚硬的石状体。在本发明中，所述水泥优选为硅酸盐水泥或铝酸盐水泥，更优选为硅酸盐水泥。本发明对所述水泥的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
以水泥的质量为220～380份计，本发明提供的耐盐腐蚀混凝土包括粗骨料180～230份，优选为190～220份。在本发明中，所述粗骨料在混凝土中主要起骨架作用。在本发明中，所述粗骨料优选包括石灰岩碎石、河卵石和煤矸石中的一种或几种，更优选为石灰岩碎石和/或煤矸石。在本发明中，所述粗骨料的粒径优选为5～25mm，更优选为5～20mm。
以水泥的质量为220～380份计，本发明提供的耐盐腐蚀混凝土包括细骨料200～260份，优选为220～250份，更优选为230～250份。在本发明中，所述细骨料起填充作用，与粗骨料配合使用，有利于提高混凝土的强度。在本发明中，所述细骨料优选包括河砂和/或粉煤灰。在本发明中，所述细骨料的粒径优选为0.075～5mm，更优选为0.35～3mm。
以水泥的质量为220～380份计，本发明提供的耐盐腐蚀混凝土包括稻壳灰80～100份，优选为80～90份。在本发明中，所述稻壳灰作为胶凝材料，与水泥、硅灰一起，水化后可形成致密、坚硬的石状体，并且稻壳灰的添加有利于提高混凝土的强度，使得混凝土可以更加紧实。
以水泥的质量为220～380份计，本发明提供的耐盐腐蚀混凝土包括硅灰40～60份，优选为40～55份。在本发明中，所述硅灰作为胶凝材料，与水泥、稻壳灰一起，水化后可形成致密、坚硬的石状体。
以水泥的质量为220～380份计，本发明提供的耐盐腐蚀混凝土包括水50～80份，优选为50～70份。在本发明中，所述水用于将其他原料拌合均匀。
以水泥的质量为220～380份计，本发明提供的耐盐腐蚀混凝土包括复合纤维20～30份，优选为20～25份。在本发明中，所述复合纤维能够填充到混凝土的孔隙中，从而减少混凝土内部的孔隙，进而避免土壤中硫酸盐对混凝土的侵蚀。
在本发明中，所述复合纤维优选包括聚丙烯纤维和钢纤维。在本发明中，所述聚丙烯纤维具有良好的水传导效果，所述钢纤维具有较好的强度，有利于提高混凝土的强度。在本发明中，所述聚丙烯纤维和钢纤维的长度独立地优选为45～60mm，更优选为50～60mm。
在本发明中，所述复合纤维中聚丙烯纤维和钢纤维的质量比优选为1:0.5～0.8，更优选为1:0.5～0.6。本发明优选将所述复合纤维中聚丙烯纤维和钢纤维的质量比控制在上述范围，有利于得到耐盐腐蚀性能优异的混凝土。
以水泥的质量为220～380份计，本发明提供的耐盐腐蚀混凝土包括外加剂10～20份，优选为10～15份。在本发明中，所述外加剂与复合纤维一起，有利于减少混凝土内部结构孔隙，从而避免土壤中硫酸盐对混凝土的侵蚀。
在本发明中，所述外加剂优选包括减水剂和粘结剂。在本发明中，所述减水剂优选为聚羧酸减水剂。在本发明中，所述减水剂的使用能起到良好的减水效果；所述粘结剂的使用可使复合纤维更加紧密的粘结在混凝土中，配合硅灰、稻壳灰和细骨料的填充效果，有利于减少混凝土内部的孔隙，从而避免土壤中硫酸盐对混凝土的侵蚀。在本发明中，所述粘结剂优选为糖钙。
在本发明中，所述外加剂中减水剂和粘结剂的质量比优选为1:0.3～0.6，更优选为1:0.3～0.5。本发明优选将所述外加剂中减水剂和粘结剂的质量比控制在上述范围，有利于得到耐盐腐蚀性能优异的混凝土。
本发明以水泥、硅灰和稻壳灰为凝胶材料，水化后可形成致密、坚硬的石状体，再添加细骨料和粗骨料来提高混凝土的强度，结合复合纤维和外加剂的使用，能够减少混凝土内部的孔隙，从而避免土壤中硫酸盐对混凝土的侵蚀，制得了一种耐盐腐蚀混凝土。
本发明还提供了上述技术方案所述耐盐腐蚀混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、粗骨料、细骨料、稻壳灰、硅灰和水混合后进行搅拌，得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物与复合纤维、外加剂混合后进行搅拌，得到耐盐腐蚀混凝土。
本发明将水泥、粗骨料、细骨料、稻壳灰、硅灰和水混合后进行搅拌，得到混合物。
在本发明中，所述搅拌的速率优选为100～200r/min，更优选为150～180r/min；所述搅拌的时间优选为20～25min，更优选为25min。
得到混合物后，本发明将所述混合物与复合纤维、外加剂混合后进行搅拌，得到耐盐腐蚀混凝土。
在本发明中，所述搅拌的速率优选为150～250r/min，更优选为180～230r/min；所述搅拌的时间优选为20～30min，更优选为30min。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)将280重量份硅酸盐水泥、190重量份粒径为5～20mm的煤矸石、230重量份粒径为0.35～3mm的河砂、80重量份稻壳灰、40重量份硅灰和70重量份水混合，然后按照180r/min的速率搅拌25min，得到混合物；
(2)将上述混合物与25重量份复合纤维和15重量份外加剂混合，然后按照230r/min的速率搅拌30min，得到耐盐腐蚀混凝土；其中，复合纤维由聚丙烯纤维和钢纤维按照质量比为1:0.5组成，聚丙烯纤维和钢钢纤维的长度均为50～60mm；外加剂由聚羧酸减水剂和糖钙按照质量比为1:0.5组成。
实施例2
(1)将320重量份硅酸盐水泥、210重量份粒径为5～20mm的煤矸石、260重量份粒径为0.35～3mm的河砂、80重量份稻壳灰、50重量份硅灰和80重量份水混合，然后按照180r/min的速率搅拌25min，得到混合物；
(2)将上述混合物与30重量份复合纤维和10重量份外加剂混合，然后按照230r/min的速率搅拌30min，得到耐盐腐蚀混凝土；其中，复合纤维由聚丙烯纤维和钢纤维按照质量比为1:0.8组成，聚丙烯纤维和钢钢纤维的长度均为50～60mm；外加剂由聚羧酸减水剂和糖钙按照质量比为1:0.5组成。
实施例3
(1)将260重量份铝酸盐水泥、220重量份粒径为5～20mm的煤矸石、240重量份粒径为0.35～3mm的河砂、95重量份稻壳灰、55重量份硅灰和70重量份水混合，然后按照180r/min的速率搅拌25min，得到混合物；
(2)将上述混合物与20重量份复合纤维和18重量份外加剂混合，然后按照230r/min的速率搅拌30min，得到耐盐腐蚀混凝土；其中，复合纤维由聚丙烯纤维和钢纤维按照质量比为1:0.6组成，聚丙烯纤维和钢钢纤维的长度均为50～60mm；外加剂由聚羧酸减水剂和糖钙按照质量比为1:0.3组成。
对比例1
与实施例1的不同之处在于，省略了复合纤维。
对比例2
与实施例1的不同之处在于，省略了外加剂。
对比例3
与实施例1的不同之处在于，复合纤维由聚丙烯纤维和钢纤维按照质量比为1:1.2组成。
对比例4
与实施例1的不同之处在于，外加剂由聚羧酸减水剂和粘结剂按照质量比为1:1组成。
按照GB/T 50081《混凝土物理力学性能试验方法标准》标准测试实施例1～3和对比例1～4制备的混凝土的7d抗压强度和28d抗压强度，取另一组实施例1～3和对比例1～4制备的混凝土分别浸泡于质量浓度5％的硫酸钠溶液中，测试其7d抗压强度和28d抗压强度。
表1实施例1～3和对比例1～4制备的混凝土的性能
Figure BDA0003414111830000061
由以上实施例可以看出，本发明提供的耐盐腐蚀混凝土具有优异的抗压强度，并且经硫酸钠浸泡后仍能保持良好的抗压强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐盐腐蚀混凝土，按质量份数计，包括以下组分：水泥220～380份，粗骨料180～230份，细骨料200～260份，稻壳灰80～100份，硅灰40～60份，水50～80份，复合纤维20～30份和外加剂10～20份。
2.根据权利要求1所述的耐盐腐蚀混凝土，其特征在于，所述粗骨料包括石灰岩碎石、河卵石和煤矸石中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的耐盐腐蚀混凝土，其特征在于，所述细骨料包括河砂和/或粉煤灰。
4.根据权利要求1所述的耐盐腐蚀混凝土，其特征在于，所述复合纤维包括聚丙烯纤维和钢纤维。
5.根据权利要求4所述的耐盐腐蚀混凝土，其特征在于，所述复合纤维中聚丙烯纤维和钢纤维的质量比为1:0.5～0.8。
6.根据权利要求1所述的耐盐腐蚀混凝土，其特征在于，所述外加剂包括减水剂和粘结剂。
7.根据权利要求6所述的耐盐腐蚀混凝土，其特征在于，所述外加剂中减水剂和粘结剂的质量比为1:0.3～0.6。
8.权利要求1～7任一项所述耐盐腐蚀混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、粗骨料、细骨料、稻壳灰、硅灰和水混合后进行搅拌，得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物与复合纤维、外加剂混合后进行搅拌，得到耐盐腐蚀混凝土。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌的速率为100～200r/min，搅拌的时间为20～25min。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中搅拌的速率为150～250r/min，搅拌的时间为20～30min。
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