一种抗冻抗腐蚀耐久性混凝土及其制备方法

摘要

本发明公开了一种抗冻抗腐蚀耐久性混凝土，按照重量份该混凝土由以下组分组成：所述胶凝材料材料500，中砂700-715，碎石1050，水164，减水剂10.56-18；所述胶凝材料由54-56wt％水泥和44-46wt％A粉组成；所述A粉由以下重量百分比的组分组成：矿渣30-35％，沸石岩20-25％，粉煤灰35-40％，长青石5-10％，生石灰0-7％。其制备方法，包括有以下步骤：(1)按比例称量A粉用各组分原材料，用超细磨进行粉碎，混合均匀；(2)按比例称量混凝土用各组分原材料；(3)在混凝土搅拌设备中依次将普通硅酸盐水泥、A粉、中砂、碎石加入，搅拌2-3分钟，使其充分拌和均匀。(4)边搅拌边将称量好的水和减水剂缓慢加入到上述混合物中，继续搅拌1-2分钟，即得到本产品。本发明是一种抗硫酸盐强腐蚀，抗氯盐强腐蚀，抗冻融循环，抗干湿循环的高性能混凝土。

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土，尤其涉及一种抗冻抗腐蚀耐久性混凝土及其制备方法。

背景技术

硫酸盐对混凝土的化学腐蚀是两种化学反应的结果：一是与混凝土中的水化铝酸钙反应形成硫铝酸钙(钙矾石)，二是与混凝土中的氢氧化钙结合形成硫酸钙(石膏)，两种化合物均造成体积膨胀，使混凝土开裂。如果有镁离子存在，还能和氢氧化钙生成无胶凝性的氢氧化镁，进一步降低混凝土的密实程度和强度，并加剧腐蚀。CO₂从混凝土表面逐渐深入，碳化直至钢筋表面，破坏了钢筋表面的钝化膜，在空气中的O₂和水的作用下，生成铁锈(Fe₃O₄)，Fe₃O₄的体积膨胀，使混凝土保护层出现顺筋开裂、剥落，减少了钢筋的面积，Cl^-的存在则加速了碳化的进程，使钢筋的锈蚀持续发展，降低了结构的承载能力甚至破坏。硫酸盐的存在对混凝土的破坏持续时间较长，出现钙矾石等物使混凝土膨胀开裂、崩溃等，导致混凝土结构降低和丧失承载能力。

我国海岸线总长超过3.2万公里，名列世界第三，分布有诸多盐场，盐田总面积约400平方公里。这些地区一个显著的特点就是土壤中的氯离子和硫酸根离子含量高，对混凝土和混凝土中的钢筋均为强腐蚀性，由于对严苛环境条件和结构耐久性的认识不足，有相当数量的工程建成后2、3年内就出现了混凝土结构顺筋开裂、保护层脱落、钢筋锈蚀的严重情况，缩短了结构的使用寿命，甚至引起了必需大修或拆除重建的严重的后果。

根据规范要求，在硫酸盐严重腐蚀环境中采用抗硫酸盐硅酸盐水泥配制混凝土。但是抗力酸盐水泥每吨造价达到800元/吨，而且均为小厂小窑生产，质量不稳定，随着国家节能减排政策的落实，该水泥的供应越来越难，满足不了工期要求。而我们所研究的环境中不但有硫酸盐强腐蚀作用，还有氯盐强腐蚀作用，根据规范规定，在氯盐环境中又不宜采用抗硫酸盐硅酸盐水泥。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗冻抗腐蚀耐久性混凝土及其制备方法，解决了上述问题。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种抗冻抗腐蚀耐久性混凝土，按照重量份该混凝土由以下组分组成：所述胶凝材料500，中砂700-715，碎石1050，水164，减水剂10.56-18；

所述胶凝材料由54-56wt％水泥和44-46wt％A粉组成；

所述A粉由以下重量百分比的组分组成：矿渣30-35％，沸石岩20-25％，粉煤灰35-40％，长青石5-10％，生石灰0-7％。

所述胶凝材料由56wt％水泥和44wt％A粉组成。

所述A粉由以下重量百分比的组分组成：矿渣32.5-35％，沸石岩20-22.5％，粉煤灰35％，长青石5-10％，生石灰0-5％。

所述混凝土的水灰比0.34，砂率0.4。

所述碎石粒径5-32.5mm，连续级配，中砂的细度模数是2.8。。

所述水泥为普通硅酸盐P.O 42.5水泥。

所述减水剂为脂肪族减水剂与氨基磺酸系减水剂复合而成的减水剂。

所述的抗冻抗腐蚀耐久性混凝土的制备方法，包括有以下步骤：

(1)按比例称量A粉用各组分原材料，用超细磨进行粉碎，混合均匀；

(2)按比例称量混凝土用各组分原材料；

(3)在混凝土搅拌设备中依次将普通硅酸盐水泥、A粉、中砂、碎石加入，搅拌2-3分钟，使其充分拌和均匀。

(4)边搅拌边将称量好的水和减水剂缓慢加入到上述混合物中，继续搅拌1-2分钟，即得到本产品。

所述的A粉的比表面积为600-800m²/kg。

本发明具有以下优点：

本发明用容易得到的材料(P.O42.5水泥)配制一种抗硫酸盐强腐蚀，抗氯盐强腐蚀，抗冻融循环，抗干湿循环的高性能混凝土。由于其起到了抗硫酸水泥的作用，并且更适合在氯盐和硫酸盐共同作用环境下使用，因此，它提高了工程质量，填补了空白。同时本发明降低水泥熟料的使用量，符合现今节能减排的政策。由于采用的普通水泥和A粉、减水剂均为比较便宜的材料，所以本制备方法有很明显的降低成本的作用。

本制备方法与制备常规混凝土相同，不需特殊设备，不需特意延长搅拌时间，其成品施工性能也与一般混凝土无异，可以满足泵送要求。由于该方法有效地改善了混凝土的内部微观结构，混凝土的结构致密，孔结构形态良好，骨料周边界面层密实，水化产物为低钙型C-S-H凝胶，没有定向结晶的Ca(OH)₂晶体，整体结构形貌良好，外界有害物资很难进入混凝土内部，极大地降低了硫酸盐、氯盐与混凝土内的化学物发生反应的概率。同时，水也很难进入混凝土内部，因此冻融和干湿循环等物理作用的破坏发生的概率也得到了极大地降低。

由于个组分选择了合适掺配比例，本发明混凝土按照C40抗冻抗腐蚀设计，具体指标如下：

(1)、强度47MPa；

(2)、抗渗＞P8；

(3)、28天膨胀值万分之1.2；

(4)、按建筑物结构40mm厚保护层计，抗碳化时间超过900年；

(5)、氯离子试验，混凝土试件56d龄期的电通量Q＝254C，电通量非常低；

(6)、水冻DF值90，盐冻DF值75，抗冻性能良好；

(7)、抗侵蚀(硫酸盐腐蚀)试验，在5％硫酸钠溶液中膨胀率为0.008％。

具体实施方式

结合具体实施例对本发明进行进一步阐述如下。

实施例1

一种抗冻抗腐蚀耐久性混凝土，按照重量份(kg)该混凝土由以下组分组成：普通硅酸盐P.O 42.5水泥280、A粉220，细度模数2.8的中砂700，粒径5-32.5mm、连续级配的碎石1050，水164，减水剂10.56；

所述A粉由以下重量份(kg)组分组成：矿渣71.5，沸石岩49.5，粉煤灰77，长青石11，生石灰11。

所述减水剂为脂肪族减水剂与氨基磺酸系减水剂复合而成的减水剂，为市购潍坊大元实业有限公司产品，其技术指标如表1所示。

所述的抗冻抗腐蚀耐久性混凝土的制备方法，包括有以下步骤：

(1)按比例称量A粉用各组分原材料，用超细磨进行粉碎，混合均匀，A粉的比表面积为600m²/kg；

(2)按比例称量混凝土用各组分原材料；

(3)在混凝土搅拌设备中依次将普通硅酸盐水泥、A粉、中砂、碎石加入，搅拌2-3分钟，使其充分拌和均匀。

(4)边搅拌边将称量好的水和减水剂缓慢加入到上述混合物中，继续搅拌1-2分钟，即得到本产品。

表1减水剂具体技术指标

实施例2

一种抗冻抗腐蚀耐久性混凝土，按照重量份(kg)该混凝土由以下组分组成：普通硅酸盐P.O 42.5水泥270、A粉230，细度模数2.8的中砂705，粒径5-32.5mm、连续级配的碎石1050，水164，减水剂15；

所述A粉由以下重量份(kg)组分组成：矿渣80.5，沸石岩57.5，粉煤灰80.5，长青石11.5。

所述减水剂为脂肪族减水剂与氨基磺酸盐系减水剂复合而成的减水剂，其技术指标如表1所示。

所述的抗冻抗腐蚀耐久性混凝土的制备方法，包括有以下步骤：

(1)按比例称量A粉用各组分原材料，用超细磨进行粉碎，混合均匀，A粉的比表面积为600m²/kg；

(2)按比例称量混凝土用各组分原材料；

(3)在混凝土搅拌设备中依次将普通硅酸盐水泥、A粉、中砂、碎石加入，搅拌2-3分钟，使其充分拌和均匀。

(4)边搅拌边将称量好的水和减水剂缓慢加入到上述混合物中，继续搅拌1-2分钟，即得到本产品。

实施例3

一种抗冻抗腐蚀耐久性混凝土，按照重量份(kg)该混凝土由以下组分组成：普通硅酸盐P.O 42.5水泥280、A粉220，细度模数2.8的中砂715，粒径5-32.5mm、连续级配的碎石1050，水164，减水剂18；

所述A粉由以下重量份(kg)组分组成：矿渣66，沸石岩44，粉煤灰77，长青石22，生石灰11。

所述减水剂为脂肪族减水剂与氨基磺酸盐系减水剂复合而成的减水剂，其技术指标如表1所示。

所述的抗冻抗腐蚀耐久性混凝土的制备方法，包括有以下步骤：

(1)按比例称量A粉用各组分原材料，用超细磨进行粉碎，混合均匀，A粉的比表面积为800m²/kg；

(2)按比例称量混凝土用各组分原材料；

(3)在混凝土搅拌设备中依次将普通硅酸盐水泥、A粉、中砂、碎石加入，搅拌2-3分钟，使其充分拌和均匀。

(4)边搅拌边将称量好的水和减水剂缓慢加入到上述混合物中，继续搅拌1-2分钟，即得到本产品。