專利名稱：適用于污水工程的耐腐蝕型高性能混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐污水腐蝕型高性能混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外在混凝土污水處理方面主要采用以下二大類方法，來改善混凝土抵抗侵蝕性介質(zhì)的腐蝕①在混凝土表面噴涂水性聚合物水泥砂漿提高耐腐蝕性能。
②用聚氨酯防腐蝕涂料涂混凝土表面、用交聯(lián)型高氯化聚乙烯防腐蝕涂料涂鋼材表面的方法提高污水工程的混凝土和鋼構(gòu)筑物的抗腐蝕性能。
上述方法存在著造價(jià)較高，施工麻煩的問題，當(dāng)代高性能混凝土技術(shù)(即澆筑耐久性、強(qiáng)度、可澆注性三方面性能可確保混凝土工程結(jié)構(gòu)長期安全使用的混凝土技術(shù))有了迅速的發(fā)展，根據(jù)混凝土工程的使用環(huán)境設(shè)計(jì)并制作耐久混凝土已成為現(xiàn)代混凝技術(shù)開發(fā)的核心所在。
通常侵蝕性介質(zhì)對混凝土產(chǎn)生的腐蝕大致可分為三大類型，即1、膨脹開裂型破壞硫酸根離子滲入混凝土中存在的毛細(xì)孔或微裂縫，與氫氧化鈣、高堿度的水化鋁酸鈣反應(yīng)造成膨脹應(yīng)力，致使混凝土開裂破壞。
2、溶解型破壞溶液中存在的氫離子、碳酸氫根離子、鎂離子等與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，致使水化產(chǎn)物溶解、混凝土質(zhì)地變得疏松而被破壞，這是由表及里的破壞過程。
3、混凝土中鋼筋銹蝕引起混凝土開裂破壞因二氧化碳?xì)怏w或溶液中碳酸根離子滲入造成混凝土中性化，致使鋼筋鈍化膜破壞，同時(shí)滲入的會引起電化學(xué)腐蝕的離子(如氯離子)使鋼筋氧化銹蝕產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，致使混凝土開裂破壞。
由于污水處理工程中使用多種化學(xué)物質(zhì)和微生物，會使溶液中存在硫酸根離子、氯離子、碳酸氫根離子、鎂離子等多種物質(zhì)會與混凝土產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。而且微生物的參與，使得上述反應(yīng)變的更為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種適用于污水工程的耐腐蝕性能良好的混凝土及其制備方法。
本發(fā)明選用優(yōu)質(zhì)混凝土的原材料，如高標(biāo)號水泥、優(yōu)質(zhì)粉煤灰、優(yōu)質(zhì)高爐礦渣微粉、高效減水劑、指定規(guī)格的砂石骨料等，以及高性能混凝土配制技術(shù)，根據(jù)污水工程使用環(huán)境設(shè)計(jì)并建造耐腐蝕性更佳的混凝土工程，延長污水工程壽命，實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定而安全運(yùn)行。
本發(fā)明提出的耐腐蝕高性能混凝土，包括骨料、水、膠凝材料，按通常的重量配比混和獲得，其中，膠凝材料組份的重量配比如下水泥27.3％～32.1％礦物摻合料72.7％～67.9％；其中，礦物摻合料組份的重量配比為礦渣微粉(S95)40％～58％粉煤灰 39％～47％礦物添加劑(JEA) 0％～8％，優(yōu)選3％～7％；另外，加有減水劑(RH1100)，用量為礦物摻合料重量的0.8％～1.2％。
本發(fā)明中，所述骨料分為粗骨料和細(xì)骨料兩種，其中，粗骨料采用粒徑小于25mm的碎石，細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)為2.6-3.0的河砂。這些骨料是無活性礦物的材料。易發(fā)生堿活性骨料反應(yīng)的環(huán)境中的混凝土必須使用無活性礦物的骨料。
本發(fā)明中，所述水泥采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。尤其選用高標(biāo)號的水泥。對于易發(fā)生堿活性骨料反應(yīng)的環(huán)境中的混凝土，必須使用低堿水泥。
本發(fā)明中，所述礦渣微粉可選用S95級磨細(xì)水淬高爐礦渣粉，粉煤灰可選用GB1596一級品或二級品指標(biāo)的低氧化鈣含量的風(fēng)選粉煤灰或磨細(xì)粉煤灰。
本發(fā)明中，所述減水劑采用萘磺酸鹽甲醛縮合物(即RH1100)。
本發(fā)明還提出上述混凝土的制備方法，其步驟如下將所述骨料、水泥、礦物摻合料按前述重量比例加入攪拌機(jī)中，攪拌混和；然后將水和減水劑同時(shí)加入攪拌機(jī)中，繼續(xù)攪拌均勻；然后進(jìn)行施工澆筑所需構(gòu)筑物。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)城市污水處理過程中投放的無機(jī)鹽、氯離子、以及污水在處理過程中產(chǎn)生的弱酸介質(zhì)等對混凝土材料的腐蝕機(jī)理，運(yùn)用高性能混凝土的技術(shù)，提出適合污水處理工程應(yīng)用的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級在C40以上的耐腐蝕型高性能混凝土的配制方案。通過3％硫酸鈉、2％硫酸鎂、人工海水、增濃150倍的城市污水浸泡試驗(yàn)，以及氯離子滲透、抗電化學(xué)腐蝕、人工海水凍融300次等混凝土耐化學(xué)腐蝕性和保護(hù)鋼筋功能等性能檢測，證明它是一種適合于污水處理結(jié)構(gòu)工程使用的新型混凝土材料。
具體實(shí)施例方式
下面介紹本發(fā)明的實(shí)施方式。
1、混凝土的配比與制作C40耐腐蝕型高性能混凝土中各種膠凝材料的重量比例如下52.5PII水泥27.3％～32.1％，礦物摻合料72.7％-67.9％。礦物摻合料中，礦渣微粉(S95)40％～58％，磨細(xì)粉煤灰39％～47％，礦物添加劑(JEA)0％～8％，另外，減水劑(RH1100)為礦物摻合料重量的0.8％～1.2％。
按前述的制備步驟，將各種材料攪拌混和，然后進(jìn)行澆筑。
2、混凝土的性能混凝土和易性符合混凝土集中攪拌站生產(chǎn)預(yù)拌泵送混凝土技術(shù)要求。
混凝土配制強(qiáng)度(28d標(biāo)養(yǎng))大于45MPa。
3、混凝土的養(yǎng)護(hù)按現(xiàn)行水泥混凝土施工技術(shù)要求，混凝土澆筑表面應(yīng)遮蓋并保持濕潤，新澆筑的混凝土必須保濕養(yǎng)護(hù)14天以上；冬季施工必須加強(qiáng)保溫保濕養(yǎng)護(hù)，延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間；上部結(jié)構(gòu)工程在混凝土終飾表面及脫膜表面立即噴涂專制的SZY養(yǎng)護(hù)層，SZY養(yǎng)護(hù)層由兩個(gè)涂層——底涂層和面涂層構(gòu)成。
4、混凝土耐腐蝕性指標(biāo)3％硫酸鈉溶液 K1和K3均不低于0.85；2％硫酸鎂溶液 K1和K3均不低于0.85；人工海水(ASTM D114) K1和K3均不低于0.85；增濃人工污水標(biāo)準(zhǔn)液(溫度35-37℃) K1和K3均不低于1.00。
以上K1為浸泡齡期28天的耐蝕系數(shù)，K3為浸泡齡期84天的耐蝕系數(shù)。
5、混凝土力學(xué)性能指標(biāo)(噴涂SZY養(yǎng)護(hù)層后)在養(yǎng)護(hù)室空氣養(yǎng)護(hù)7天，抗壓強(qiáng)度33.8MPa；在養(yǎng)護(hù)室水中養(yǎng)護(hù)14天，抗壓強(qiáng)度48.43MPa；在養(yǎng)護(hù)室空氣中養(yǎng)護(hù)28天，抗壓強(qiáng)度50.6MPa。
上述混凝土的膠凝材料的具體重量配比可根據(jù)不同工程的需要作相應(yīng)選擇。
權(quán)利要求
1.一種適合于污水工程的耐腐蝕型高性能混凝土，包括骨料、水和膠凝材料，按通常的重配比混和獲得，其特征在于膠凝材料組份的重量配比如下水泥 27.3％～32.1％礦物摻合料 72.7％～67.9％；其中，礦物摻合料組份的重量配比為礦渣微粉 40％～58％粉煤灰 39％～47％礦物添加劑 0％～8％，另外，加有減水劑，用量為礦物摻合料重量的0.8％～1.2％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土，其特征在于所述骨料分為粗骨料和細(xì)骨料兩種，其中，粗骨料采用粒徑小于25mm的碎石，細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)為2.6-3.0的河砂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土，其特征在于所述水泥采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土，其特征在于所述礦渣微粉選用S95級磨細(xì)水淬高爐礦渣粉，粉煤灰選用GB1596一級品或二級品指標(biāo)的風(fēng)選粉煤灰或磨細(xì)粉煤灰。
5.一種如權(quán)利要求1所述的混凝土的制備方法，其特征在于將所述骨料、水泥、礦物摻合料按所述重量比例加入攪拌機(jī)中，攪拌混和；然后將水和減水劑同時(shí)加入攪拌機(jī)中，繼續(xù)攪拌均勻；然后進(jìn)行施工澆筑所需構(gòu)筑物。
全文摘要
本發(fā)明屬建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適合于污水工程使用的耐腐蝕型高性能混凝土及其制備方法。本發(fā)明的混凝土由骨料、水、水泥、礦渣微粉、優(yōu)質(zhì)粉煤灰、高性能礦物添加劑和減水劑按適當(dāng)?shù)闹亓颗浔冉M成。這種耐腐蝕型高性能混凝土在澆筑耐久性、強(qiáng)度、可澆注性三方面性能都能符合污水工程應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)和施工要求，可確?；炷凉こ探Y(jié)構(gòu)長期安全使用。
文檔編號C04B18/12GK1769235SQ20051002933
公開日2006年5月10日 申請日期2005年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者張蔭濟(jì), 王國華, 陸嘉竑, 陳嫣 申請人:上海市政工程設(shè)計(jì)研究院, 上海市政工程設(shè)計(jì)研究院科學(xué)研究所