專利名稱：一種抗凍抗腐蝕耐久性混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土，尤其涉及一種抗凍抗腐蝕耐久性混凝土及其制備方法。
技術(shù)背景
硫酸鹽對(duì)混凝土的化學(xué)腐蝕是兩種化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果一是與混凝土中的水化鋁酸鈣反應(yīng)形成硫鋁酸鈣(鈣礬石)，二是與混凝土中的氫氧化鈣結(jié)合形成硫酸鈣(石膏)，兩種化合物均造成體積膨脹，使混凝土開(kāi)裂。如果有鎂離子存在，還能和氫氧化鈣生成無(wú)膠凝性的氫氧化鎂，進(jìn)一步降低混凝土的密實(shí)程度和強(qiáng)度，并加劇腐蝕。CO2從混凝土表面逐漸深入，碳化直至鋼筋表面，破壞了鋼筋表面的鈍化膜，在空氣中的A和水的作用下，生成鐵銹(Fe53O4)，F(xiàn)e53O4的體積膨脹，使混凝土保護(hù)層出現(xiàn)順筋開(kāi)裂、剝落，減少了鋼筋的面積， Cl—的存在則加速了碳化的進(jìn)程，使鋼筋的銹蝕持續(xù)發(fā)展，降低了結(jié)構(gòu)的承載能力甚至破壞。硫酸鹽的存在對(duì)混凝土的破壞持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，出現(xiàn)鈣礬石等物使混凝土膨脹開(kāi)裂、崩潰等，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)降低和喪失承載能力。
我國(guó)海岸線總長(zhǎng)超過(guò)3. 2萬(wàn)公里，名列世界第三，分布有諸多鹽場(chǎng)，鹽田總面積約 400平方公里。這些地區(qū)一個(gè)顯著的特點(diǎn)就是土壤中的氯離子和硫酸根離子含量高，對(duì)混凝土和混凝土中的鋼筋均為強(qiáng)腐蝕性，由于對(duì)嚴(yán)苛環(huán)境條件和結(jié)構(gòu)耐久性的認(rèn)識(shí)不足，有相當(dāng)數(shù)量的工程建成后2、3年內(nèi)就出現(xiàn)了混凝土結(jié)構(gòu)順筋開(kāi)裂、保護(hù)層脫落、鋼筋銹蝕的嚴(yán)重情況，縮短了結(jié)構(gòu)的使用壽命，甚至引起了必需大修或拆除重建的嚴(yán)重的后果。
根據(jù)規(guī)范要求，在硫酸鹽嚴(yán)重腐蝕環(huán)境中采用抗硫酸鹽硅酸鹽水泥配制混凝土。 但是抗力酸鹽水泥每噸造價(jià)達(dá)到800元/噸，而且均為小廠小窯生產(chǎn)，質(zhì)量不穩(wěn)定，隨著國(guó)家節(jié)能減排政策的落實(shí)，該水泥的供應(yīng)越來(lái)越難，滿足不了工期要求。而我們所研究的環(huán)境中不但有硫酸鹽強(qiáng)腐蝕作用，還有氯鹽強(qiáng)腐蝕作用，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，在氯鹽環(huán)境中又不宜采用抗硫酸鹽硅酸鹽水泥。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種抗凍抗腐蝕耐久性混凝土及其制備方法， 解決了上述問(wèn)題。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
—種抗凍抗腐蝕耐久性混凝土，按照重量份該混凝土由以下組分組成所述膠凝材料500，中砂700-715，碎石1050，水164，減水劑10. 56-18 ；
所述膠凝材料由M_56wt %水泥和44_46wt % A粉組成；
所述A粉由以下重量百分比的組分組成礦渣30-35%，沸石巖20-25%，粉煤灰 35-40 %，長(zhǎng)青石5-10 %，生石灰0-7 %。
所述膠凝材料由56wt %水泥和Mwt % A粉組成。
所述A粉由以下重量百分比的組分組成礦渣32. 5-35%，沸石巖20-22. 5%，粉煤灰；35%，長(zhǎng)青石5-10%，生石灰0-5%。
所述混凝土的水灰比0. 34，砂率0. 4。
所述碎石粒徑5-32. 5mm，連續(xù)級(jí)配，中砂的細(xì)度模數(shù)是2. 8。。
所述水泥為普通硅酸鹽P. 0 42. 5水泥。
所述減水劑為脂肪族減水劑與氨基磺酸系減水劑復(fù)合而成的減水劑。
所述的抗凍抗腐蝕耐久性混凝土的制備方法，包括有以下步驟
(1)按比例稱量A粉用各組分原材料，用超細(xì)磨進(jìn)行粉碎，混合均勻；
(2)按比例稱量混凝土用各組分原材料；
(3)在混凝土攪拌設(shè)備中依次將普通硅酸鹽水泥、A粉、中砂、碎石加入，攪拌2-3 分鐘，使其充分拌和均勻。
(4)邊攪拌邊將稱量好的水和減水劑緩慢加入到上述混合物中，繼續(xù)攪拌1-2分鐘，即得到本產(chǎn)品。
所述的A粉的比表面積為600-800m2/kg。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明用容易得到的材料(P. 042. 5水泥)配制一種抗硫酸鹽強(qiáng)腐蝕，抗氯鹽強(qiáng)腐蝕，抗凍融循環(huán)，抗干濕循環(huán)的高性能混凝土。由于其起到了抗硫酸水泥的作用，并且更適合在氯鹽和硫酸鹽共同作用環(huán)境下使用，因此，它提高了工程質(zhì)量，填補(bǔ)了空白。同時(shí)本發(fā)明降低水泥熟料的使用量，符合現(xiàn)今節(jié)能減排的政策。由于采用的普通水泥和A粉、減水劑均為比較便宜的材料，所以本制備方法有很明顯的降低成本的作用。
本制備方法與制備常規(guī)混凝土相同，不需特殊設(shè)備，不需特意延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，其成品施工性能也與一般混凝土無(wú)異，可以滿足泵送要求。由于該方法有效地改善了混凝土的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，混凝土的結(jié)構(gòu)致密，孔結(jié)構(gòu)形態(tài)良好，骨料周邊界面層密實(shí)，水化產(chǎn)物為低鈣型C-S-H凝膠，沒(méi)有定向結(jié)晶的Ca(OH)2晶體，整體結(jié)構(gòu)形貌良好，外界有害物資很難進(jìn)入混凝土內(nèi)部，極大地降低了硫酸鹽、氯鹽與混凝土內(nèi)的化學(xué)物發(fā)生反應(yīng)的概率。同時(shí)，水也很難進(jìn)入混凝土內(nèi)部，因此凍融和干濕循環(huán)等物理作用的破壞發(fā)生的概率也得到了極大地降低。
由于個(gè)組分選擇了合適摻配比例，本發(fā)明混凝土按照C40抗凍抗腐蝕設(shè)計(jì)，具體指標(biāo)如下
(1)、強(qiáng)度 47MPa;
0)、抗?jié)B>卩8;
(3)、28天膨脹值萬(wàn)分之1. 2 ；
(4)、按建筑物結(jié)構(gòu)40mm厚保護(hù)層計(jì)，抗碳化時(shí)間超過(guò)900年；
(5)、氯離子試驗(yàn)，混凝土試件56d齡期的電通量Q = 254C,電通量非常低；
(6)、水凍DF值90，鹽凍DF值75，抗凍性能良好；
(7)、抗侵蝕(硫酸鹽腐蝕)試驗(yàn)，在5%硫酸鈉溶液中膨脹率為0.008%。
具體實(shí)施方式
結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述如下。
實(shí)施例1
一種抗凍抗腐蝕耐久性混凝土，按照重量份(kg)該混凝土由以下組分組成普通硅酸鹽P. 0 42. 5水泥^0、A粉220，細(xì)度模數(shù)2. 8的中砂700，粒徑5_32. 5mm、連續(xù)級(jí)配的碎石1050，水164，減水劑10. 56 ；
所述A粉由以下重量份(kg)組分組成礦渣71. 5，沸石巖49. 5，粉煤灰77，長(zhǎng)青石11，生石灰11。
所述減水劑為脂肪族減水劑與氨基磺酸系減水劑復(fù)合而成的減水劑，為市購(gòu)濰坊大元實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn)品，其技術(shù)指標(biāo)如表1所示。
所述的抗凍抗腐蝕耐久性混凝土的制備方法，包括有以下步驟
(1)按比例稱量A粉用各組分原材料，用超細(xì)磨進(jìn)行粉碎，混合均勻，A粉的比表面積為 600m2/kg ；
(2)按比例稱量混凝土用各組分原材料；
(3)在混凝土攪拌設(shè)備中依次將普通硅酸鹽水泥、A粉、中砂、碎石加入，攪拌2-3 分鐘，使其充分拌和均勻。
(4)邊攪拌邊將稱量好的水和減水劑緩慢加入到上述混合物中，繼續(xù)攪拌1-2分鐘，即得到本產(chǎn)品。
表1減水劑具體技術(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種抗凍抗腐蝕耐久性混凝土，按照重量份該混凝土由以下組分組成所述膠凝材料 500，中砂 700-715，碎石 1050，水 164，減水劑 10. 56-18 ；所述膠凝材料由討_56襯％水泥和44-46wt% A粉組成；所述A粉由以下重量百分比的組分組成礦渣30-35 %，沸石巖20-25 %，粉煤灰 35-40 %，長(zhǎng)青石5-10 %，生石灰0-7 %。
2.如權(quán)利要求1所述的抗凍抗腐蝕耐久性混凝土，所述膠凝材料由56wt%水泥和 44wt%々粉組成。
3.如權(quán)利要求1所述的抗凍抗腐蝕耐久性混凝土，所述A粉由以下重量百分比的組分組成礦渣32. 5-35 %，沸石巖20-22. 5 %，粉煤灰；35 %，長(zhǎng)青石5_10 %，生石灰0_5 %。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的抗凍抗腐蝕耐久性混凝土，所述的A粉的比表面積為 600-800m2/kgo
5.如權(quán)利要求1至3之一所述的抗凍抗腐蝕耐久性混凝土，所述混凝土的水灰比 0. 34，砂率 0. 4。
6.如權(quán)利要求1至3之一所述的抗凍抗腐蝕耐久性混凝土，所述碎石粒徑5-32.5mm, 連續(xù)級(jí)配，中砂的細(xì)度模數(shù)是2. 8。
7.如權(quán)利要求1至3之一所述的抗凍抗腐蝕耐久性混凝土，所述水泥為普通硅酸鹽 P. 0 42. 5 水泥。
8.如權(quán)利要求1至3之一所述的抗凍抗腐蝕耐久性混凝土，所述減水劑為脂肪族減水劑與氨基磺酸系減水劑復(fù)合而成的減水劑。
9.如權(quán)利要求1至8之一所述的抗凍抗腐蝕耐久性混凝土的制備方法，包括有以下步驟(1)按比例稱量A粉用各組分原材料，用超細(xì)磨進(jìn)行粉碎，混合均勻；(2)按比例稱量混凝土用各組分原材料；(3)在混凝土攪拌設(shè)備中依次將普通硅酸鹽水泥、A粉、中砂、碎石加入，攪拌使其充分拌和均勻。(4)邊攪拌邊將稱量好的水和減水劑緩慢加入到上述混合物中，繼續(xù)攪拌，即得到本產(chǎn)
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種抗凍抗腐蝕耐久性混凝土，按照重量份該混凝土由以下組分組成所述膠凝材料材料500，中砂700-715，碎石1050，水164，減水劑10.56-18；所述膠凝材料由54-56wt％水泥和44-46wt％A粉組成；所述A粉由以下重量百分比的組分組成礦渣30-35％，沸石巖20-25％，粉煤灰35-40％，長(zhǎng)青石5-10％，生石灰0-7％。其制備方法，包括有以下步驟(1)按比例稱量A粉用各組分原材料，用超細(xì)磨進(jìn)行粉碎，混合均勻；(2)按比例稱量混凝土用各組分原材料；(3)在混凝土攪拌設(shè)備中依次將普通硅酸鹽水泥、A粉、中砂、碎石加入，攪拌2-3分鐘，使其充分拌和均勻。(4)邊攪拌邊將稱量好的水和減水劑緩慢加入到上述混合物中，繼續(xù)攪拌1-2分鐘，即得到本產(chǎn)品。本發(fā)明是一種抗硫酸鹽強(qiáng)腐蝕，抗氯鹽強(qiáng)腐蝕，抗凍融循環(huán)，抗干濕循環(huán)的高性能混凝土。
文檔編號(hào)C04B111/20GK102515646SQ201110419679
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者呂雄, 周杰剛, 張琨, 彭云濤, 明磊, 杜麗琴, 歐陽(yáng)旻, 王洪濤, 范勝利, 顧晴霞, 黃剛 申請(qǐng)人:中建三局建設(shè)工程股份有限公司