【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于混凝土外加劑，具體涉及一種海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、隨著“建設(shè)海洋強國”的戰(zhàn)略目標的進一步深入，連接我國沿海經(jīng)濟區(qū)的一大批跨海大橋、跨海隧道、離岸深水港等基礎(chǔ)工程建設(shè)項目日益增多，對于海水環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，氯離子和海水中的其他成分在濃度梯度作用下以擴散方式逐漸浸入到混凝土中，與其中的膠凝材料發(fā)生反應，造成混凝土的侵蝕，結(jié)構(gòu)過早破壞的現(xiàn)象非常嚴重。目前海工混凝土在海洋環(huán)境中面臨的鹽類侵蝕主要有氯離子、硫酸根離子和鎂離子侵蝕。海水中含有大量的氯離子（cl-），這些氯離子通過擴散、滲透等作用穿過混凝土的孔隙與裂縫，聚集在鋼筋表面，當鋼筋表面的氯離子濃度達到一定值時，cl-會與c3a?反應生成?friedel’s鹽，降低混凝土內(nèi)部酸堿度，破壞鋼筋鈍化膜，造成鋼筋銹蝕，進而使混凝土結(jié)構(gòu)開裂破壞。硫酸根離子與混凝土中的水化產(chǎn)物反應生成膨脹性產(chǎn)物，如石膏（caso4·2h2o）和鈣礬石（aft）等，這些膨脹性產(chǎn)物的生成會導致混凝土體積膨脹、開裂，嚴重時甚至會導致混凝土剝落和結(jié)構(gòu)破壞。海水中還含有大量的鎂離子（mg2+），這些鎂離子與混凝土中的氫氧根離子（oh-）反應，生成氫氧化鎂，氫氧化鎂是一種白色松軟的不定性物質(zhì)，容易在混凝土內(nèi)部形成膨脹性產(chǎn)物，導致混凝土結(jié)構(gòu)破壞，從而影響混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)和力學性能，降低混凝土的密實性和強度。
2、目前，抑制海工混凝土鹽類侵蝕破壞的措施主要是兩個方面：一是提高混凝土的密實度，從而阻礙外界環(huán)境中氯離子、硫酸根離子、鎂離子等多種鹽類離子滲透進入混凝土內(nèi)
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供了一種海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，他通過多種原料共同作用，一方面從提高混凝土致密度的角度，多種原料摻合使用，可顯著提高混凝土的工作性能及混凝土的內(nèi)部密實度；另一方面還從物理化學反應的角度添加部分抑制劑材料，可以減少侵蝕反應的發(fā)生，從而提高了海工混凝土抵抗氯離子、硫酸根離子等海水中鹽類有害離子進入混凝土內(nèi)部的能力，減少對海工混凝土試件的破壞，使海工混凝土具有較高的早期、后期強度和優(yōu)良的耐久性能。
2、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案為：
3、一種海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，它是由以下重量份的原料組成：抗蝕劑40-60份、防滲劑20-30份、礦物微粉60-80份、填料0.5-1份、抗蝕助劑1-3份、減水劑0.3-0.5份。
4、優(yōu)選的，所述抗蝕劑為改性聚丙烯纖維與納米有機蒙脫土按照1：1的質(zhì)量比組成。
5、優(yōu)選的，所述改性聚丙烯纖維是采用下述方法制備得到的：將20g聚丙烯纖維放入200ml質(zhì)量分數(shù)4%的naoh溶液中浸泡4h后取出，用去離子水洗凈表面，再將其放入苯丙乳液（乳液:?水=1:1）中攪拌浸泡30min，撈出后于80℃下烘干即得；所述聚丙烯纖維長度為3-5mm。
6、優(yōu)選的，所述防滲劑為硅酸鹽水泥或硅藻土中的一種。
7、優(yōu)選的，所述礦物微粉為鋇渣和磷渣按照1：2的質(zhì)量比組成；所述鋇渣中可溶性鋇離子含量不低于5%。
8、優(yōu)選的，所述填料為納米二氧化硅與改性生物炭按照1：1的質(zhì)量比組成；所述納米二氧化硅粒徑為20-60nm。
9、優(yōu)選的，所述改性生物炭是采用下述方法制備得到的：
10、（1）將高溫煅燒制備的植物秸稈生物炭加入到60℃的naoh溶液中，攪拌反應2h，過濾，洗滌至中性干燥得的預處理生物炭，備用；所述植物秸稈生物炭與naoh溶液固液比為1g:10ml，所述naoh溶液濃度為5mol/l；
11、（2）稱取10g?cao粉末，加入到500ml去離子水中磁力攪拌反應6-8h得到懸浮液，然后向其中緩慢滴加50ml?1?mol/l的磷酸溶液，同時用naoh調(diào)整溶液的ph保持在10.0，滴加完成后繼續(xù)反應2h，然后過濾并洗滌至中性，80℃干燥20h，得到納米羥基磷灰石；
12、（3）將預處理生物炭浸泡在質(zhì)量分數(shù)為5%的納米羥基磷灰石懸浮液中，磁力攪拌下浸泡2-3h，然后過濾并洗滌至中性，干燥后得到改性生物炭；所述預處理生物炭與納米羥基磷灰石懸浮液的固液比為1g:10ml。
13、優(yōu)選的，所述抗蝕助劑為十二烷基聚氧乙烯醚磺酸鈉和二甲基乙酰胺按照0.6-0.8：1的質(zhì)量比組成。
14、優(yōu)選的，所述減水劑為密胺減水劑、萘系減水劑中的一種。
15、本專利技術(shù)還提供了一種上述的海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑的制備方法，它包括以下步驟：
16、s1：將鋇渣和磷渣按照1：2的質(zhì)量比混合均勻后加入球磨機中，設(shè)定球磨機轉(zhuǎn)速為300r/min，球磨30min得到礦物微粉；
17、s2：將抗蝕劑、防滲劑、填料、抗蝕助劑、減水劑按照質(zhì)量配比與礦物微粉混合均勻即得。
18、本專利技術(shù)所制備的海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑的設(shè)計摻量為混凝土砂漿質(zhì)量的3-5%。
19、鋇渣是鋇鹽生產(chǎn)中的殘余固體，是工業(yè)廢渣。隨著我國化工業(yè)的發(fā)展，鋇渣的產(chǎn)生量逐年增加，累計堆積量已超千萬噸。由于鋇渣可重復利用率低、重復利用成本高，現(xiàn)在鋇渣的處理主要采取堆存的方式。這不僅占用大量土地，還污染了當?shù)丨h(huán)境。而且隨著雨水沖刷，ba2+易滲透到地下水，使得地下水中ba2+含量超標，對生物直接產(chǎn)生不良影響。大量的鋇渣堆積不僅造成了資源的浪費，而且長時間的日曬雨淋造成了渣堆發(fā)生復雜的物理、化學反應，產(chǎn)生二氧化硫、硫化氫等有害氣體，對大氣、土壤、水資源等造成了嚴重的污染。磷渣是以磷礦石、硅石、焦炭為原料，采用電爐法生產(chǎn)黃磷時在1400-1600℃高溫下形成熔融物，再經(jīng)水淬急冷而得的產(chǎn)物，其礦渣主要礦物是硅灰石、槍晶石、硅鈣石等為主，主要化學成分cao和sio2，還含有少量的al2o3，fe2o3，mgo，p2o5等，具有較高的潛在活性。本專利技術(shù)將鋇渣與磷渣復配組成礦物微粉，其中的鋇渣中溶出的可溶性ba2+可以與海水中的so42-形成不溶物baso4，不溶物可以填充在混凝土材料的微小空隙中，有效降低了混凝土材料的孔隙率同時也填充了有害離子的侵入通道，降低其他鹽類離子的侵蝕性；同時礦物微粉中的磷渣和鋇渣均含有一定的堿性，在十二烷基聚氧乙烯醚磺酸鈉和二甲基乙酰胺組成的抗蝕助劑協(xié)同作用下，為混凝土提供了適宜的堿性環(huán)境，而混凝土材料中孔溶液堿度是影響硫酸鹽侵蝕產(chǎn)物生成的一個重要因素，其堿性組分將逐漸釋放進入混凝土孔隙溶液中，堿性的孔溶液環(huán)境將從根本上抑制鈣礬石等混凝土硫酸鹽侵蝕產(chǎn)物的生成，從而降低了混凝土受硫酸鹽侵蝕的風險。
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【技術(shù)保護點】
1.一種海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，其特種在于，它是由以下重量份的原料組成：抗蝕劑40-60份、防滲劑20-30份、礦物微粉60-80份、填料0.5-1份、抗蝕助劑1-3份、減水劑0.3-0.5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，其特征在于，所述抗蝕劑為改性聚丙烯纖維與納米有機蒙脫土按照1：1的質(zhì)量比組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，其特征在于，所述改性聚丙烯纖維是采用下述方法制備得到的：將20g聚丙烯纖維放入200ml質(zhì)量分數(shù)4%的NaOH溶液中浸泡4h后取出，用去離子水洗凈表面，再將其放入苯丙乳液（乳液:?水=1:1）中攪拌浸泡30min，撈出后于80℃下烘干即得；所述聚丙烯纖維長度為3-5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，其特征在于，所述防滲劑為硅酸鹽水泥或硅藻土中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，其特征在于，所述礦物微粉為鋇渣和磷渣按照1：2的質(zhì)量比組成；所述鋇渣中可溶性鋇離子含量不低于5%。
6.根據(jù)
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，其特征在于，所述改性生物炭是采用下述方法制備得到的：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，其特征在于，所述抗蝕助劑為十二烷基聚氧乙烯醚磺酸鈉和二甲基乙酰胺按照0.6-0.8：1的質(zhì)量比組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，其特征在于，所述減水劑為密胺減水劑、萘系減水劑中的一種。
10.一種權(quán)利要求1-9中任一項所述的海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，其特種在于，它是由以下重量份的原料組成：抗蝕劑40-60份、防滲劑20-30份、礦物微粉60-80份、填料0.5-1份、抗蝕助劑1-3份、減水劑0.3-0.5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，其特征在于，所述抗蝕劑為改性聚丙烯纖維與納米有機蒙脫土按照1：1的質(zhì)量比組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，其特征在于，所述改性聚丙烯纖維是采用下述方法制備得到的：將20g聚丙烯纖維放入200ml質(zhì)量分數(shù)4%的naoh溶液中浸泡4h后取出，用去離子水洗凈表面，再將其放入苯丙乳液（乳液:?水=1:1）中攪拌浸泡30min，撈出后于80℃下烘干即得；所述聚丙烯纖維長度為3-5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海工混凝土用抗鹽類侵蝕外加劑，其特征在于，所述防滲劑為硅酸鹽水泥或硅藻土中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王忠勇，張啟龍，宮建，肖維錄，簡平凡，張廣，王飛，
申請(專利權(quán))人：日照海工研新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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