【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及建筑材料，具體為一種耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土及其制備方法。
技術介紹
1、隨著碼頭、橋梁、近海工程等的大量建設，海水對混凝土造成的不良影響也就顯現了出來，即混凝土的耐久性問題顯得非常重要；傳統的硅酸鹽水泥混凝土具有多孔結構，水和其他有害離子會通過孔隙滲入其內部，在海洋環境下往往表現出一定的局限性，特別是在面對海水中的鹽分、氣候、生物等多重復雜因素的腐蝕時，其性能往往難以滿足長期使用的需求；鐵鋁酸鹽水泥作為一種新型的水泥材料，以無水硫鋁酸鈣和鐵相為主要礦物，形成了快硬、膨脹、自應力等系列水泥，這種水泥在普通環境下表現出良好的性能，但在海洋環境下其耐腐蝕性仍有提升空間。
2、目前工程中通常采用調整水泥礦物比例的方法來提升鐵鋁酸鹽水泥混凝土的耐腐蝕性能，但是調整礦物配比需要對水泥生料配比和燒成制度等一系列參數進行調整，難度過大；也有通過摻用其他組分提高其耐腐蝕的方法，如膨脹劑、礦物摻合料以及減水劑等組分的復合，通過以上幾種物質的相互作用，提高混凝土密實度，進而提高混凝土抗侵蝕的能力；但這類組分只是以增加混凝土密實度的方式來減少氯離子的滲透；部分具有抑制氯離子滲透作用的耐腐蝕劑中的有效組分多為亞硝酸鹽，所以其適用范圍受到限制。
3、鋼渣是煉鋼過程中為了澄清鋼液，人為添加造渣劑后產生的一種固體廢棄物，其礦物組成成分與水泥熟料類似，在磨細后有一定的水化活性；硅氧烷類材料具有較小的分子結構，且水解縮聚后形成的硅氧大分子易與混凝土基材表面的硅羥基反應，從而起到密實混凝土結構的作用；本專利技術旨在通過內摻
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了解決上述現有技術中存在的問題，而提供一種耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土及其制備方法。該鐵鋁酸鹽水泥具有很高的力學強度、耐海水沖刷和耐侵蝕性，能夠大幅度提高混凝土的耐久性能。
2、本專利技術是通過如下技術方案實現的：
3、一種耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土包括以下重量份數的組分：70-90份鐵鋁酸鹽水泥、10-30份復合鋼渣微粉摻和料、230-280份碎石、180-210份石英砂、15-30份粉煤灰、5-8份聚羧酸鹽高效減水劑、2-5份外加劑、1-5份改性玄武巖纖維、2-10份含氟季銨鹽硅氧烷改性劑和40-50份去離子水。
4、復合鋼渣微粉摻和料的制備方法為：將鋼渣、礦渣和沸石按照質量比25:65:10進行混合，并加入適量去離子水，控制固含量40-45％，采用間歇式球磨機進行研磨，在40-60℃磨至中值粒徑≦5μm，加入羧甲基纖維素和活化劑，在室溫下攪拌15-30min，得到復合鋼渣微粉摻和料；活化劑為硫酸鈉、三異丙醇胺、硅膠粉的混合物，三者質量比為2:2:1。
5、進一步的，外加劑為2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、葡萄糖酸鈉、羥基乙叉二膦酸中的任意一種。
6、進一步的，改性玄武巖纖維的制備方法為：將10g玄武巖纖維、2g的kh560和30ml乙醇，超聲分散均勻，在60℃下反應3h，離心干燥后得到。
7、進一步的，含氟季銨鹽硅氧烷改性劑的制備方法為：
8、步驟(1)、氮氣氛圍下，向反應燒瓶中加入雙[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺和甲醇，攪拌均勻后，加入全氟己基乙烯，攪拌反應，反應結束后，減壓濃縮，干燥后得到含氟硅氧烷單體。
9、步驟(2)、氮氣氛圍下，向反應燒瓶中加入含氟硅氧烷單體和n,n-二甲基甲酰胺，攪拌均勻后，加入3-溴丙烯，在80-100℃下反應16-24h，冷卻室室溫，過濾，去離子水洗滌，干燥后得到烯基含氟硅氧烷單體。
10、步驟(3)、氮氣氛圍下，向反應燒瓶中加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸、烯基含氟硅氧烷單體和去離子水，攪拌均勻后，將過硫酸鉀溶于去離子水中，配置成質量分數為30-40％的引發劑溶液，并以2-3.5ml/min的速度滴加，滴加結束后，在70-85℃反應1-3h，降溫至35-45℃，加入碳酸氫鈉水溶液調節ph至中性，得到含氟季銨鹽硅氧烷改性劑。
11、進一步的，步驟(1)中雙[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺、全氟己基乙烯的摩爾比例關系為1:1.05-1.2。
12、進一步的，步驟(1)中反應溫度為45-60℃，反應時間為5-12h。
13、進一步的，步驟(2)中含氟硅氧烷單體、3-溴丙烯的摩爾比例關系為1:1.1-1.4。
14、進一步的，步驟(3)中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸、烯基含氟硅氧烷單體、過硫酸鉀的質量比例關系為100:10-20:8-15:3-12:4-8。
15、進一步的，耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土的制備方法為：將鐵鋁酸鹽水泥、復合鋼渣微粉摻和料、碎石、石英砂、粉煤灰倒入混凝土攪拌機中干拌50-80s，混合均勻后，加入外加劑、聚羧酸減水劑和去離子水，混合攪拌5-10min，接著加入改性玄武巖纖維和含氟季銨鹽硅氧烷改性劑，攪拌10-20min，混合均勻后注入模具中，振實20-40s，用抹刀抹平，靜置16-24h脫模，置于蒸汽養護箱進行蒸汽養護，得到耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土。
16、進一步的，蒸汽養護過程為先在室溫下靜養5-8h，接著在50-65℃恒溫養護12-16h，最后自然養護7-10天。
17、與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下：
18、本專利技術以雙[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺、全氟己基乙烯、3-溴丙烯為原料，通過加成、季銨化反應得到烯基含氟硅氧烷單體，并與丙烯酸類單體聚合，得到含氟季銨鹽硅氧烷改性劑，接著與鐵鋁酸鹽水泥、復合鋼渣微粉和改性玄武巖纖維等復配，得到耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土。
19、(1)含氟季銨鹽硅氧烷改性劑中含有疏水性能好的有機氟和有機硅，可以在混凝土表面形成防水層，以物理阻隔的方式阻止侵蝕因子的進入；季銨鹽陽離子的正電荷可以與混凝土中的自由氯離子發生吸附作用，形成穩定的化合物，減少了混凝土中自由氯離子的數量，從而降低了氯離子對混凝土的腐蝕風險；硅氧烷中的烷氧基在水解為羥基后可與混凝土基材表面的硅羥基基團發生縮合反應，形成四面體結構的si-o-si共價鍵，從而交聯成致密硬化體的微觀結構；含氟季銨鹽硅氧烷改性劑表面有較為豐富的硅氧鍵官能團，與鐵鋁酸鹽水泥基材料結合后會將水化產物緊密交聯在一起，形成致密的網格結構，提高水化產物之間的結合強度，有效填充混凝土材料中的孔隙和裂紋，從而提高混凝土的力學性能以及耐久性能。
20、(2)復合鋼渣微粉摻和料顆粒細小、表面光滑、分散度高，有利于提高新拌混凝土的流動性而且能充分填充，硬化混凝土的孔隙和毛細孔通道、密實混凝土，可以與水泥水化產生的ca(oh)2發生二次反應，填充孔隙并堵塞貫通的毛細孔通道，使水泥粉煤灰漿體的孔徑細化、孔隙曲折度增加本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土，其特征在于，所述鐵鋁酸鹽水泥混凝土包括以下重量份數的組分：70-90份鐵鋁酸鹽水泥、10-30份復合鋼渣微粉摻和料、230-280份碎石、180-210份石英砂、15-30份粉煤灰、5-8份聚羧酸鹽高效減水劑、2-5份外加劑、1-5份改性玄武巖纖維、2-10份含氟季銨鹽硅氧烷改性劑和40-50份去離子水；
2.根據權利要求1所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土及其制備方法，其特征在于，所述外加劑為2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、葡萄糖酸鈉、羥基乙叉二膦酸中的任意一種。
3.根據權利要求1所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土，其特征在于，所述改性玄武巖纖維的制備方法為：將10g玄武巖纖維、2g的KH560和30mL乙醇，超聲分散均勻，在60℃下反應3h，離心干燥后得到。
4.根據權利要求1所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土，其特征在于，所述含氟季銨鹽硅氧烷改性劑的制備方法為：
5.根據權利要求4所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土，其特征在于，所述步驟(1)中雙[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺、全
6.根據權利要求4所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土，其特征在于，所述步驟(1)中反應溫度為45-60℃，反應時間為5-12h。
7.根據權利要求4所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土及其制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中含氟硅氧烷單體、3-溴丙烯的摩爾比例關系為1:1.1-1.4。
8.根據權利要求4所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土，其特征在于，所述步驟(3)中甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸、烯基含氟硅氧烷單體、過硫酸鉀的質量比例關系為100:10-20:8-15:3-12:4-8。
9.一種如權利要求1-8任一項所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：將鐵鋁酸鹽水泥、復合鋼渣微粉摻和料、碎石、石英砂、粉煤灰倒入混凝土攪拌機中干拌50-80s，混合均勻后，加入外加劑、聚羧酸減水劑和去離子水，混合攪拌5-10min，接著加入改性玄武巖纖維和含氟季銨鹽硅氧烷改性劑，攪拌10-20min，混合均勻后注入模具中，振實20-40s，用抹刀抹平，靜置16-24h脫模，置于蒸汽養護箱進行蒸汽養護，得到耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土。
10.根據權利要求9所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土的制備方法，其特征在于，所述蒸汽養護過程為先在室溫下靜養5-8h，接著在50-65℃恒溫養護12-16h，最后自然養護7-10天。
...【技術特征摘要】
1.一種耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土，其特征在于，所述鐵鋁酸鹽水泥混凝土包括以下重量份數的組分：70-90份鐵鋁酸鹽水泥、10-30份復合鋼渣微粉摻和料、230-280份碎石、180-210份石英砂、15-30份粉煤灰、5-8份聚羧酸鹽高效減水劑、2-5份外加劑、1-5份改性玄武巖纖維、2-10份含氟季銨鹽硅氧烷改性劑和40-50份去離子水；
2.根據權利要求1所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土及其制備方法，其特征在于，所述外加劑為2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、葡萄糖酸鈉、羥基乙叉二膦酸中的任意一種。
3.根據權利要求1所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土，其特征在于，所述改性玄武巖纖維的制備方法為：將10g玄武巖纖維、2g的kh560和30ml乙醇，超聲分散均勻，在60℃下反應3h，離心干燥后得到。
4.根據權利要求1所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土，其特征在于，所述含氟季銨鹽硅氧烷改性劑的制備方法為：
5.根據權利要求4所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土，其特征在于，所述步驟(1)中雙[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺、全氟己基乙烯的摩爾比例關系為1:1.05-1.2。
6.根據權利要求4所述的耐海水侵蝕鐵鋁酸鹽水泥混凝土，其特征在于，所述步驟(1)中反應...
【專利技術屬性】
技術研發人員：齊冬有，汪智勇，陳文杰，劉立，王敬宇，李長成，
申請(專利權)人：建筑材料工業技術監督研究中心，
類型：發明
國別省市：
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