一种抗硫酸盐侵蚀砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗硫酸盐侵蚀砂浆及其制备方法，涉及建筑工程材料领域。所述砂浆由高抗硫酸盐水泥，火山灰，矿粉，微硅粉，石膏，无水硫铝酸钙，中砂，引气剂，减水剂和水组成；制备方法包括称量、一次搅拌、二次搅拌、三次搅拌和人工搅拌。本发明专利技术的砂浆原材料简单易得，制备方法简便，按配合比进行制备出浆体流动性好，粘聚性好、抗冻和抗硫酸盐侵蚀能力强，体积不收缩，适用于盐碱地区中富含SO4‑

【技术实现步骤摘要】
一种抗硫酸盐侵蚀砂浆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑工程材料领域，具体涉及到一种抗硫酸盐侵蚀砂浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]在我国新疆地区存在大片盐碱区域，在一些水利工程施工过程中使用的量最大的基础材料就是混凝土，而盐碱区域的水中含有大量硫酸盐，硫酸侵蚀混凝土的机理是硫酸盐随水渗入混凝土结构中析晶成长或主要矿物在一定条件下与水泥结石体发生化学反应，对硬化后的水泥结石造成侵蚀，且生成的硫酸复盐沉积在混凝土孔隙及毛细管中，并产生显著的内应力，造成混凝土开裂。硫酸盐由外界渗入到混凝土结构使混凝土性能逐渐劣化是一个复杂的物理化学过程，这个过程受较多因素影响，主要包括内因和外因，其中内因是混凝土的水灰比、孔隙率、水泥品种和用量、骨料品种及外加剂，外因是混凝土所产处的硫酸盐侵蚀环境特点，如阳离子型、SO42‑
浓度、温度以及侵蚀溶液的pH值等。内因通过影响混凝土的密实度、水化铝酸钙和氢氧化钙含量来影响硫酸盐侵蚀；而外因主要是通过影响硫酸盐反应的发生条件和机理影响混凝土的劣化速度。
[0003]综上，现有研究都集中在开发抗硫酸盐侵蚀的混凝土上，但是砂浆作为建筑工程中重要的材料，用于基础和墙体砌筑、室内外抹灰，开发具有抗硫酸盐的砂浆用于盐碱区域也是很重要的。经检索，现有技术对砂浆的抗硫酸盐侵蚀能力方面的研究很少。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种抗硫酸盐侵蚀砂浆及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种抗硫酸盐侵蚀砂浆，它包括以下重量份的原料：
[0006][0007]作为优选方案，它包括以下重量份的原料：
[0008][0009][0010]进一步地，所述高抗硫酸盐水泥为P.HSR42.5，硅酸三钙质量小于48％，铝酸三钙质量小于2％，烧失量不大于3％，比表面积不小于280
㎡
/kg且不大于350m2/kg。
[0011]进一步地，所述火山灰的烧失量小于3％，三氧化硫小于1.5％，需水量比小于105％。
[0012]进一步地，所述矿粉为超细矿粉，烧失量小于1％，比表面积不小于12000
㎡
/kg，三氧化硫小于2％。
[0013]进一步地，所述微硅粉的二氧化硅含量不小于90％，烧失量小于3.5％，比表面积不小于15000
㎡
/kg，需水量比小于125％。
[0014]进一步地，所述无水硫铝酸钙的比表面积大于180
㎡
/kg。
[0015]进一步地，所述中砂采用最大粒径小于1mm天然砂，0.5mm～1mm质量分数不少于65％，含泥量不大于1％。
[0016]进一步地，所述引气剂减水率不小于6％，泌水率比不大于50％，含气量大于3.0％且小于5％；所述减水剂采用高性能减水剂，减水率不小于25％，泌水率比不大于60％。
[0017]所述引气剂优选为烷基苯磺酸盐类引气剂；所述减水剂优选为为聚羧酸系减水剂。
[0018]上述的一种抗硫酸盐侵蚀砂浆的制备方法，它包括以下步骤：
[0019]S1.称量：按配方比例称取各原料，备用；
[0020]S2.一次搅拌：将水、减水剂、引气剂倒入搅拌锅中，开启搅拌锅并控制速度为150r/min
±
5r/min搅拌25～35s；
[0021]S3.二次搅拌；将水泥、火山灰、矿粉、微硅粉、石膏和无水硫铝酸钙倒入搅拌锅中，先在搅拌速度为150r/min
±
5r/min的条件下搅拌25～35s，再以300r/min
±
10r/min的搅拌速度搅拌25～35s，直至浆体均匀，无明显气泡溢出停止；
[0022]S4.三次搅拌：最后加入中砂，在搅拌速度300r/min
±
10r/min的条件下搅拌25～35s；
[0023]S5.人工搅拌：将三次搅拌后的混合料人工搅拌10～25s，即为抗硫酸盐侵蚀砂浆。
[0024]本专利技术组份中高抗硫酸盐水泥是砂浆强度增长的基础保障，同时也是从原材料中减少化学反应所需的材料；火山灰能降低砂浆中氧化钙含量，同时降低钙矾石的产生，掺入火山灰能够降低水泥用量，增强砂浆后期强度增长，提升砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能；超细矿粉的细度比火山灰更小，能够有效填充砂浆中孔隙，矿粉能够降低水泥掺量，减少水化热，增强砂浆的流动性；微硅粉细度极小，能够有效填充砂浆中的细部孔隙，同时提升砂浆的流动性，增强砂浆后期强度增长；无水硫铝酸钙是自身含有硫酸钙，在硫酸盐进入后有效减少化学反应，同时无水硫铝酸钙自身具有一定体积膨胀性，在砂浆中能产生适度的体积膨胀，抵消砂浆的干缩、化学减缩产生的拉应力，补偿体积收缩，同时钙矾石结晶体不断生长，填充砂浆胶体结合处的毛细孔隙，改善砂浆内部孔结构，提高砂浆的密实度，使外界的介质不易侵蚀到内部，提高砂浆的抗渗性能；石膏能够增加砂浆中硫酸钙含量，在硫酸盐侵蚀过程
中抑制化学反应，增强砂浆整体抗侵蚀性能；优质中砂是砂浆的骨架结构，能够有效将各种胶凝材料吸附于沙颗粒表面，形成整体，是砂浆抗压强度的基础保障；引气剂：砂浆在拌合过程中大量气泡进入，普通砂浆拌合物含气量在6％～10％之间，大量大气泡在砂浆表面形成通孔，造成侵蚀破坏，而掺入优质引气剂，能够将砂浆中大的气泡引出，同时引入细小气泡，能够降低砂浆中含气量，提升砂浆的密实度，减少硫酸盐进入孔隙发生化学反映破坏；减水剂是降低砂浆水胶比，减少用水量，提升砂浆流动性。
[0025]本专利技术的作用机理：
[0026]微硅粉中SiO2与高抗硫酸盐水泥水化(水泥水化化学过程如下：2Ca3SiO5+6H2O
→
Ca3Si2O7·
3H2O+3Ca(OH)2、2Ca2SiO4+4H2O
→
Ca3SiO2O7·
3H2O+Ca(OH)2)后产生的Ca(OH)2发生化学反应：Ca(OH)2+SiO2→
CaSiO3+H2O，生成的CaSiO3性能稳定，同时降低砂浆中Ca(OH)2含量，减少SO4‑
与之发生化学反应的机会，与石膏共同抑制膨胀CaSO4产生；高抗硫酸盐水泥水化后产生的Ca(OH)2与环境中SO4‑
发生化学反应：Ca(OH)2+SO4‑
＝CaSO4+2OH
‑
，采用石膏增加砂浆中CaSO4含量，降低化学反应速度，保持化学平衡；通过掺合料微硅粉生成稳定的硅酸钙和掺入适量石膏提高砂浆中CaSO4含量，能够有效抑制环境中硫酸盐侵蚀破坏。
[0027]本专利技术具有以下优点：
[0028](1)本专利技术公开了一种抗硫酸盐侵蚀的砂浆，通过原料的合理配伍得到一种适用于盐碱区域的砂浆，微硅粉中的SiO2与高抗硫酸盐水泥水化生成性能稳定的CaSiO3，降低了砂浆中Ca(OH)2含量，减少SO4‑
与之发生化学机会，与砂浆中的石膏抑制膨胀CaSO4产生；石膏也可以增加砂浆中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗硫酸盐侵蚀砂浆，其特征在于，它包括以下重量份的原料：高抗硫酸盐水泥：300～400；火山灰：50～70；矿粉：30～50；微硅粉：30～60；石膏：40～60；无水硫铝酸钙：20～50；中砂：1250～1350；引气剂：0.4～0.6；减水剂：8～11；水：165～185。2.根据权利要求1所述的一种抗硫酸盐侵蚀砂浆，其特征在于，它包括以下重量份的原料：高抗硫酸盐水泥：335；火山灰：60；矿粉：38；微硅粉：45；石膏：48；无水硫铝酸钙：36；中砂：1335；引气剂：0.5；减水剂：9.5；水：175。3.根据权利要求1或2所述的一种抗硫酸盐侵蚀砂浆，其特征在于，所述高抗硫酸盐水泥为P.HSR42.5，硅酸三钙质量小于48%，铝酸三钙质量小于2%，烧失量不大于3%，比表面积不小于280
㎡
/kg且不大于350 m
²
/kg。4.根据权利要求1或2所述的一种抗硫酸盐侵蚀砂浆，其特征在于，所述火山灰的烧失量小于3%，三氧化硫小于1.5%，需水量比小于105%。5.根据权利要求1或2所述的一种抗硫酸盐侵蚀砂浆，其特征在于，所述矿粉为超细矿粉，烧失量小于1%，比表面积不小于12000
㎡
/kg，三氧化硫小于2%。6.根据权利要求1或2所述的一种抗硫酸盐侵蚀砂浆，其特征在于，所述微硅粉的二氧化硅含量不小于90%，烧失量小于3.5%，比表面积不小于15000
㎡
/kg，需水量比小于125%。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄礼维，王晓堂，王战胜，李学荣，谭小军，何升泽，袁平，王小祥，闫粉霞，
申请(专利权)人：中国水利水电第五工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：