一种深邃排污用抗菌耐腐蚀混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种深邃排污用抗菌耐腐蚀混凝土及其制备方法，组成按重量份数计如下：水泥基原材料420

【技术实现步骤摘要】
一种深邃排污用抗菌耐腐蚀混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种深邃排污用抗菌耐腐蚀混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，城镇化进程得到迅猛的发展。与此同时，市区污水系统也面临着严峻的形势，对于当前城市高污水排放量的需求，前期建设的污水管网已不能达到要求，特别是一些城市的中心城区和老城区，存在污水量激增、合流制溢流污染、洪涝等突出问题，严重威胁着人民群众的生命财产以及人身安全问题，同时也制约着城市生态安全和可持续发展的瓶颈。
[0003]城市地下深层调蓄隧道中长时间经历污水冲刷，同时，管道内部会经历干湿循环环境交替作用，这些作用对混凝土抗菌以及耐久性提出了挑战，另外由于深层隧道埋深较大且地下空间狭窄，维修会耗费大量财力物力，因此制备一种深邃排污用抗菌耐腐蚀混凝土很有必要。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种深邃排污用抗菌耐腐蚀混凝土，该混凝土具备良好的抗微生物侵蚀性能，同时能抵抗干湿循坏交替带来的危害，用于城市地下深层排污隧道具有更高服役寿命。
[0005]为达到上述目的，采用技术方案如下：
[0006]一种深邃排污用抗菌耐腐蚀混凝土，其组成按重量份数计如下：
[0007]水泥基原材料420
‑
460份，石英砂720
‑
760份，石英石1000
‑
1200份，掺合料30
‑
45份，抗菌剂0.8
‑
1.6份，分散剂0.02
‑
0.08份，外加剂7
‑
10份，水150
‑
160份。
[0008]按上述方案，所述水泥基原材料为硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的混合，铝酸盐水泥占水泥基原材料的6wt％
‑
9wt％。
[0009]按上述方案，石英砂细度模数为2.6，二区中砂。
[0010]按上述方案，石英石为5
‑
16mm连续级配，压碎值≤6％，含泥量≤0.5％，针片状为0.6％。
[0011]按上述方案，所述掺合料为粉煤灰和聚四氟乙烯超细粉(PTFE)按质量比(6
‑
9):1的混合物，其中聚四氟乙烯超细粉(PTFE)粒径范围为0.5
‑
1.5um；粉煤灰为I级灰。
[0012]按上述方案，所述抗菌剂为碳酸铜和SiO2微粉按质量比1：(8
‑
12)的混合物。
[0013]按上述方案，所述分散剂为氧化石墨烯。
[0014]按上述方案，所述外加剂为聚羧酸减水剂。
[0015]上述深邃排污用抗菌耐腐蚀混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0016]水泥基原材料、掺合料、石英砂、石英石、抗菌剂混合均匀得到干混料；分散剂、外加剂在水中分散均匀制得混合液；向干混料中分批加入混合液搅拌混合均匀，制得抗菌耐
干湿循环混凝土。
[0017]相对于现有技术，本专利技术有益效果如下：
[0018]本专利技术采用铝酸盐水泥替代部分硅酸盐水泥作为水泥基材料，一方面能降低体系中CaO含量，可降低混凝土后期体系Ca
2+
含量，降低了细菌新陈代谢中含钙可溶性有机化合物的生长，可从一定程度提高混凝土的耐菌性，另一方面在体系中引入了含Al活性矿物，体系中会生成高结晶度钙铝硅酸盐，能有效抵抗硫酸盐侵蚀，削弱细菌腐蚀混凝土发生的必要条件。
[0019]聚四氟乙烯超细粉在物理性能上拥有较高的比表面积和极小的粒径，在混凝土体系中可形成聚四氟乙烯超细粉填充粉煤灰之间的孔隙，粉煤灰填充水泥之间的孔隙的“三元互补填充结构”，能与粉煤灰协同提升混凝土的密实度，降低各类孔径的数量，提升混凝土抗各类外界风险因素的能力。从化学角度分析而言，由于聚四氟乙烯超细粉分子结构中存在C
‑
F共价键，混凝土服役环境中发生的各种酸碱腐蚀、氧化、氯化等一系列反应通常不能给C
‑
F共价键带来破坏，C
‑
C共价键通常处于C
‑
F共价键的保护之中，其他原子很难触及C
‑
C键之间的电子云就会被F原子的电负性排斥开，因此聚四氟乙烯超细粉在混凝土之中具有超强的稳定性，能有效抵制混凝土中由硫酸盐侵蚀产生膨胀性物质带来混凝土的开裂，可有效抵抗干湿循环交替环境带来的混凝土损伤，使得混凝土内部结构更加致密，对地下深层隧道环境中细菌侵蚀和干湿循环交替等复杂服役环境有较好的适应性。
[0020]碳酸铜在混凝土碱性环境下会发生双水解反应生成氢氧化铜和碱式碳酸铜的混合物，铜离子可被菌类中萌发的孢子吸收，可起到阻止污水中细菌的生长的作用，提高混凝土耐微生物侵蚀的能力，二氧化硅微粉的加入可有效提高混凝土的抗渗透性和抗裂性，可与体系中的铜离子起到协同提升混凝土的耐菌性能。
[0021]本专利技术加入氧化石墨烯为分散剂可改善混凝土的微观结构，可有效分散体系中各类微细粉，防止团聚现象的发生，同时还可增加其流动性和致密性，提升混凝土的服役寿命，另外还可降低后期溶液中Ca
2+
的浓度，抑制污水中菌类的生长。
具体实施方式
[0022]以下实施例进一步阐释本专利技术的技术方案，但不作为对本专利技术保护范围的限制。
[0023]具体实施方式中提供了一种深邃排污用抗菌耐腐蚀混凝土，其组成按重量份数计如下：
[0024]水泥基原材料420
‑
460份，石英砂720
‑
760份，石英石1000
‑
1200份，掺合料30
‑
45份，抗菌剂0.8
‑
1.6份，分散剂0.02
‑
0.08份，外加剂7
‑
10份，水150
‑
160份。
[0025]具体实施例中，硅酸盐水泥采用的水泥为华新P.O42.5普通硅酸盐水泥，28d强度为52.7MPa。铝酸盐水泥采用郑州嘉耐特种水泥有限公司所产CA50级，比表面积为430m2/kg，Al2O3含量为52.24％，3d抗压强度为86MPa，硅酸盐水泥与铝酸盐水泥质量分数之比为92：8。
[0026]掺合料为粉煤灰和聚四氟乙烯超细粉(PTFE)按8:1质量分数确定，粉煤灰为土润鑫Ⅰ级粉煤灰，45μm方孔筛筛余为8.2％，活性指数为86％。聚四氟乙烯超细粉(PTFE)平均粒径为0.9um。
[0027]抗菌剂为碳酸铜和SiO2微粉按1:10比例混合。
[0028]分散剂为氧化石墨烯，含氧量为25％。
[0029]石英砂细度模数为2.6，二区中砂，石英石为5
‑
16mm连续级配，压碎值≤6％，含泥量≤0.5％，针片状为0.6％。
[0030]外加剂产自中建西部建设新材料科技有限公司，型号为PC
‑
12％，固含量为11.4％，混凝土减水率29％。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深邃排污用抗菌耐腐蚀混凝土，其特征在于组成按重量份数计如下：水泥基原材料420
‑
460份，石英砂720
‑
760份，石英石1000
‑
1200份，掺合料30
‑
45份，抗菌剂0.8
‑
1.6份，分散剂0.02
‑
0.08份，外加剂7
‑
10份，水150
‑
160份。2.如权利要求1所述深邃排污用抗菌耐腐蚀混凝土，其特征在于所述水泥基原材料为硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的混合，铝酸盐水泥占水泥基原材料的6wt％
‑
9wt％。3.如权利要求1所述深邃排污用抗菌耐腐蚀混凝土，其特征在于石英砂细度模数为2.6，二区中砂。4.如权利要求1所述深邃排污用抗菌耐腐蚀混凝土，其特征在于石英石为5
‑
16mm连续级配，压...

【专利技术属性】
技术研发人员：万世辉，赵日煦，王军，谯理格，陈晨，刘佳辉，郑伟豪，
申请(专利权)人：中建西部建设股份有限公司，
类型：发明
国别省市：