一种抗腐蚀混凝土及其制备方法技术

本申请公开了一种抗腐蚀混凝土及其制备方法，包括以下重量份的组分：60

【技术实现步骤摘要】
一种抗腐蚀混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及混凝土领域，尤其是涉及一种抗腐蚀混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料、颗粒状集料（也称为骨料）、水以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其在护岸工程、大坝建造等大型水利工程中被广泛应用。
[0003]在海岸工程的建设中，由于混凝土常年与海水接触，混凝土面临着严重的氯离子腐蚀问题。混凝土在氯离子侵蚀作用下会导致钢筋锈蚀膨胀，不仅影响混凝土与钢筋之间的黏结性能，钢筋的锈胀会导致钢筋混凝土有效承载面积减小，在荷载作用下加速混凝土劣化进程，致使裂缝提前出现， 最终导致混凝土剥落，造成结构功能失效。
[0004]市面上多采用掺入亚硝酸盐类阻锈剂来减少氯离子对混凝土的腐蚀，但亚硝酸盐类阻锈剂属于氧化性缓蚀剂，只有在混凝土中的含量足够时才有抗腐蚀的效果，但由于混凝土中的阻锈剂会与其他物质反应导致含量下降，而一旦含量不足反而会加剧钢筋的腐蚀，进而造成混凝土机械强度的下降，因此依然无法长久的抵抗海水的腐蚀，降低了海岸工程中混凝土的寿命。

技术实现思路

[0005]为了改善混凝土能够长久的抵抗海水的腐蚀问题，本申请的第一个目的在于提供一种抗腐蚀混凝土。
[0006]本专利技术的第二个目的在于提供一种抗腐蚀混凝土的制备方法，其具有制作方法简单，易于操作的优点。
[0007]为实现上述的第一个目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种抗腐蚀混凝土，包括以下重量份的组分：60
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80份水泥、800
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960份再生骨料、50
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60份甘蔗废渣、100
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245份粉煤灰、20
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25份抗腐蚀剂、80
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110份水；所述抗腐蚀剂包括如下重量份的组分：8
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12份改性氧化石墨烯、6
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10份碳化硅和2
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4份甲基丙烯酸丁酯；所述抗腐蚀混凝土通入火力发电的废气进行矿化养护。
[0008]通过采用上述技术方案，由于抗腐蚀混凝土中采用了水泥、再生骨料、粉煤灰和水，未添加氯离子含量较高的海砂，混凝土内的氯离子含量不高，能够减少混凝土内部氯离子对混凝土的腐蚀。由于添加了粉煤灰，粉煤灰中的化学成分含有活性SiO2和Al2O3，在潮湿的环境中与氢氧化钾等碱性物质发生化学反应生成水化硅酸钾、水化铝酸钾等胶凝物质，对混凝土起到增强作用和堵塞混凝土中的毛细组织，提高了混凝土的抗腐蚀能力。再生骨料为从废弃混凝土中回收重新加工而成的骨料，不仅减少了由于天然砂石过度采掘导致的环境问题，同时回收利用了废弃的建筑废料降低了有限自然资源的消耗；且再生骨料表面
附着有大量的砂浆，砂浆中的氢氧化钙和水化硅酸钙凝胶可以吸收环境中的CO2形成稳定性较好的无机碳酸盐，填充了浆体的空隙，使混凝土的微观结构更为致密，同时降低了环境中CO2的浓度，实现了碳固定。
[0009]除水泥、再生骨料等基础的材料以外，还加入了甘蔗废渣和由改性氧化石墨烯、碳化硅、甲基丙烯酸丁酯组成的抗腐蚀剂。由于甘蔗废渣是工业制蔗糖留下的废渣，废渣会占用大量的用地，且废渣通常会采用焚烧处理，产生大量的有害气体污染环境。将其用于混凝土的制造，能够解决甘蔗废渣的处理问题，且甘蔗废渣中的主要成分为纤维素和半纤维素，能够填补再生骨料的孔隙，阻碍混凝土内部裂纹的扩展，提高混凝土的抗裂性、韧性，改善混凝土的透水性，以此减少海水对混凝土的腐蚀作用。甘蔗废渣中还存在蔗糖、葡萄糖等糖类及其衍生物，这类糖类物质能够促进C3S的水解，但是抑制了C3S初期的水化，而C3S对水泥具有增溶的作用，因此使得混凝土初期水化产物的生长更为均匀，并且产生了针棒状的Aft以填补再生骨料和水泥搅拌时产生的缝隙，使水化产物的结构更为致密，从而能提高了混凝土的抗压强度和抗腐蚀性。
[0010]加入的抗腐蚀剂中的改性氧化石墨烯具有小尺寸效应和二位片层结构，可以填充到混凝土的孔隙中，减少了离子腐蚀介质浸入金属基体，增强了混凝土层的物理隔绝作用，增强了混凝土的抗腐蚀性；同时改性氧化石墨烯的表面效应导致氧化石墨烯的防水效果很好，能够减少海水的渗入混凝土内部，进一步减少了海水的腐蚀；改性氧化石墨烯具有很强的极性，能够吸附碳化硅的同时吸附在混凝土中，因此在海浪冲击时，碳化硅和氧化石墨烯能够稳定的存在于混凝土内，提供了更稳定的机械强度。抗腐蚀剂中的碳化硅具有较高的强度和较好的稳定性，能够增强混凝土的强度和稳定性，减少海水的渗入混凝土内部，进一步减少了海水的腐蚀；且碳化硅吸附到改性氧化石墨烯表面增加了氧化石墨烯的水接触角，提高了改性氧化石墨烯的疏水性能。抗腐蚀剂中的甲基丙烯酸丁酯具有较好的粘性与韧性，能够提高抗腐蚀剂对混凝土孔隙的填充效率，减少了由于再生骨料孔隙较大从而导致的混凝土机械强度下降，且甲基丙烯酸丁酯能够发生自聚反应形成高聚物，联结碳化硅和改性氧化石墨烯形成三维网状结构，在减少了混凝土的防水性能的同时提高混凝土的保水性，进一步减少混凝土泌水，减少混凝土的坍塌，因此减少了海水对混凝土的侵蚀；且抗腐蚀剂还能与甘蔗废渣相互填充，纤维素和纤维素之间连接形成的网状结构与抗腐蚀剂的三维网状结构互相缠联，使得形成的混凝土结构更加致密，提高了混凝土的机械强度。
[0011]由于硅酸盐水泥的制作过程会产生较高的CO2排放，本申请采用粉煤灰来代替大部分的水泥，减少了CO2的排放，并通过火力发电的废气矿化养护混凝土，将废气中的CO2、SO2等废气封存进混凝土中，减少了碳排放，同时采用了废气矿化养护后的混凝土机械强度提高，孔隙率下降，能够进一步减少了海水对混凝土的腐蚀。
[0012]优选的，所述抗腐蚀剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将改性氧化石墨烯与碳化硅混合,研磨后过100
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200目筛，得到混合物一；（2）将步骤（1）得到的混合物一加入甲基丙烯酸丁酯中，边加边以30
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120r/min的速度搅拌，搅拌均匀后，得到混合物二；（3）将混合物使用UV固化，固化后粉碎，制得抗腐蚀剂。
[0013]通过采用上述技术方案，改性氧化石墨烯和碳化硅同时研磨后过筛，通过研磨的过程使改性氧化石墨烯的表面吸附更多的碳化硅，研磨细化了碳化硅和改性氧化石墨烯的
粒径，使得改性氧化石墨烯的团聚效果下降，提高抗腐蚀剂在混凝土中的分散性，进一步改善了混凝土的抗压性能。甲基丙烯酸丁酯在UV照射下会发生固化，将改性氧化石墨烯和碳化硅在甲基丙烯酸丁酯固化前混合，甲基丙烯丁酯能够在改性氧化石墨烯和碳化硅表面流动，填充改性氧化石墨烯以及碳化硅表面的一些孔隙，固化后的甲基丙烯酸丁酯硬化，且形成的三维网状结构能够对混凝土抵抗海浪冲击提供很好的支撑，以及减少混凝土产生内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗腐蚀混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：60
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80份水泥、800
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960份再生骨料、50
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60份甘蔗废渣、100
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245份粉煤灰、20
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25份抗腐蚀剂、80
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110份水；所述抗腐蚀剂包括如下重量份的组分：8
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12份改性氧化石墨烯、6
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10份碳化硅和2
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4份甲基丙烯酸丁酯；所述抗腐蚀混凝土通入火力发电的废气进行矿化养护。2.根据权利要求1所述的一种抗腐蚀混凝土，其特征在于，所述抗腐蚀剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将改性氧化石墨烯与碳化硅混合,研磨后过100
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200目筛，得到混合物一；（2）将步骤（1）得到的混合物一加入甲基丙烯酸丁酯中，边加边以30
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120r/min的速度搅拌，搅拌均匀后，得到混合物二；（3）将混合物使用UV固化，固化后粉碎，制得抗腐蚀剂。3.根据权利要求1所述的一种抗腐蚀混凝土，其特征在于，所述改性氧化石墨烯的制备方法，包括以下步骤：（1）将氧化石墨烯分散在水中，超声波分散，得到氧化石墨烯分散液；（2）将抗坏血酸钾溶于水，搅拌直至完全溶解，得到抗坏血酸钾溶液；（3）将2
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氨基蒽醌溶于二甲基亚砜中，逐渐滴入盐酸，得到AAQH
+
Cl
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溶液；（4）将步骤（1）得到的氧化石墨烯分散液和步骤（2）得到的抗坏血酸钾溶液混合，在温度1
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10℃下搅拌4
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6h，然后加入步骤（3）得到的AAQH
+
Cl
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溶液混合继续搅拌45<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫忠，程海培，瞿永明，沈毅，李杭春，
申请(专利权)人：杭州余杭恒力混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：