一种适用于滨海盐田强腐蚀环境下的防腐流变剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种适用于滨海盐田强腐蚀环境下的防腐流变剂及其制备方法与应用，属于土木工程建筑材料技术领域。防腐流变剂由以下重量百分比的组分组成：30%~40%的粉煤灰，20%~25%的纳米SiO2、10%~20%的重钙粉、15%~20%的降粘剂、5%~10%的偏高岭土、5%~10%的沸石粉以及0.1%~0.5%的流化剂。防腐流变剂通过慢速混料机将各组分按比例充分混合10min~15min后即可得到，制备方法简单，同时能够在有效改善混凝土拌合物工作状态的基础上，保证混凝土后期强度稳定增长，同时大幅提升混凝土的抗硫酸盐、抗镁盐和抗氯盐腐蚀等耐久性能，具有较好的应用前景。本发明专利技术的防腐流变剂主要适用于滨海盐田强腐蚀环境（SO

【技术实现步骤摘要】
一种适用于滨海盐田强腐蚀环境下的防腐流变剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术具体涉及一种适用于滨海盐田强腐蚀环境下的防腐流变剂及其制备方法与应用，属于土木工程建筑材料


技术介绍

[0002]天津滨海盐田历经多年渤海冲击形成，盐田土和地下水中含有大量氯盐、硫酸盐或镁盐等，部分地区的盐田地表水中的腐蚀性离子浓度甚至远超出现行《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T 50476和《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB 10005中环境作用等级的上限值（即SO
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浓度大于15000g/kg或Mg
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浓度大于3000mg/L或CL
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浓度大于5000mg/L），属于严重腐蚀环境。
[0003]当在滨海盐田强腐蚀环境下修建高铁、城际或地铁等轨道交通工程时，与盐田直接接触的混凝土结构（如桥梁灌注桩、墩承台等）将面临极为严酷的腐蚀考验，长期服役于滨海盐田地区的混凝土结构在高浓度氯盐—硫酸盐—镁盐的耦合作用下，其耐久性将出现提早劣化，具体劣化形式表现为氯离子扩散到混凝土内部导致钢筋快速锈蚀、硫酸盐或镁盐与混凝土内部水泥石或水化产物发生化学反应生成膨胀性产物或可溶性盐类物质导致保护层膨胀开裂等，耐久性提早劣化还会严重影响混凝土结构的安全性和适用性，大幅增加后期养维成本。
[0004]目前强腐蚀环境下混凝土结构耐久性保障技术包括两大类，一类是通过优化混凝土的配合比设计提升混凝土的耐腐蚀性能，另一类是采取特殊钢筋（涂层钢筋、耐蚀钢筋或不锈钢钢筋）、表面涂刷防腐涂层或掺加钢筋阻锈剂等附加防腐蚀措施来强化混凝土结构耐久性。混凝土配合比优化设计的具体技术措施又包括：（1）采用抗硫酸盐硅酸盐水泥、（2）降低水胶比和增加胶凝材料用量、（3）掺加疏水型高分子类防腐剂、（4）掺加粉煤灰、超细矿粉、硅灰等复合掺和料。其中，抗硫酸盐硅酸盐水泥不适用于含氯盐的环境中，而一般的滨海盐田强腐蚀环境中会同时存在Cl
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和SO
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，因而其适用范围较窄，且市面价格较高，难以大规模使用；单纯的降低水胶比会导致混凝土黏度显著增加，给混凝土泵送施工带来极大的困难，此外增加胶凝材料用量不仅会增大混凝土的塑性黏度，还会提高混凝土内部温升、增大混凝土的收缩变形，加剧混凝土的开裂风险；疏水型高分子类防腐剂大多通过孔栓物来提高混凝土的密实程度，毛细孔堵塞有效程度及有效时间尚未得到有效验证，且疏水型高分子类防腐剂掺入后还可能会造成混凝土拌合物性能变差、后期强度增长率下降等问题；常规的粉煤灰、超细矿粉和硅灰制成的复合掺和料虽能有效提升混凝土的密实程度和耐腐蚀性能，但粉煤灰、超细矿粉的掺入对混凝土的早期强度影响较大，且由于硅灰等超细粉体材料颗粒粒径小、比表面积较大，需要较多的自由水才能实现降低混凝土黏度的作用，因此常常会导致出现混凝土外加剂用量增加，工作状态变粘等问题，在混凝土中的掺量范围一般不宜超过20%，进而限制了其使用。
[0005]专利CN 105819721B公开了一种混凝土流变防腐剂及其制备方法和应用，仅采用
倒置坍落度筒排空时间来评价所专利技术流变防腐剂对混凝土拌合物工作性能的影响规律，评价因素单一，且缺乏对混凝土流变性指标（屈服应力和塑性黏度）的测试分析，此外该专利专利技术材料中由于缺乏降粘剂和流化剂等组分，限定了流变防腐剂在混凝土中的掺量范围仅为5%~15%。此外，按照现行《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T 50476和《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB 10005中的环境分类规定，作用等级越高对应的混凝土的抗压强度等级也越高，再加上随着工程建设用砂石骨料品质越来越差，导致高强混凝土的黏度和流变性能更差，因此如何在调节混凝土拌合物工作性能使得满足现场施工要求的前提下，保证混凝土的后期强度稳定增长，同时大幅提升混凝土的抗氯盐、硫酸盐和镁盐腐蚀性能，亟需开展相关技术研究。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是如何在有效改善混凝土拌合物工作状态的基础上，保证混凝土后期强度稳定增长，同时大幅提升混凝土的抗硫酸盐、抗镁盐和抗氯盐腐蚀等耐久性能的防腐流变剂，从而解决滨海盐田强腐蚀环境下具有较高强度的耐腐蚀混凝土配制技术匮乏、灌注施工困难等一系列问题。
[0007]本专利技术的专利技术目的之一是提出一种能够改善混凝土拌合物的工作状态，保证混凝土后期强度稳定增长，显著提升混凝土抗硫酸盐、抗镁盐和抗氯盐腐蚀等耐久性能的防腐流变剂。
[0008]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：一种适用于滨海盐田强腐蚀环境下的防腐流变剂，其特征在于，由以下组分按质量比制备：30%~40%的粉煤灰，20%~25%的纳米SiO2、10%~20%的重钙粉、15%~20%的降粘剂、5%~10%的偏高岭土、5%~10%的沸石粉以及0.1%~0.5%的流化剂。
[0009]进一步地，所述粉煤灰是超细粉煤灰、I级粉煤灰或II级粉煤灰中的一种或几种，粒径范围为0.1μm~100μm，流动度比大于100%，烧失量小于3%，28d活性指数大于80%。
[0010]进一步地，所述纳米SiO2是由铁合金在冶炼硅铁和工业硅时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的二氧化硅和单晶硅气体与空气迅速氧化冷凝沉淀而成，SiO2含量大于90％，比表面积大于18000m2/kg，28d活性指数大于115％。
[0011]进一步地，所述重钙粉是由高纯净度的石灰石经粉磨而成，CaCO3含量大于90%，颗粒粒径大于800目，流动度比大于100%，28d活性指数大于70%。
[0012]进一步地，所述降粘剂是氧化硅、碳化硅、硅酸盐、硅铝酸盐中的一种或多种超细粉体微球，wadell球形度不小于0.95，颗粒粒径为1μm~50μm，平均粒径5μm~10μm，其中1μm~5μm粒径范围的颗粒含量为5%，5μm~10μm颗粒含量为85%，10μm~50μm颗粒含量为10%。
[0013]进一步地，所述偏高岭土是由高岭土在600℃～900℃下经煅烧、脱水形成的白色粉末状无水硅酸铝，Al2O3含量大于40％，SiO2含量为40%~50%，比表面积大于18000m2/kg。
[0014]进一步地，所述沸石粉是由天然斜发沸石岩经磨细加工而成，吸铵值大于150mmol/100g，45μm方孔筛筛余量小于8%，需水量比小于115%，28d活性指数大于95%。
[0015]进一步地，所述流化剂为柠檬酸钙、柠檬酸钠、聚羧酸盐、烷基苯磺酸盐中的一种或几种。
[0016]本专利技术的又一专利技术目的是提供一种上述混凝土防腐流变剂的制备方法。
[0017]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：一种适用于滨海盐田强腐蚀环境的防腐流变剂的制备方法，其特征在于，将粉煤灰、纳米SiO2、重钙粉、降粘剂、偏高岭土、沸石粉和流化剂按比例投入混料机内，充分混合10 min~15 min，然后将获得的防腐流变剂采用20 kg的包装袋贮存。
[0018]进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于滨海盐田强腐蚀环境的防腐流变剂，其特征在于，由以下组分按质量比制备：30%~40%的粉煤灰，20%~25%的纳米SiO2、10%~20%的重钙粉、15%~20%的降粘剂、5%~10%的偏高岭土、5%~10%的沸石粉以及0.1%~0.5%的流化剂。2.如权利要求1所述的一种适用于滨海盐田强腐蚀环境的防腐流变剂，其特征在于，所述粉煤灰是超细粉煤灰、I级粉煤灰或II级粉煤灰中的一种或几种，粒径范围为0.1μm~100μm，流动度比大于100%，烧失量小于3%，28d活性指数大于80%。3.如权利要求1所述的一种适用于滨海盐田强腐蚀环境的防腐流变剂，其特征在于，所述纳米SiO2是由铁合金在冶炼硅铁和工业硅时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的二氧化硅和单晶硅气体与空气迅速氧化冷凝沉淀而成，SiO2含量大于90％，比表面积大于18000m2/kg，28d活性指数大于115％。4.如权利要求1所述的一种适用于滨海盐田强腐蚀环境的防腐流变剂，其特征在于，所述重钙粉是由高纯净度的石灰石经粉磨而成，CaCO3含量大于90%，颗粒粒径大于800目，流动度比大于100%，28d活性指数大于70%。5.如权利要求1所述的一种适用于滨海盐田强腐蚀环境的防腐流变剂，其特征在于，所述降粘剂是氧化硅、碳化硅、硅酸盐、硅铝酸盐中的一种或多种超细粉体微球，wadell球形度不小于0.95，颗粒粒径为1μm~50μm，平均粒径5μm~10μm，其中1μm~5μm粒径范...

【专利技术属性】
技术研发人员：李康，谢永江，胡建伟，何龙，翁智财，王希，王月华，蒋睿，刘子科，成卫辉，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司中国国家铁路集团有限公司北京铁科建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：