一种抗盐抗冻的高耐久混凝土及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于提高混凝土耐久性技术领域，公开了一种抗盐抗冻的高耐久混凝土及其制备方法和应用。本发明专利技术将利用叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液和聚乙烯醇乳液对玄武岩鳞片进行改性制备改性玄武岩鳞片，并将制备的改性玄武岩鳞片作为主要成分制备抗盐抗冻融混凝土。本发明专利技术制备的改性玄武岩鳞片可为混凝土提供层状的“迷宫”结构，同时利用叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液和聚乙烯醇乳液对玄武岩鳞片进行表面改性，延缓有害物质在混凝土内部的迁移，提高混凝土的耐水性和耐久性，从根本上阻碍了融雪剂在冻融环境中对混凝土的侵蚀，进而提高混凝土的抗盐抗冻融性能，操作简单，具有较高的产业应用价值。有较高的产业应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种抗盐抗冻的高耐久混凝土及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于提高混凝土耐久性领域，具体涉及一种抗盐抗冻的高耐久混凝土及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在我国的北方地区，雨雪天很容易结冰，为了车辆及行人的安全，需要用融雪剂除去冰雪，常用融雪剂中含有的氯化镁、氯化钙、氯化钠等能使冰雪快速融化，但是融雪剂中的氯离子进入混凝土会导致混凝土的劣化，使混凝土路面、桥梁护栏等混凝土构筑物受到严重的破坏，降低了混凝土的服役寿命。究其原因主要有以下两点：首先，这些盐通过混凝土的毛细吸水作用进入混凝土，经过冻融循环，就会产生结晶，产生体积膨胀，造成混凝土的破坏；其次，氯离子侵蚀到混凝土中，会对钢筋产生锈蚀，导致混凝土胀裂，在冻融循环及氯盐侵蚀的双重作用下，加速了混凝土表面的剥落。
[0003]专利202110128308.4公开了一种融雪剂环境下桥梁混凝土绿色水性涂料及制备方法，制备的涂料具有很好的抗氯离子等性能；专利201510549319，公开一种渗透交联型混凝土防腐涂料及制备方法，提高了混凝土的抗氯离子性能。专利202110128308.4和专利201510549319都是混凝土外部防护，在盐冻融环境下，随着涂料的老化，耐久性能就会下降，达不到长期防护的作用。专利CN202211003669.7公开了一种抗氯离子渗透的环保混凝土，利用海藻酸钠的遇水膨胀，堵塞裂缝，防止氯离子渗透，但由于海藻酸钠在碱性环境中遇到钙、镁离子产生络合作用，形成不可逆的胶体，在盐冻融环境下仍然不能有效的阻止离子的运动。因此，仍然需要一种能够长期抗盐抗冻的技术来提高混凝土的耐久性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题和不足，本专利技术的目的在于提供一种抗盐抗冻的高耐久混凝土及其制备方法和应用。
[0005]基于上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术第一方面提供了一种抗盐抗冻的高耐久混凝土，包括以下质量份的物料组成：360
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410份水泥，40
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60份微珠，680
‑
750份细集料，1100
‑
1150份粗集料，30
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80份改性玄武岩鳞片，50
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150份水，3
‑
5份减水剂，3
‑
5份增稠剂；所述改性玄武岩鳞片主要采用叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液和聚乙烯醇乳液对玄武岩鳞片改性而成。
[0006]优选地，所述改性玄武岩鳞片的制备方法为：先将聚乙烯醇乳液和玄武岩鳞片混合均匀，使玄武岩鳞片表面被充分浸润，然后再加入叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液，充分搅拌后干燥，即得改性玄武岩鳞片。
[0007]优选地，所述改性玄武岩鳞片的制备原材料中，玄武岩鳞片、叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液和聚乙烯醇乳液三者质量比为（1
‑
3）∶（1
‑
4）∶（0.5
‑
1）。为使玄武岩鳞片更好地被浸润，需要比其质量分数多得叔碳酸酯/醋酸乙烯酯共聚乳液，但由于该乳液具有明
显的疏水效果，在分散过程中容易造成部分玄武岩鳞片表面不能被充分浸润，因此选用亲水性的聚乙烯醇乳液作为助分散剂，先使玄武岩鳞片的表面被亲水性聚合物充分浸润，再将具有疏水性的叔碳酸酯/醋酸乙烯酯共聚乳液均匀的分散在玄武岩鳞片/聚乙烯醇的表面。
[0008]优选地，所述玄武岩鳞片的片径为10μm
‑
3mm，厚度为1
‑
3μm。
[0009]优选地，所述叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液中,叔碳酸乙烯酯和醋酸乙烯酯的质量比为（1
‑
2）∶（1
‑
5）。因为在该比例下，叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液中的疏水亲水官能团的比例能在充分浸润和最终疏水的效果之间达到最优效果。
[0010]更加优选地，所述叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液和聚乙烯醇乳液的固含量均为40%
‑
60%。
[0011]更加优选地，所述微珠为粉煤灰中实心的和虽空心但沉于水的玻璃珠；所述减水剂为早强型聚羧酸减水剂；所述水泥由普通硅酸盐水泥和高贝利特硫铝酸盐水泥组成；所述增稠剂为低粘度纤维素醚，相对分子质量为400
‑
10000。
[0012]本专利技术第二方面提供了上述第一方面所述的抗盐抗冻的高耐久混凝土的制备方法，包括如下步骤：将水泥、减水剂、增稠剂、微珠、细集料、粗集料干状态混合均匀；然后依次加入改性玄武岩鳞片、水继续搅拌，得到高耐久混凝土。
[0013]更加优选地，所述干状态混合时间为3
‑
5min；所述搅拌过程具体为：加入改性玄武岩鳞片搅拌1
‑
2min后再加入水，加入水后再搅拌2
‑
4min。
[0014]本专利技术第三方面提供了上述第一方面任一所述的抗盐抗冻的高耐久混凝土在抗盐抗冻材料中的应用。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：（1）本专利技术利用玄武岩鳞片、叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液和聚乙烯醇乳液制备的改性玄武岩鳞片，加入混凝土的制备后，可使玄武岩鳞片在混凝土内均匀排列，产生“迷宫效应”，当腐蚀介质进入混凝土后，玄武岩鳞片改变介质传输路径，迫使传输路径迂回曲折，阻止介质传输，相当于增加混凝土厚度，也即把混凝土分割成很多空间，将混凝土的中气孔、微裂纹相分离，延缓了介质的传输；叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液和聚乙烯醇乳液与C
‑
S
‑
H凝胶发生络合反应形成三维空间网络结构覆盖在水泥颗粒表面；此外，叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液与水泥物通过物理吸附和化学吸附相反应后其疏水端伸向孔隙，在水泥混凝土表面形成的憎水层与除冰盐溶液接触时，在界面处形成大于90
°
的润湿角，阻止了氯离子、钙镁离子和水向混凝土中扩散，阻碍了介质水的运动，进而阻碍了离子的运动。因此，本专利技术制备的改性玄武岩鳞片中，玄武岩鳞片、叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液和聚乙烯醇乳液产生协同效应，有效阻止了介质水以及氯离子、钙镁离子等离子的传输，提高了混凝土的抗碱耐盐性能，也同时提高了混凝土在冻融环境下的使用寿命，从根本上阻碍了融雪剂在冻融环境中对混凝土的侵蚀。
[0016]（2）本专利技术利用叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液和聚乙烯醇乳液胶体性质充分分散玄武岩鳞片，其中，叔碳酸乙烯酯是α
‑
碳高度支链化的饱和脂肪酸乙烯酯，高度的支链化具有大的空间位阻效应和疏水效应，使其具有优异的疏水性和长期耐水性。
[0017]（3）本专利技术使用普通硅酸盐水泥与高贝利特硫铝酸盐水泥组成的复合水泥，具有粘度大，不易泌水的特点，其中，高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，主要矿物为硅酸二钙，不含硅
酸三钙，所以水化放热低，加入普通硅酸盐水泥后，硫铝酸钙相提供了早期强度，高活性硅酸二钙相，保障了混凝土的后期强度。62.5级的高贝利特硫铝酸盐水泥作为普通硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗盐抗冻的高耐久混凝土，其特征在于，包括以下质量份的物料组成：360
‑
410份水泥，40
‑
60份微珠，680
‑
750份细集料，1100
‑
1150份粗集料，30
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80份改性玄武岩鳞片，50
‑
150份水，3
‑
5份减水剂，3
‑
5份增稠剂；所述改性玄武岩鳞片主要采用叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液和聚乙烯醇乳液对玄武岩鳞片改性而成。2.根据权利要求1所述的高耐久混凝土，其特征在于，所述玄武岩鳞片、叔碳酸乙烯酯/醋酸乙烯酯共聚乳液和聚乙烯醇乳液三者质量比为（1
‑
3）∶（1
‑
4）∶（0.5
‑
1）。3.根据权利要求2所述的高耐久混凝土，其特征在于，所述玄武岩鳞片的片径为10μm
‑
3mm，厚度为1
‑
3μm。4.根据权利要求3所述的高耐久混凝土，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨长聚，黄正强，苏畅，蔡俊霞，赵珂，乔化丁，梁华宇，郭东阳，张林辉，
申请(专利权)人：浙江大学中原研究院，
类型：发明
国别省市：