一种抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆及其制备方法与应用，其为水泥、水、细骨料的混合物，所述细骨料包括砂和微晶玻璃；所述微晶玻璃包括质量份数如下的组分：60

【技术实现步骤摘要】
一种抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及水泥基材料
，尤其涉及一种抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着人口的快速增长和工业的快速发展，陆地资源已不能满足人们的需求，海洋资源开发逐渐被重视。水泥基材料在海洋工程建设中起着至关重要的作用，但普通的水泥基材料在面对海洋中离子侵蚀、海浪冲刷等严酷环境时，服役寿命大大减小。
[0003]海洋中氯离子侵蚀破坏是海工混凝土性能劣化的主要原因之一，氯离子渗入混凝土中，会造成钢筋锈蚀，混凝土结构开裂等问题。海水对水泥基材料的不断冲磨会造成磨蚀破坏，导致细小的骨料和浆体脱落，氯离子更易进入到混凝土内部，进一步导致侵蚀破坏，严重影响混凝土的耐久性能。
[0004]因此，提高海洋用混凝土材料抗氯离子扩散和抗冲磨性能具有实际意义和前景。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供一种抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆及其制备方法与应用，抗氯离子性能强，抗冲磨效果好。
[0006]为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本申请提供一种抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆，其为水泥、水、细骨料的混合物，细骨料包括砂和微晶玻璃；微晶玻璃包括质量份数如下的组分：60
‑
80份SiO2、1
‑
30份Al2O3、0.5
‑
2份MgO、1
‑
3份TiO2、1
‑
3份ZnO、1
‑
3份ZrO2、1
‑
3份BaO、1
‑
4份Li2O。
[0008]优选的，水泥、水、细骨料的质量比为2：1：6。
[0009]优选的，微晶玻璃占细骨料质量的10％
‑
50％。
[0010]优选的，砂与微晶玻璃的质量比为10％
‑
40％。
[0011]优选的，水泥包括硅酸盐水泥，矿渣水泥，火山灰水泥，高铁低钙水泥中的一种或几种。
[0012]优选的，微晶玻璃包括质量份数如下的组分：65.2份SiO2、21.61份Al2O3、1.17份MgO、2.48份TiO2、2.07份ZnO、2.31份ZrO2、2.83份BaO、2.33份Li2O。
[0013]优选的，微晶玻璃的级配为：0.075
‑
0.15mm粒径占比4.25％、0.15
‑
0.3mm粒径占比26.58％、0.3
‑
0.6mm粒径占比13.75％、0.6
‑
1.18mm粒径占比30.52％、1.18
‑
2.56mm粒径占比24.74％。
[0014]优选的，砂的级配与微晶玻璃的级配相同。
[0015]第二方面，本申请提供一种抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆的制备方法，包括以下步骤：将微晶玻璃和砂放入搅拌锅干混得细骨料，将细骨料、水、水泥混合均匀，即得抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆。
[0016]第三方面，本申请提供一种抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆在海洋工程领域中的应
用。
[0017]本申请的有益效果如下：本申请的砂浆掺有微晶玻璃，微晶玻璃本身具有高硬度、高耐磨、低渗透的特点，是一种优质再生骨料；其次微晶玻璃中Si
4+
和Al
3+
的溶出优化了界面过渡区结构，提高界面过渡区的致密性和显微硬度；采用微晶玻璃骨料制得的砂浆抗冲磨性能好、抗氯离子扩散能力好，适用于海洋工程。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]术语解释
[0020]砂：为检定铸造粘结剂用标准砂的简称，符合国家标准(GB178
‑
77)。
[0021]级配：集料各级粒径颗粒的分配情况，可通过筛析试验确定。
[0022]氯离子侵蚀是从高孔隙率的界面过渡区开始，并向水泥基体扩散，因此提高界面过渡区的结构致密性尤为重要。目前，优化过渡区结构的方法主要是利用矿物掺和料的火山灰反应，而从骨料中离子溶出的角度提高过渡区界面致密性的研究较少。
[0023]由此，本申请提供一种抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆，其为水泥、水、细骨料的混合物，细骨料包括砂和微晶玻璃；微晶玻璃包括质量份数如下的组分：60
‑
80份SiO2、1
‑
30份Al2O3、0.5
‑
2份MgO、1
‑
3份TiO2、1
‑
3份ZnO、1
‑
3份ZrO2、1
‑
3份BaO、1
‑
4份Li2O。
[0024]本申请的砂浆提高抗氯离子腐蚀和抗冲磨的机理在于，本申请的微晶玻璃中存在玻璃相，玻璃相在水泥浆体的碱性环境中可以溶出Al
3+
和Si
4+
，与Ca(OH)2发生二次水化反应，优化界面过渡区结构，提高界面过渡区的致密性和显微硬度，进而协同水泥提高砂浆抗氯离子扩散、抗冲磨性能；同时，本申请所配制的微晶玻璃的硬度高于砂的硬度，利用微晶玻璃的高硬度特性可以协同水泥提高砂浆的耐磨性，微晶玻璃低渗透的特点可协同水泥提高砂浆的抗氯离子渗透性能。相较于未添加微晶玻璃的砂浆，其抗冲磨性能提升了100％以上，抗氯离子扩散系数降低了60％以上。
[0025]本方案中，水泥、水、细骨料的质量比为2：1：6；微晶玻璃占细骨料质量的10％
‑
50％；优选的，砂与微晶玻璃的质量比为10％
‑
40％。
[0026]在一些实施例中，抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆包括10份水泥、5份水、30份细骨料；在一些实施例中，细骨料包括砂27份，微晶玻璃3份；在一些实施例中，细骨料包括砂24份，微晶玻璃6份；在一些实施例中，细骨料包括砂21份，微晶玻璃9份；在一些实施例中，细骨料包括砂18份，微晶玻璃12份；在一些实施例中，细骨料包括砂15份，微晶玻璃15份。
[0027]本方案中，水泥包括硅酸盐水泥，矿渣水泥，火山灰水泥，高铁低钙水泥中的一种或几种。合适但非限制性的，硅酸盐水泥为华新水泥股份有限公司生产的标号为42.5的基准水泥(PI)，高铁低钙水泥为广西鱼峰水泥股份有限公司生产的标号为42.5的高铁低钙水泥(HFC)。
[0028]在一些实施例中，微晶玻璃的组分如下：65.2份SiO2、21.61份Al2O3、1.17份MgO、2.48份TiO2、2.07份ZnO、2.31份ZrO2、2.83份BaO、2.33份Li2O。
[0029]本方案中，微晶玻璃的级配为：0.075
‑
0.15mm粒径占比4.25％、0.15
‑
0.3m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆，其特征在于，其为水泥、水、细骨料的混合物，所述细骨料包括砂和微晶玻璃；所述微晶玻璃包括质量份数如下的组分：60
‑
80份SiO2、1
‑
30份Al2O3、0.5
‑
2份MgO、1
‑
3份TiO2、1
‑
3份ZnO、1
‑
3份ZrO2、1
‑
3份BaO、1
‑
4份Li2O。2.根据权利要求1所述的抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆，其特征在于，所述水泥、水、细骨料的质量比为2：1：6。3.根据权利要求1所述的抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆，其特征在于，所述微晶玻璃占所述细骨料质量的10％
‑
50％。4.根据权利要求1所述的抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆，其特征在于，所述砂与微晶玻璃的质量比为10％
‑
40％。5.根据权利要求1所述的抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆，其特征在于，所述水泥包括硅酸盐水泥，矿渣水泥，火山灰水泥，高铁低钙水泥中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的抗氯离子侵蚀和抗冲磨砂浆，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶美娟，高宇，唐小威，王发洲，杨露，胡曙光，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：