[發明專利]一種混凝土耐久性增強材料、制備方法及其應用

無效

• 申請號: 201210412400.4
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102875045A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 吳德龍;馮波;卞成輝;陳建大;吳慧華
• 申請（專利權）人: 上海建工材料工程有限公司;上海建工二建集團有限公司;上海麥斯特建工高科技建筑化工有限公司
• 主分類號: C04B18/30
• 分類號: C04B18/30;C04B22/14;C04B24/16
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 周濤

技術領域

本發明涉及建筑材料，尤其涉及一種混凝土耐久性增強材料及其制備方法和應用。

背景技術

混凝土的耐久性是指結構在設計使用年限內，正常維護條件下，在實際使用條件中能夠保證其安全和使用，而不要花費大量資金加固處理就能抵抗各種破壞因素的作用。主要表現在抗滲性、抗凍性、耐水性、抗化學腐蝕性等性能。

由于對鋼筋混凝土結構耐久性問題研究相對滯后,導致結構耐久性不足而出現工程事故或維修費用增加。資料表明,前蘇聯僅工業廠房由于耐久性損傷造成的損失占其固定資產的16%；美國全年因混凝土的鋼筋銹蝕造成的損失為近300×10⁸美元,每年因腐蝕而支出的維修費用就高達1260×10⁸美元。1980年,前東德柏林會議大廈由于鋼筋銹蝕造成建筑西南角坍塌,該建筑僅使用了23年。1976年～1994年近20?年我國建造廠房、倉庫合計5.655×10⁸m²。由于在地下室構造、屋頂構造和防水設計、施工上考慮不周,經常出現廠房或房屋地下室潮濕、滲水,屋面檐口被推裂、漏水、結構開裂的現象,其耐久性低于國際水平數十年。目前,我國現有房屋已有50%進入老化階段,也就是說將有23.4×10⁸m²的建筑面臨耐久性問題。

目前提高混凝土耐久性的措施主要是通過降低水膠比，提高混凝土強度等級來實現的。其主要弊端在于浪費材料，增加混凝土成本。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種混凝土耐久性增強材料及其制備方法和應用。本發明的混凝土耐久性增強材料要能夠提高混凝土的抗硫酸鹽侵蝕能力、抗氯離子滲透能力，在混凝土結構使用環境不變情況下，提高混凝土結構使用壽命。

為了達到上述發明目的，本發明提供的技術方案如下：

一種混凝土耐久性增強材料，其特征在于，該增強材料中的組分和重量份配比為：原狀超細粉煤灰微珠，100份；減水劑，6-9份；超細礦渣粉，30-80份；引氣劑，0.075-0.3份；激發劑，55-75份；緩凝劑，0.37-1.25份。

在本發明的混凝土耐久性增強材料中，所述的原狀超細粉煤灰微珠為由煤粉燃燒爐中排出的球形粉狀副產品，其燒失量小于0.5%，平均粒徑為2.5微米。原狀超細粉煤灰微珠具有一定的減水作用，它與萘系減水劑一起，可以大幅度改善混凝土的工作性。由于原狀超細粉煤灰微珠在排出過程中受急冷作用，其組成中含量較高的SiO₂、Al₂O₃全部呈玻璃態，活性比普通的粉煤灰高，具有很強的二次火山灰效應，對混凝土的早期和后期強度都有很大貢獻。更重要的是，原狀超細粉煤灰微珠平均粒徑為2.5微米，可以比較容易地填充在平均粒徑為25微米的水泥顆粒堆積后形成的空隙內，加之其水化產物為低鈣水化硅酸鈣，對致密混凝土結構、降低大孔隙率、細化孔隙和體積的穩定起到關鍵作用。同時，原狀超細粉煤灰微珠的摻入為混凝土補充了一定量的活性Al₂O₃，這對于混凝土的抗硫酸鹽侵蝕、抗氯離子侵蝕和抗碳化均十分有利。

在本發明的混凝土耐久性增強材料中，所述的減水劑為萘系減水劑，其硫酸鈉含量小于7%；所述超細礦渣粉的比表面積為720m²?/g；所述的激發劑為硫鋁酸鹽。作為優化的技術方案，所述減水劑的含量優選為7-8重量份；所述超細礦渣粉含量優選為40-70重量份；所述激發劑的含量優選為25-50重量份。萘系減水劑是常用的高效減水劑，在混凝土中摻加萘系減水劑，可以使混凝土保持相同坍落度情況下，用水量減少14%左右，而萘系減水劑與原狀超細粉煤微珠共同存在的情況下，可起到疊加的減水作用，使用水量減少20%以上，達到高效減水劑的減水效率。超細礦渣粉的作用是參與水泥的水化過程，起到一定的填充作用，使混凝土更加密實，在水化過程中消耗水泥中的Ca(OH)₂?。激發劑的作用是激發粉煤灰和礦渣粉的活性，提高摻合料的水化速度，提高混凝土早期強度。