[發明專利]一種改性水泥及其應用

無效

• 申請號: 201310106050.3
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN103130467A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 范穎芳;張世義;李寧寧
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B24/22
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

技術領域

本發明涉及一種改性水泥及其應用，特別涉及一種適用于北方沿海環境抗海水電化學腐蝕的大摻量礦渣微粉高性能水泥及混凝土，屬于建筑材料制備領域。

背景技術

在我國北方沿海地區的混凝土結構不僅遭受海水中氯離子的侵蝕造成鋼筋銹蝕，在寒冷冬季還要遭受凍融破壞的作用，造成混凝土的開裂破損，并使得氯離子的侵入更加容易，加劇了混凝土結構的破壞，降低了混凝土結構的耐久性，縮短了其使用壽命，給社會造成了嚴重的損失，如何提高北方沿海環境下混凝土結構的抗海水侵蝕性能，提高其耐久性已成為國內外研究的熱點問題。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的是研制一種適用于北方沿海環境下具有顯著的抗海水電化學侵蝕的高性能水泥及混凝土，從而解決北方沿海地區混凝土結構遭受海水侵蝕耐久性降低的問題。本發明所述適用于北方沿海環境抗海水電化學侵蝕混凝土，是大摻量礦渣微粉高性能混凝土，具有顯著的抗氯離子滲透性、抗凍融破壞性能以及顯著提高混凝土的電阻率，具有優越的抗海水電化學侵蝕特性，阻礙鋼筋銹蝕。

一種改性水泥，所述改性水泥包括膠凝材料和添加劑，其中，

膠凝材料由普通水泥和礦渣微粉組成，礦渣微粉占膠凝材料總重量的40～60%；

添加劑由納米粘土粒子和減水劑組成，納米粘土粒子重量為膠凝材料總重量的1%，減水劑重量為膠凝材料總重量的1.5～2%。

本發明所述改性水泥在使用時需加水，水的加入量的確定為本領域的現有技術，本發明優選膠凝材料與水的質量比為2:1。

本發明所述礦渣微粉屬于礦物廢料，具有較高的潛在活性，能促進混凝土的水化反應，提高后期強度，并且其顆粒粒徑小數水泥顆粒，能夠在混凝土中填充微小空隙，使結構密實性提高。礦渣微粉可提高提高混凝土的抗電化學侵蝕特性從而提高北方沿海環境下混凝土結構的耐久性。

一種改性水泥，優選所述改性水泥由膠凝材料和添加劑組成，其中，

膠凝材料由普通水泥和礦渣微粉組成，礦渣微粉占膠凝材料總重量的40～60%；

添加劑由納米粘土粒子和減水劑組成，納米粘土粒子重量為膠凝材料總重量的1%，減水劑重量為膠凝材料總重量的1.5～2%。

本發明所有技術方案中所述礦渣微粉優選為S95級礦渣微粉。

本發明所有技術方案中所述礦渣微粉優選其粒徑為6.5～8.4μm。

本發明所有技術方案中所述減水劑為本領域技術人員所知的可用于水泥的減水劑，優選為β-萘磺酸鹽甲醛聚合物減水劑。

本發明所有技術方案中所述納米粘土粒子為納米高嶺土粒子，其平均粒徑為300～500nm，平均片層厚度為20～50nm。

本發明的另一目的是提供上述改性水泥的制備方法。

一種改性水泥的制備方法，首先將納米粘土粒子在水中分散30分鐘，再與減水劑混合，最后將納米粘土與減水劑的混合液倒入膠凝材料中攪拌均勻。

上述方法中優選膠凝材料與水的質量比為2:1。

本發明的另一目的是提供包含上述改性水泥的混凝土。

一種抗凍融混凝土，所述混凝土由上述改性水泥、水、砂子和石子組成。

本發明的有益效果是：本發明充分利用了礦物廢料，實現了廢料的再利用，節能環保，原材料價格低廉。本發明根據配合比選取適量材料制備大摻量礦渣微粉高性能混凝土，能顯著提高混凝土的抗電化學侵蝕特性，其抗滲性可以提高40～60%，抗凍性能提高30%以上，對鋼筋的抗銹蝕性能可提高2～4倍，使混凝土結構的使用壽命延長3～4倍；建立了通過電阻率評定礦渣微粉混凝土質量損失率與相對動彈模量變化的定量的關系；為定量評價凍融循環作用下礦渣微粉混凝土材料的損傷提供了一條新途徑。本發明所述的混凝土具有優越的抗海水侵蝕性能，抗氯離子滲透性能、抗凍性能顯著提高，耐久性顯著增強。

附圖說明

本發明附圖4幅，

圖1（a）為礦渣微粉的微觀形貌照片；

圖1（b）為納米粘土的微觀形貌照片；

圖2（a）為混凝土的質量損失率與凍融循環次數的關系圖；

圖2（b）為混凝土的相對動彈模量與凍融循環次數的關系圖；

圖3為混凝土電阻率與凍融循環次數的關系圖；

圖4（a）為混凝土電阻率與質量損失率的關系圖；

圖4（b）為混凝土電阻率與相對動彈模量的關系圖。

具體實施方式

下述非限制性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。

實施例1