[發明專利]一種用于高氯鹽鹵環境中的耐腐蝕混凝土及其制作和施工工藝

無效

• 申請號: 201310208462.8
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103319145A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 劉慶偉;李建猛;程寅;楊建偉;黃新
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C04B28/32
• 分類號: C04B28/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于土木工程材料領域，具體地說，是一種用于高氯鹽鹵環境中的耐腐蝕混凝土及其制作和施工工藝。

背景技術

我國鹽湖帶區域面積約有25萬平方公里，主要集中在新疆鹽湖區、西藏鹽湖區、青海鹽湖區和內蒙古鹽湖區。青海察爾汗鹽湖的洪水期密度1.361，礦化度527.15g/L，鹽湖周圍的鹽漬土區域含鹽量可高達44%。

隨著我國西部大開發的進展，需要在鹽漬土上建設的構筑物越來越多，其中相當多的構筑物或構件需要在高氯鹽鹵環境中使用，例如：輸電工程中的跨鹽湖輸電塔桿基礎、鹽湖鹽田使用的鹵水池和鹵水渠以及建筑物的樁基礎等等。高氯鹽鹵環境主要包括潮濕狀態或地下水位以下的超氯鹽漬土、強氯鹽漬土，以及鹵水等，其中的鹽分主要含有鉀、鈉、鎂、鈣等離子的氯鹽、硫酸鹽和碳酸鹽，它們對混凝土和鋼筋混凝土產生嚴重腐蝕，從而對鋼筋混凝土結構的耐久性構成嚴重威脅。混凝土和鋼筋混凝土是構筑物必不可少的組成部分，但是在高氯鹽鹵環境中其應用受到了很大限制。例如中國建筑科學研究院對青海察爾汗鹽湖超氯鹽漬土地區的調查及對策研究，其結論排除了含水泥與鋼材的一切樁基和地基處理方法。因此迫切需要能夠在鹽鹵環境中凝結硬化、產生并長期保持強度的新型耐腐蝕混凝土材料，以滿足高氯鹽鹵環境中的工程需要。

發明內容

本發明為解決高氯鹽鹵環境中構筑物混凝土的耐久性問題，提供了一種用于高氯鹽鹵環境中的耐腐蝕混凝土及其制作和施工工藝。本發明針對特定離子組成和濃度的高氯鹽鹵環境，采用輕燒氧化鎂、氯化鎂、水、骨料、礦物摻合料及外加劑混合制作混凝土，通過混凝土各組分之間以及與高氯鹽鹵環境中鹽分的相互作用，該混凝土在高氯鹽鹵環境中可以凝結硬化、產生、發展并長期保持強度。礦物摻合料包括：粉煤灰、硅灰、磨細礦渣、鋁酸鹽礦物、煅燒煤矸石粉、熱處理硅藻土；外加劑包括：磷酸和磷酸鹽、硫酸鹽、脲醛樹脂、丙烯酸酯乳液。該混凝土可以配合增強筋使用也可以單獨使用制作高氯鹽鹵環境中使用的耐腐蝕構件和構筑物。

本發明所述的一種用于高氯鹽鹵環境中的耐腐蝕混凝土的配比，根據使用地區鹽漬土或鹵水中鹽分種類和濃度，按重量份計算，由下述組分的原料制備而成：輕燒氧化鎂粉：100～800份；氯化鎂：40～240份；粗集料：200～1800份；細集料：120～1000份；水：60～400份；磷酸或磷酸鹽：10～160份；粉煤灰：0～80份；硅灰：0～80份；磨細礦渣：0～60份；鋁酸鹽礦物：0～60份；煅燒煤矸石粉：0～60；熱處理硅藻土：0～60份；硫酸鹽：0～60份；脲醛樹脂：0～80份；丙烯酸酯乳液：0～100份。所述的輕燒氧化鎂中活性氧化鎂的質量百分比在20%以上；所述的氯化鎂為不同等級的工業氯化鎂；所述粗、細集料按照現行混凝土規范選用；水可以使用淡水也可以使用施工現場就地取材的鹵水；磷酸鹽包括但不限于磷酸二氫銨、磷酸二氫鈉；鋁酸鹽礦物包括但不限于鐵鋁酸四鈣、鋁酸鈣；硫酸鹽包括但不限于鐵礬、石膏；所述粉煤灰的細度（0.045mm方孔篩篩余）不大于45%；硅灰的比表面積不小于15000m²/kg；磨細礦渣的比表面積不小于350m²/kg；鋁酸鹽礦物的比表面積不小于300m²/kg；熱處理硅藻土的比表面積不小于10000m²/kg；煅燒煤矸石粉的比表面積不小于300m²/kg。

如前所述本發明提供的一種用于高氯鹽鹵環境中的耐腐蝕混凝土必須和使用環境中的鹽分相互作用才能使其在潮濕的鹽漬土或鹵水環境中凝結硬化、產生、發展并保持強度，即高鹽鹵環境中的特定鹽分種類和濃度是混凝土產生、發展并保持強度的必備條件。本發明所述混凝土適用的高鹽鹵環境為：

①鹽漬土為含鹽量9.012%～44%（質量百分含量）的氯鹽漬土，鹽漬土中主要離子含量的范圍為：Ca²⁺：0.27～1.39%，Mg²⁺：0.17～1.88%，K⁺和Na⁺：2.8～14.5%，SO₄^2-：0.76～4.2%，Cl^-：5.0～21.97%，HCO₃^-：0.01～0.05%，CO₃^2-：0.002～0.01%。