[發(fā)明專利]一種提高抗硫酸鹽凍性能的混凝土以及試驗方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011250208.0
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112358258A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王德志;李豪;王建;于瑤;王鵬剛;傅博;魏永起;李田雨;王寧輝;吳晨潔;張曉靜
• 申請（專利權(quán)）人: 寧夏大學(xué)
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;G01N3/08;G01N17/00;G01N25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種提高抗硫酸鹽凍性能的混凝土，該混凝土包括：按每立方米設(shè)定比例配比的膠凝材料、細骨料、粗骨料、水以及減水劑；其中，膠凝材料中含有占其總質(zhì)量份數(shù)10％?25％的粉煤灰。并通過試驗數(shù)據(jù)比對，該混凝土降低了水膠比，通過摻加減水劑，降低了拌合水用量，節(jié)約西北地區(qū)的水資源；使用粉煤灰部分替代水泥，減少了建筑能耗，并就地取材，促進了工業(yè)廢棄物的資源化利用；制備出的混凝土具有較高的抗硫酸鹽凍融性能，解決了西北鹽堿地區(qū)混凝土抗鹽腐蝕差的難題，提高了混凝土建筑的耐久性，因此能夠廣泛地被推廣與使用。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及混凝土配置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高抗硫酸鹽凍性能的混凝土以及試驗方法。

背景技術(shù)：

自19世紀20年代，約瑟夫·阿斯普丁發(fā)明波特蘭水泥至今，混凝土因具有豐富的原材料、低廉的價格、制作工藝簡單、造型設(shè)計方便、穩(wěn)定而不易變形等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于橋梁、大壩、道路、房屋等建筑結(jié)構(gòu)中，已經(jīng)成為工程中用量最多、不可或缺的人造材料。隨著現(xiàn)代工業(yè)和科技發(fā)展的需求以及施工中遇到的各種困難，對混凝土性能的要求也在不斷提高。近四五十年來，由于人們過于偏重混凝土的強度而忽視其耐久性，導(dǎo)致混凝土建筑物過早地損傷、破壞倒塌。

混凝土的耐久性除了與混凝土本身的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)之外，還要根據(jù)工程實際中面臨的復(fù)雜環(huán)境和施工方法而定。我國從21世紀初已經(jīng)步入混凝土建筑物的重建與維修并重期，每年所消耗的混凝土高達十多億立方；同時隨著混凝土工程進入維修期，所需的維修費用將高達數(shù)千億元，高昂的建設(shè)費用和維修費用對混凝土服役壽命和耐久性提出了更高要求。我國西北地區(qū)的地下水和土壤中含有大量的硫酸鹽，混凝土工程遭受硫酸鹽侵蝕的現(xiàn)象普遍，而寒冷地區(qū)的混凝土工程還常常遭受凍融破壞。混凝土結(jié)構(gòu)在硫酸鹽與凍融耦合作用時，由于兩種作用的交互效應(yīng)，會使混凝土的損傷更加嚴重。因此考慮到西北地區(qū)實際工程中的復(fù)雜環(huán)境，如何提高凍融和硫酸鹽腐蝕耦合作用下混凝土的耐久性是當(dāng)前工程領(lǐng)域亟待解決的問題。

硫酸根離子的來源非常廣闊，主要存在土壤、地下水以及海水中，其侵入到混凝土建筑物內(nèi)部孔隙中，與水泥石中的水化生成物發(fā)生反應(yīng)，伴隨有膨脹性產(chǎn)物產(chǎn)生，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)開裂、剝蝕等破壞現(xiàn)象，大大削弱建筑物的強度和粘結(jié)性能，影響混凝土的耐久性能，使混凝土結(jié)構(gòu)過早地發(fā)生損壞而失去使用功能。

在寒冷冰凍地域，建造的水利混凝土工程，其中大多數(shù)的建筑物都會受到不同程度的凍融損壞，進而產(chǎn)生裂縫滲透現(xiàn)象，特別是接觸海水的港口海岸工程不僅受到凍融破壞，還會遭受鹽侵蝕，破壞比單一的凍害更為嚴重，進而造成建筑物的表層剝落甚至產(chǎn)生裂縫。

混凝土的硫酸鹽侵蝕和凍融循環(huán)的耦合作用更接近于工程實際中的侵蝕情況，所以提高混凝土抗硫酸鹽侵蝕和凍融循環(huán)破壞耦合的能力，不僅提高了混凝土在實際環(huán)境中的服役壽命，而且減少了混凝土構(gòu)件的后期維護費用。

發(fā)明內(nèi)容：

鑒于此，有必要設(shè)計一種提高抗硫酸鹽凍性能的混凝土，提高混凝土在硫酸鹽溶液凍融循環(huán)環(huán)境中的抗腐蝕能力，繼而提高混凝土的耐久性，最終達到提高混凝土的耐久性并降低混凝土結(jié)構(gòu)在后期的維修費用能力的目的。

一種提高抗硫酸鹽凍性能的混凝土，其特征在于，包括：

水膠比為0.33的混凝土；

所述混凝土包括：按每立方米設(shè)定比例配比的膠凝材料、細骨料、粗骨料以及水；其中，所述膠凝材料中含有占其總質(zhì)量10％-25％的摻和料；

所述混凝土還包括：在所述膠凝材料、所述粗骨料以及所述細骨料攪拌均勻后摻入與所述水混合的聚羧酸減水劑，且所述聚羧酸減水劑的減水率為30％-35％。

優(yōu)選的，所述膠凝材料包括：42.5R硅酸鹽的水泥，且所述水泥用量500kg/m³。

優(yōu)選的，所述細骨料為細度模數(shù)在2.3-2.5之間的中砂，且所述中砂含泥量1.5％。