一种海洋环境耐腐高韧性混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种海洋环境耐腐高韧性混凝土及其制备方法，所述混凝土的主要原料按重量份计包括：水泥200‑300份、减水剂4‑6份、水100‑120份，增韧材料20‑30份、分散剂10‑15份，填料100‑200份，细骨料400‑500，粗骨料200‑300份，海砂300‑500份，聚丙烯酸酯10‑20份。所述减水剂为市售的萘系高效减水剂，其减水率为18‑24%。所述分散剂为甲基纤维素。混凝土耐腐性能可以提高50‑80%，耐久性可以提高60%以上。

Corrosion resistant high toughness concrete for marine environment and preparation method thereof

The invention provides a marine environment corrosion of high toughness concrete and a preparation method thereof, wherein the main raw material of concrete by weight: 300, 200 cement water reducing agent 4 6, water 100 120 copies, 30 copies, 20 toughening material dispersant 10 15, packing 100 200 copies, 400 500 fine aggregate, coarse aggregate 200 300, sand 300 500 copies, 20 copies of 10 polyacrylate. The naphthalene superplasticizer is commercially available superplasticizer, the water reducing rate of 18 24%. The dispersing agent is methyl cellulose. Concrete corrosion resistance can be improved by 50 80%, durability can be increased by more than 60%.

【技术实现步骤摘要】
一种海洋环境耐腐高韧性混凝土及其制备方法
本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种海洋环境耐腐高韧性混凝土及其制备方法。
技术介绍
随着我国大规模的经济社会建设，尤其是海岛生态工程设施建设日趋增多，现阶段，普通防水混凝土材料加工的设施无法抵御海水的长时间浸泡、侵蚀，降低了设施的使用寿命和使用效果。具体到海洋生态工程来说，现有的海洋生态工程混凝土设施由于受海水侵蚀，极易破坏，影响海洋生态工程生态建设的效果。为了提高海洋生态工程混凝土设施的使用寿命，能有效抗海水侵蚀，需要一种原料采集加工方便、附着力强，防海水的高强高韧性混凝土。本专利技术的混凝土增韧用改性埃洛石，采用增韧效能优异的改性埃洛石和羟乙基纤维素，通过多步骤表面改性反应，将两种增韧材料有效结合，从而形成一种独特的复合增韧体系。制备出的改性埃洛石能在混凝土中充分分散，有效发挥材料协同增韧的效果，赋予混凝土良好的韧性、各向同性、抗疲劳性，是一种高性能混凝土增韧材料。本专利技术的混凝土增韧用改性埃洛石可以很方便地与其它混凝土组分混合均匀，再经标养后即可得到增韧混凝土制品，制备的海洋环境耐腐高韧性混凝土具有很好的强度与韧性，具有很好的耐久性，满足海洋工程使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海洋环境耐腐高韧性混凝土其制备方法，本专利技术采用一种可用于混凝土增韧的改性埃洛石，它是采用经活化处理的埃洛石首先与氯化亚砜反应，然后与双官能团有机化合物反应，使埃洛石表面负载活泼官能团，再与三聚氯氰反应，得到表面存在活泼含氯三嗪环的埃洛石，最后与羟乙基纤维素通过亲核取代反应制备得到。该改性埃洛石中，羟乙基纤维素和埃洛石的质量含量比约为0.1-0.3:1。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种海洋环境耐腐高韧性混凝土其所用原料按重量份计包括：水泥200-300份、减水剂4-6份、水100-120份，增韧材料20-30份、分散剂10-15份，填料100-200份，细骨料400-500，粗骨料200-300份，海砂300-500份，聚丙烯酸酯10-20份。所述减水剂为市售的萘系高效减水剂，其减水率为18-24%。所述分散剂为甲基纤维素。A所述增韧材料为改性埃洛石，其制备方法，包括以下步骤：（1）将经活化处理的埃洛石和氯化亚砜在有机溶剂J中，在30-50℃下搅拌5-12h后，在20kHz、100KW的超声波清洗机中于60-80℃下超声8-12h，然后以3500-5000rpm的转速离心20-30min，分离固体并经有机溶剂K洗净后，再在30-40℃下真空干燥24-48h；（2）将上述步骤（1）处理的埃洛石、双官能团有机化合物和3-甲基吡啶在有机溶剂J中混合，在40-50℃下搅拌3-12h后，在氮气保护下、在20kHz、100KW的超声波清洗机中于80-90℃下超声反应5-8h后，蒸除3-甲基吡啶和有机溶剂J，再经混合溶剂L洗净后，在10-20℃下真空干燥24-36h；（3）将上述步骤（2）处理的埃洛石和三聚氯氰在四氢呋喃中混合，在0-10℃下搅拌12-24h，在20kHz、100KW的超声波清洗机中于0-10℃下超声2-6h后，再在0-10℃下反应30-72h后，经四氢呋喃洗净，在10-15℃下真空干燥24-48h；（4）将上述步骤（3）处理的埃洛石在N-甲基吡咯烷酮中溶解后，加入到溶解有羟乙基纤维素的吡啶溶液中，在10-20℃下搅拌3-10h，在40kHz、200KW的超声波清洗机中于10-20℃下超声1-3h，在氮气保护下升温至40-60℃恒温反应24-48h后，再升温至83-95℃恒温反应24-48h，蒸除溶剂，用水洗净后，在50℃下真空干燥24-48h后得到改性埃洛石产品。上述步骤（1）中经活化处理的埃洛石为1-20kg，氯化亚砜为5-50kg；有机溶剂J为30-200L。上述步骤（1）中的有机溶剂J为二甲苯、N-甲基吡咯烷酮或N,N’-二甲基甲酰胺中的一种。上述步骤（1）中的有机溶剂K为四氢呋喃或丙酮中的一种。上述步骤（2）中的埃洛石为3-20kg；双官能团有机化合物为1-5kg；3-甲基吡啶为1-5L；有机溶剂J为50-200L。上述步骤（2）中的双官能团有机化合物为乙二醇和1,3-丙二醇中的一种。上述步骤（2）中的混合溶剂L由乙醇、丙酮和水组成，其中乙醇、丙酮和水的体积比为3:1:6。上述步骤（3）中的埃洛石为2-18kg；三聚氯氰为0.5-5kg；四氢呋喃为50-200L。上述步骤（4）中的埃洛石为2-15kg；N-甲基吡咯烷酮为50-260L；羟乙基纤维素为1-5kg；吡啶为20-80L。上述步骤（4）中的羟乙基纤维素的粘均分子量为5000-30000，取代度为0.5-2.5。在上述步骤（1）中所述经活化处理的埃洛石的活化处理包括以下步骤：1）取埃洛石，经机械粉碎处理并用400目筛选后待用；2）在两个相同的12L尼龙罐中各装入55颗直径为5mm的不锈钢球和50颗直径为10mm的不锈钢球，然后分别加入经步骤1）处理后的埃洛石5kg，再分别滴加500ml无水乙醇，并用尼龙盖密封；将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为300rpm、且每60分钟自动转换旋转方向的条件下球磨45-50h后，得到平均长度为180-200nm的短切埃洛石；3）取步骤2）短切处理后的埃洛石加入到pH为8、浓度为12wt%的Tween40的水溶液中超声20h，过滤，用水洗净后，于65-67℃下真空干燥24h后得到活化处理的埃洛石。所述的埃洛石为市售，其主要规格：性状：白色粉末；密度：2.4-2.5g/cm3；组成成分：SiO2：58.23、Al2O3：40.96、Fe2O3：0.34、TiO2：0.15、P2O5：0.14；管外径：40-60nm；管内径：15-20nm；长度：<1.1μm；比表面积：52.6m2/g。所述的Tween40(CASNo.9005-66-7)为市售，其主要规格：性状：琥珀色油状液体；酸值(KOHmg/g)：≤2.0；羟值(KOHmg/g)：85-100；HLB值：15.5；皂化值(KOHmg/g)：40-55；水份(%)：≤2.5。与已有技术相比，本专利技术的技术方案有如下有益效果：本专利技术所提供的混凝土增韧用改性埃洛石环境友好，在水中具有良好的分散性。该改性埃洛石的制备条件容易满足，且原料来源丰富，成本较低。本专利技术的混凝土增韧用改性埃洛石，采用增韧效能优异的改性埃洛石和羟乙基纤维素，通过多步骤表面改性反应，将两种增韧材料有效结合，从而形成一种独特的复合增韧体系。制备出的改性埃洛石能够在混凝土中充分分散，有效发挥材料协同增韧的效果，赋予混凝土整体具有良好的韧性、各向同性、抗疲劳性，是一种高性能混凝土增韧材料，本专利技术的混凝土增韧用改性埃洛石可以很方便地与其它混凝土组分混合分散均匀。B所述海砂的制备方法包括以下步骤：（1）海砂预筛：将海砂进行筛分，获取粒径为5-10mm的海砂；（2）海砂淡水净化：将步骤（1）的海砂与淡化海水按质量与体积比3g：7ml的比例混合，加入适量硅藻土和磁性粒子价孔碳，于常温搅拌处理2-3h；（3）分离：将步骤（2）净化处理后的海砂沥干；（4）热处理：将步骤（3）沥干的海砂加入搅拌机干搅2-3分钟，取出后置入干燥箱，升温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋环境耐腐高韧性混凝土，其特征在于，所述混凝土主要原料按重量份计包括：水泥200‑300份、减水剂4‑6份、水100‑120份，增韧材料20‑30份、分散剂10‑15份，填料100‑200份， 细骨料400‑500，粗骨料200‑300份，海砂300‑500份，聚丙烯酸酯10‑20份；所述减水剂为市售的萘系高效减水剂，其减水率为18‑24%；所述分散剂为甲基纤维素。

【技术特征摘要】
1.一种海洋环境耐腐高韧性混凝土，其特征在于，所述混凝土主要原料按重量份计包括：水泥200-300份、减水剂4-6份、水100-120份，增韧材料20-30份、分散剂10-15份，填料100-200份，细骨料400-500，粗骨料200-300份，海砂300-500份，聚丙烯酸酯10-20份；所述减水剂为市售的萘系高效减水剂，其减水率为18-24%；所述分散剂为甲基纤维素。2.根据权利要求1所述的海洋环境耐腐高韧性混凝土，其特征在于，所述增韧材料为改性埃洛石，其制备方法，包括以下步骤：（1）将经活化处理的埃洛石和氯化亚砜在有机溶剂J中，在30-50℃下搅拌5-12h后，在20kHz、100KW的超声波清洗机中于60-80℃下超声8-12h，然后以3500-5000rpm的转速离心20-30min，分离固体并经有机溶剂K洗净后，再在30-40℃下真空干燥24-48h；（2）将上述步骤（1）处理的埃洛石、双官能团有机化合物和3-甲基吡啶在有机溶剂J中混合，在40-50℃下搅拌3-12h后，在氮气保护下、在20kHz、100KW的超声波清洗机中于80-90℃下超声反应5-8h后，蒸除3-甲基吡啶和有机溶剂J，再经混合溶剂L洗净后，在10-20℃下真空干燥24-36h；（3）将上述步骤（2）处理的埃洛石和三聚氯氰在四氢呋喃中混合，在0-10℃下搅拌12-24h，在20kHz、100KW的超声波清洗机中于0-10℃下超声2-6h后，再在0-10℃下反应30-72h后，经四氢呋喃洗净，在10-15℃下真空干燥24-48h；（4）将上述步骤（3）处理的埃洛石在N-甲基吡咯烷酮中溶解后，加入到溶解有羟乙基纤维素的吡啶溶液中，在10-20℃下搅拌3-10h，在40kHz、200KW的超声波清洗机中于10-20℃下超声1-3h，在氮气保护下升温至40-60℃恒温反应24-48h后，再升温至83-95℃恒温反应24-48h，蒸除溶剂，用水洗净后，在50℃下真空干燥24-48h后得到改性埃洛石产品；所述有机溶剂J为二甲苯、N-甲基吡咯烷酮或N,N’-二甲基甲酰胺中的一种；所述有机溶剂K为四氢呋喃或丙酮中的一种；所述双官能团有机化合物为乙二醇和1,3-丙二醇中的一种；所述混合溶剂L由乙醇、丙酮和水组成，其中乙醇、丙酮和水的体积比为3:1:6；上述步骤（1）中经活化处理的埃洛石为1-20kg，氯化亚砜为5-50kg；有机溶剂J为30-200L；上述步骤（2）中的埃洛石为3-20kg；双官能团有机化合物为1-5kg；3-甲基吡啶为1-5L；有机溶剂J为50-200L；上述步骤（3）中的埃洛石为2-18kg；三聚氯氰为0.5-5kg；四氢呋喃为50-200L；上述步骤（4）中的埃洛石为2-15kg；N-甲基吡咯烷酮为50-260L；羟乙基纤维素为1-5kg；吡啶为20-80L；上述步骤（4）中的羟乙基纤维素的粘均分子量为5000-30000，取代度为0.5-2.5。3.根据权利要求2所述的海洋环境耐腐高韧性混凝土，其特征在于，步骤（1）中所述经活化处理的埃洛石的活化处理包括以下步骤：1）取埃洛石，经机械粉碎处理并用400目筛选后待用；2）在两个相同的12L尼龙罐中各装入55颗直径为5mm的不锈钢球和50颗直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建国，
申请(专利权)人：福建江夏学院，
类型：发明
国别省市：福建,35