一种超耐久混凝土配方及其制备方法组成比例

本发明专利技术属于混凝土建筑材料技术领域，具体涉及一种超耐久混凝土配方及其制备方法。本发明专利技术的超耐久混凝土配方，包括以下重量份数的组分：水泥300‑360份、石英砂500‑610份、碎石900‑1100份、粉煤灰30‑60份、矿粉30‑50份、水150‑180份、无石棉矿物纤维12‑20份、大孔树脂12‑15份、成膜剂7‑10份、减水剂6‑9份、消泡剂2‑5份；其中，成膜剂为微晶蜡和硬脂酸的混合物，微晶蜡和硬脂酸的质量比为(2‑5):1。本发明专利技术的无石棉矿物纤维使混凝土和钢筋之间具有良好的结合性，并有助于成膜剂在钢筋表面形成钝化膜，有效防止外界水和空气的进入发生腐蚀反应，同时大孔树脂超强吸附特性也有助于防止外界水分进入内部引起锈蚀，打打提高了PC构件的防锈性和耐久性。

【技术实现步骤摘要】
一种超耐久混凝土配方及其制备方法
本专利技术属于混凝土建筑材料
，具体涉及一种超耐久混凝土配方及其制备方法。
技术介绍
装配式混凝土(PC)构件在建筑、交通、水利等领域广泛应用，在国家基础设施建设中扮演重要角色，如预制钢筋混凝土柱地基基础、预制钢结构钢柱基础、路灯广告牌柱钢筋混凝土基础、预制楼板等。通常PC构件的生产涉及模具组装、钢筋骨架安装、混凝土浇筑、构建拆模和吊装、构件表面修补、构件入库养护等步骤。预拌混凝土通常为水泥、骨料、外加剂和水按一定比例配合组成，但目前的混凝土在浇筑后容易产生收缩开裂、抗拉强度低等问题，并且普通混凝土的流动性及和易性较差，在有钢筋结构的情况下依靠人工振捣也难以保证混凝土的密实度，还可能出现PC构件内部存在大量未排除的气泡，产生多孔结构。而这种结构上的缺陷又会进一步影响PC构件的耐久性，使建筑物的防锈和抗腐蚀能力大大降低，尤其是在潮湿多雨的南方及沿海地区，建筑、道路、桥梁等如受到PC构件质量的影响很容易被雨水侵蚀，甚至引起内部钢筋生锈，严重影响建筑物的稳定性和持久性。随着混凝土工程的多功能化、施工及应用环境的复杂化、资源与环境的优化，人们对混凝土材料也提出了更高的要求。而目前为提高混凝土或PC构件的耐久性，大多采用在预拌混凝土配方中添加减水剂或密实剂已提高PC构件的强度，如专利文献CN111574153A中公开的提高PC构件强度的混凝土配方，但却很少有可以增强防锈PC构件防锈防腐蚀功能的方法。公开号为CN111961361A的中国专利申请文献中提供了一种保温隔热防锈组合物，包括防锈砂浆和密封涂料，但其需要将防锈砂浆喷涂包覆在绑扎好的钢筋笼骨表面，进行混绣喷涂，再将防水密封涂料喷涂在养护后的防锈砂浆外表面，这样的施工养护过程复杂，可操作性不强，而且增加了施工难度和成本，生产周期长。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术问题，提供超耐久混凝土配方及其制备方法，通过合理的配方和简单的配制方法提高PC构件的耐水防锈和耐久性能。本专利技术的上述目的通过以下技术方案得以实施：一种超耐久混凝土配方，包括以下重量份数的组分：水泥300-360份、石英砂500-610份、碎石900-1100份、粉煤灰30-60份、矿粉30-50份、水150-180份、无石棉矿物纤维12-20份、大孔树脂12-15份、成膜剂7-10份、减水剂6-9份、消泡剂2-5份。进一步地，本专利技术所述超耐久混凝土配方，包括以下重量份数的组分：水泥320-350份、石英砂550-600份、碎石980-1050份、粉煤灰35-45份、矿粉30-40份、水160-170份、无石棉矿物纤维15-19份、大孔树脂12-13份、减水剂6-7份、防锈剂4-6份、消泡剂3-4份。本专利技术中，矿粉和粉煤灰可以增加混凝土的抗压强度，减少混凝土由于早强性能差引起的开裂问题，提高密实度，同时在减水剂的作用下减少水添加量，提高抗渗和抗侵蚀能力。无石棉矿物纤维的加入可以提高混凝土的韧性和抗冲击强度，同时选用各种异性截面的无石棉矿物纤维可以增加其与混凝土的界面粘结性，有利于提高各原料的分散性，其还能吸附于钢筋表面在混凝土内部形成良好稳定的网状结构，而消泡剂又能减少混凝土在振捣过程中气泡孔的形成。用混凝土和钢筋制作PC构件时，通常需要蒸汽氧化，在这个过程中成膜剂又能借助无石棉矿物纤维的渗透作用进一步在钢筋表面形成钝化膜，并填充于混凝土的孔洞内，钝化膜的憎水性能使得外界的水分或其他液体难以浸入混凝土内部，避免PC构件的钢筋被腐蚀。同时，本专利技术还在预拌混凝土中添加大孔树脂，利用其超强的吸附性能吸附外界进入的水或其他污染物，防止水从孔隙中进入内部侵蚀钢筋。大孔树脂的多孔骨架结构不仅使得其在干燥状态下内部具有极高的孔隙率和超强的吸附性强，还具有机械强度高、抗污染能力好、热稳定等优点，可进一步提高混凝土的强度，避免环境因素对PC构件质量的影响。进一步地，本专利技术所述成膜剂为微晶蜡和硬脂酸的混合物，其中，微晶蜡和硬脂酸的质量比为(2-5):1。进一步地，本专利技术的超耐久混凝土配方按重量份数计还包括防锈剂8-12份。进一步优选，本专利技术所述防锈剂包括如下重量份数的组分：硫酸四氨合铜3-5份、改性硅溶胶2-4份、丙烯酸酯乳液1-2份、氟硅酸钠0.5-2份。本专利技术的防锈剂组分借助无石棉矿物纤维强有力的渗透性，可在混凝土微孔中进行充盈，与无石棉矿物纤维结合形成封闭的防水层整体，阻挡来自外界的水或其他液体的侵蚀，同时，防锈剂在无石棉矿物纤维的渗透和传递作用下能作用于钢筋表面，从而起到对钢筋的保护作用。其中，防锈剂中的硫酸四氨合铜可吸附于无石棉矿物纤维上，在丙烯酸酯乳液、改性硅溶胶和成膜助剂的共同作用下在钢筋表面形成一层钝化膜，限制钢筋与外界气体或水分接触发生腐蚀反应，从而提高PC构件内钢筋的防锈性能。硫酸四氨合铜与无石棉矿物纤维还可起到稳定剂的作用，保证防锈剂的稳定分散，避免其他组分对防锈剂稳定性的干扰，进而增强PC构件整体的稳定性和耐久性。进一步地，本专利技术的改性硅溶胶为乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯和硅溶胶按质量比2:1:(3～6)超声30～50min混合分散得到。本专利技术的改性硅溶胶添加了乙烯基三乙氧基硅烷作为改性材料，与硅溶胶进行接枝以提高成膜性能，并增强防锈剂在钢筋表面成膜后的致密性和结合力。进一步地，本专利技术所述减水剂为减水率≥28％的聚羧酸系减水剂。进一步地，本专利技术所述消泡剂为有机硅油和/或矿物油酰胺聚合物。进一步地，本专利技术所用的大孔树脂的颗粒粒径为0.2～0.8nm。进一步地，本专利技术所述石英砂的细度模数为1.8-2.5。进一步地，本专利技术所述碎石为的粒径为3-5mm。本专利技术的另一目的在于提供一种超耐久混凝土的制备方法，包括如下步骤：按重量份数称取原料；先将石英砂、碎石、矿粉加入搅拌机混合，再加入水泥、粉煤灰、无石棉矿物纤维、成膜剂共同搅拌，再将减水剂、消泡剂和水混匀后一起加入搅拌机混合，最后加入大孔树脂继续搅拌均匀，得到混凝土；将混凝土放入养护室进行养护，达到指定龄期后，测试混凝土的抗压强度。本专利技术的混凝土配制方法操作简单，且由于配方的合理配比，各组分间可快速分散并混合均匀，在提高混凝土质量和稳定性的同时也保证了生产效率。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术的无石棉矿物纤维使混凝土和钢筋之间具有良好的结合性，并有助于成膜剂在钢筋表面形成钝化膜，可有效防止外界水和空气的进入发生腐蚀反应，从而提高了PC构件的防锈性能；2、本专利技术的大孔树脂对不同介质中的物质均具有超强的吸附能力，可进一步防止外界的水分或气体进入混凝土内部引起锈蚀，从而提高PC构件的防锈性和耐久性；3、本专利技术的硫酸四氨合铜与无石棉矿物纤维有助于提高混凝土整体的稳定性，同时防锈剂中的改性硅溶胶经过改性处理后有助于提升成膜性能，并增加成膜后的致密性和结合力；4、本专利技术的混凝土配方合理，制备方法简单，不但改善的混凝土的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超耐久混凝土配方，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水泥300-360份、石英砂500-610份、碎石900-1100份、粉煤灰30-60份、矿粉30-50份、水150-180份、无石棉矿物纤维12-20份、大孔树脂12-15份、成膜剂7-10份、减水剂6-9份、消泡剂2-5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种超耐久混凝土配方，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水泥300-360份、石英砂500-610份、碎石900-1100份、粉煤灰30-60份、矿粉30-50份、水150-180份、无石棉矿物纤维12-20份、大孔树脂12-15份、成膜剂7-10份、减水剂6-9份、消泡剂2-5份。


2.根据权利要求1所述的超耐久混凝土配方，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水泥320-350份、石英砂550-600份、碎石980-1050份、粉煤灰35-45份、矿粉30-40份、水160-170份、无石棉矿物纤维15-19份、大孔树脂12-13份、减水剂6-7份、防锈剂4-6份、消泡剂3-4份。


3.根据权利要求1所述的超耐久混凝土配方，其特征在于，所述成膜剂为微晶蜡和硬脂酸的混合物，其中，微晶蜡和硬脂酸的质量比为(2-5):1。


4.根据权利要求1任一所述的超耐久混凝土配方，其特征在于，所述超耐久混凝土配方按重量份数计还包括防锈剂8-12...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛雷军，王有路，黄国阳，刘铨，魏玲玲，
申请(专利权)人：浙江波威新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33