一种抗紫外辐射混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗紫外辐射混凝土，各组分及其所占重量份数包括：水泥250～350份，改性高钛重矿渣粉100～150份，硅灰10～20份，碎石950～1100份，高钛重矿渣砂850～1050份，外加剂6～12份，水性聚氨酯乳液2～5份，水155～180份。本发明专利技术以改性高钛重矿渣和水性聚氨酯乳液为主要改性原料，在保证良好工作性能、力学性能的基础上，可有效降低在强紫外线条件下钢筋混凝土碳化钢筋锈蚀等风险；且涉及的制备方法较简单、成本较低，适合推广应用。适合推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种抗紫外辐射混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种抗紫外辐射混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]2018年在西部大开发、基础设施建设及推动青藏高原绿色经济发展大背景下，全面启动川藏铁路规划建设，即将开启高海拔强紫外线区域基础设施建设及青藏高原地区城市建设与发展。
[0003]在强紫外线条件下，混凝土碳化将急剧恶化，进而导致对钢筋混凝土保护层的保护作用失效等问题。针对上述问题，通过提高混凝土保护层厚度等方式，会对混凝土刚度存在一定的影响，脆性提高，对混凝土结构不利；而常规的混凝土表面涂层保护工艺，不仅施工繁琐，也将极大地增加工程造价。因此，进一步开发一种具有抗紫外线功能的混凝土，有效减少或防止紫外线对混凝土造成的碳化等问题，具有极大的经济和社会效益。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种抗紫外辐射混凝土，利用改性高钛重矿渣和水性聚氨酯乳液为主要改性原料，在混凝土表层形成抵抗紫外辐射的砂浆层，有效降低在强紫外线条件下钢筋混凝土碳化钢筋锈蚀等风险；且涉及的制备方法较简单、成本较低，适合推广应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种抗紫外辐射混凝土，各组分及其所占重量份数包括：水泥250～350份，改性高钛重矿渣粉100～150份，硅灰10～20份，碎石950～1100份，高钛重矿渣砂850～1050份，外加剂6～12份，水性聚氨酯乳液2～5份，水155～180份。
[0007]上述方案中，所述改性高钛重矿渣粉通过将高钛重矿渣砂、氟化钠和2
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羟基膦酰基乙酸混合均匀，然后加入硅酸钡和三乙醇进行粉磨、烘干至比表面积400～500m2/kg而成。
[0008]上述方案中，所述高钛重矿渣砂、氟化钠和2
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羟基膦酰基乙酸的质量比为97:(1.8～1.95):(1.05～1.2)；硅酸钡和三乙醇胺的质量比为98:(2～3)；硅酸钡和三乙醇胺的总质量占高钛重矿渣砂、氟化钠和2
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羟基膦酰基乙酸总质量的2～4％。
[0009]上述方案中，采用的高钛重矿渣砂为由钙钛矿、透辉石、钙镁钛铝硅氧化物结晶态物质等矿物组成为主形成的无机材料，其中TiO2<20％(质量分数)，SiO2>25％(质量分数)，细度模数为2.5～2.9，密度<3300kg/m3，0.15mm以下所占比例为20～30wt％。
[0010]上述方案中，所述水泥可选用P.O.42.5R，比表面积为350～390m2/kg。
[0011]上述方案中，所述硅灰可选用加密硅灰，二氧化硅含量大于90wt％，其比表面积控制20～22m2/g。
[0012]上述方案中，所述外加剂为聚羧酸减水剂，减水率为20～30％。
[0013]上述方案中，所述水性聚氨酯乳液为阴离子型水性聚氨酯，粒径为0.5～1μm，固含
量25～30％。
[0014]上述方案中，所述碎石为普通石灰岩或花岗岩碎石，为5～31.5mm连续级配。
[0015]上述一种抗紫外辐射混凝土的制备方法，包括如下步骤：
[0016]1)按配比称取各原料，各组分及其所占重量份数包括：水泥250～350份，改性高钛重矿渣粉100～150份，硅灰10～20份，碎石950～1100份，高钛重矿渣砂850～1050份，外加剂6～12份，水性聚氨酯乳液2～5份，水155～180份；
[0017]2)将首先称取部分水和水性聚氨酯乳液与碎石、硅灰拌合均匀，再加入水泥、改性高钛重矿渣粉、高钛重矿渣砂和外加剂进行二次拌合(40～50s)，最后掺入剩余的拌合水和水性聚氨酯乳液，拌合35～45s至混凝土状态满足施工要求。
[0018]上述方案中，步骤2)中首先加入1/3～2/3用量的水和水性聚氨酯乳液。
[0019]上述方案中，采用分步拌制工艺，通过调控原料加料顺序、分步加水量条件及搅拌时间等条件控制所得混凝土拌合物性能满足压力泌水率3
‑
5％，并在温度10～30℃，湿度大于70％的条件下正常养护至可脱模，即形成具有抗紫外线辐射的混凝土。
[0020]本专利技术的原理为：
[0021]1)本专利技术首先利用氟化钠与2
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羟基膦酰基乙酸一定程度上腐蚀高钛重矿渣砂表面，并形成具有调节水化进展作用的氟硅酸盐；进一步结合2
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羟基膦酰基乙酸盐综合调控胶凝材料水化；同时引入的高钛重矿渣砂可一定程度实现钡离子在其中的插层作用，促进钡离子等组分在混凝土中的均匀、稳定分散；
[0022]2)通过调节混凝土的泌水性，促使部分水性聚氨酯乳液自主均匀地暴露于空气接触面，形成第一保护屏障，有效抵抗混凝土初期抗紫外线辐射；进一步结合改性高钛重矿渣粉的活性特征以及钡离子在钙镁钛铝硅氧化物等层状结构中的插层作用特征，与胶凝材料和水反应形成可抵挡紫外线辐射的致密性第二道屏障，在保证所得混凝土良好工作性能、力学性能的基础上，有效提升其抗紫外辐射性能。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0024]1)本专利技术所述混凝土通过混凝土泌水率控制，促进第一层保护屏障的自生成，可显著减少表面涂层处理工作量，节约涂层材料成本和人工成本；
[0025]2)本专利技术通过对高钛重矿渣砂等工业废渣进行改性处理，实现有效离子均匀、稳定地分布，极大地提高混凝土抗紫外线辐射等级；同时有效控制水化产物结晶过程，优化水化产物孔结构及密实性，强化表面强度，进一步抑制了腐蚀介质的迁移；
[0026]3)本专利技术所得混凝土具有良好的抗紫外辐射能力，能减缓或防止混凝土在紫外线辐射条件下碳化加急等问题，适用于高海拔强紫外辐射的区域基础设施或房屋建设等领域。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0028]以下实施例中，采用的水泥为普通硅酸盐水泥P
·
O 42.5R，其比表面积为380m2/kg；
[0029]采用的硅灰为加密硅灰硅灰中二氧化硅含量大于90wt％，比表面积为22m2/g；
[0030]碎石采用5
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31.5mm连续级配的石灰岩碎石；
[0031]外加剂采为中建西部建设新材料科技有限公司生产的聚羧酸高效减水剂，型号1A07，减水率为26％；
[0032]采用的水性聚氨酯乳液的粒径为0.5～1μm，固含量为25％(常规水性聚氨酯产品)。
[0033]以下实施例中，通过将高钛重矿渣砂、氟化钠和2
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羟基膦酰基乙酸溶液混合均匀，然后加入硅酸钡和三乙醇胺溶液进行粉磨、烘干至比表面积400～500m2/kg而成；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗紫外辐射混凝土，其特征在于，各组分及其所占重量份数包括：水泥250～350份，改性高钛重矿渣粉100～150份，硅灰10～20份，碎石950～1100份，高钛重矿渣砂850～1050份，外加剂6～12份，水性聚氨酯乳液2～5份，水155～180份。2.根据权利要求1所述的抗紫外辐射混凝土，其特征在于，所述改性高钛重矿渣粉通过将高钛重矿渣砂、氟化钠和2
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羟基膦酰基乙酸混合均匀，然后加入硅酸钡和三乙醇胺进行粉磨、烘干至比表面积400～500m2/kg而成。3.根据权利要求2所述的抗紫外辐射混凝土，其特征在于，所述高钛重矿渣砂、氟化钠和2
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羟基膦酰基乙酸的质量比为97:(1.8～1.95):(1.05～1.2)；硅酸钡和三乙醇胺的质量比为98:(2～3)；硅酸钡和三乙醇胺的总质量占高钛重矿渣砂、氟化钠和2
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羟基膦酰基乙酸总质量的2～4％。4.根据权利要求1或2所述的抗紫外辐射混凝土，其特征在于，采用的高钛重矿渣砂中TiO2<20wt％，SiO2>25wt％，细度模数为2.5～2.9，密度<3300kg/m3，0.15mm以下所占比例为20～30wt％。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰聪，王军，张远，袁文韬，李晓欢，唐天明，刘东，张武宗，
申请(专利权)人：中建西部建设西南有限公司中建西部建设股份有限公司，
类型：发明
国别省市：