一种防硫酸盐侵蚀混凝土及配比优化方法与应用技术

本发明专利技术为工程领域的一种防硫酸盐侵蚀混凝土及其应用，具体涉及一种防硫酸盐侵蚀混凝土及试验方法与应用，所述混凝土由基料、骨料、掺合料、外添加剂及水混合搅拌而成，所述混凝土的组分及质量份数如下：所述基料为强度等级42.5的普通硅酸盐水泥17.4

【技术实现步骤摘要】
一种防硫酸盐侵蚀混凝土及配比优化方法与应用


[0001]本专利技术为工程领域的一种防硫酸盐侵蚀混凝土及其应用，具体涉及一种防硫酸盐侵蚀混凝土及配比优化方法与应用。

技术介绍

[0002]碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀是一种特殊的混凝土服役环境，在该环境中，采用普通混凝土的隧道衬砌会受到岩体中硫酸盐的侵蚀，现有研究表明，硫酸盐、水及一定温度条件下，碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀含有石灰石粉或石灰石掺合料的水泥基混凝土(TSA)，破坏其凝胶特性，专利号为201110192758.6，一种碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀抑制剂及其制备方法
技术介绍
中也已经说明，针对碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀，普通的防腐蚀混凝土无法到达防腐蚀效果，特殊的防腐蚀混凝土可以起到防腐作用，但其配料及工艺复杂，制作繁琐，且运输成本高，并不适用于实际工程中。
[0003]抑制剂的原理是在混凝土表面形成包裹层，抑制腐蚀反应，但抑制剂在一些特殊工况的隧道工程中适用较差，主要是隧道混凝土表层尤其是初期支护，并非是平整的表面，较难生成有效的包裹层。
[0004]在实际工程中，隧道衬砌的混凝土所受腐蚀更为复杂，一是周围岩体及地下水所形成的外部腐蚀条件，二是混凝土本身内部的渗水及腐蚀，例如在我国华北的太行山脉区域，也存在碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀，但该区域为弱透水性的石膏岩地层，渗水量及腐蚀条件与普通的碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀并不相同，而现有的碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀试验大多针对碳硫硅钙石的形成机制及相关参数的试验，多用于室内理论研究分析，针对实际工程环境的腐蚀尚缺少科学有效的配比研究，基础研究要应用于工程实际中还需要相关的配比试验以及对试验中的组分及含量的研究，所以，基础性试验在实际应用中还需要结合配比优化试验达到技术效果。
[0005]因此，开发一种防硫酸盐侵蚀混凝土及配比优化方法与应用，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本专利技术得以完成的动力所在和基础。

技术实现思路

[0006]为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本专利技术人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本专利技术。
[0007]具体而言，本专利技术提供一种抗碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀的混凝土及配比优化方法与应用，揭示防腐蚀混凝土在工程实际应用中理论及试验依据。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种防硫酸盐侵蚀混凝土，所述混凝土由基料、骨料、掺合料、外添加剂及水混合搅拌而成，所述混凝土的组分及质量份数如下：
[0010]所述基料为强度等级42.5的普通硅酸盐水泥17.4
‑
17.5份；
[0011]所述骨料包括细骨料和粗骨料，所述粗骨料为粒径5
‑
10mm的玄武岩38.9份，所述细骨料为玄武岩质中砂33.1
‑
33.2份；
[0012]所述掺合料为硅粉或活性指数大于80％的粉煤灰1.9
‑
1.95份；
[0013]水6.9
‑
7份；
[0014]所述外添加剂为液体防腐剂及减水剂，减水剂为聚羧酸类减水剂0.23
‑
0.24份，防腐剂为抗硫酸盐侵蚀型1.34
‑
1.35份。
[0015]一种防硫酸盐侵蚀混凝土的配比优化方法，包括如下步骤：
[0016](1)根据硫酸盐的侵蚀特性及腐蚀环境参数确定优化用基础试样及对比试样的成分及配比；
[0017](2)按照不同成分及配比制作试验用试样组件，并进行28天基础养护，所述基础养护分为普通养护及特殊养护；
[0018](3)考虑外部碳酸根离子影响，将同一组分及配比的试样设置两个，两试样分别采用标准养护及低温养护两种方式进行养护；
[0019](4)分别记录试样不同养护时长内的养护数据；
[0020](5)观察试样外观，进行XRD试验测试试样深层组分；
[0021](6)对比试验结果并根据实验结果取得防腐蚀混凝土的最优组分及配比；
[0022]所述步骤(2)中标准养护为室温20℃条件下，采用硫酸镁溶液及10％浓度的石灰石粉水溶液流动式浸润，达到95％相对湿度；
[0023]所述步骤(2)中低温养护为将试件放置于温度4℃
‑
6℃的溶液内浸水式养护，所述溶液为10％浓度的石灰石粉水溶液以及硫酸镁溶液的混合液；
[0024]所述步骤(1)中根据碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀分别设置普通试样、优化水泥试样、优化配比试样、优化配比并优化水泥试样、内部配制硫酸根离子试样、优化配比考虑碳酸根离子侵入试样以及优化水泥考虑碳酸根离子侵入试样。
[0025]在本专利技术中，作为一种改进，所述步骤(1)中试样的组分设置如下：
[0026]所述普通试样的组分为：强度为42.5的P.O水泥、水、粉煤灰、石灰岩、中砂、液体防腐剂及减水剂；
[0027]所述优化水泥试样在普通试样基础上，将普通试样中的水泥替换为强度为42.5的P.I水泥；
[0028]优化配比试样的组分为：强度为42.5的P.O水泥、水、粉煤灰、玄武岩、中砂、液体防腐剂及减水剂；
[0029]优化配比并优化水泥试样的组分在优化配比基础上，将优化配比试样中的水泥替换为强度为42.5的P.I水泥；
[0030]内部配制硫酸根离子试样的组分为：强度为42.5的P.O水泥、水、石灰石粉、石灰岩、中砂及减水剂。
[0031]在本专利技术中，作为一种改进，所述试样的配比如下：
[0032]所述普通试样的质量份数为：强度为42.5的P.O水泥393份，水200份，粉煤灰48份，石灰岩934份，中砂796份，液体防腐剂32.5份，减水剂3.84份，水胶比为0.45；
[0033]优化水泥试样在普通试样基础上，将普通试样中的水泥替换为强度为42.5的P.I水泥393份；
[0034]优化配比试样的质量份数为：强度为42.5的P.O水泥422份，水168份，粉煤灰47份，玄武岩940份，中砂801份，液体防腐剂32.5份，减水剂5.64份，水胶比为0.36；
[0035]优化配比并优化水泥试样在优化配比基础上，将优化配比试样中的水泥替换为强度为42.5的P.I水泥422份；
[0036]内部配制硫酸根离子试样的质量份数为：强度为42.5的P.O水泥422份，水190份，石灰石粉47份，石灰岩864份，中砂974份，减水剂5.64份，水胶比为0.35；
[0037]以上试样在28天基础养护中，采用水溶液喷淋的普通养护；
[0038]优化配比考虑碳酸根离子侵入试样为优化配比试样在28天基础养护中采用10％浓度的石灰石粉水溶液喷淋养护，为特殊养护；
[0039]优化水泥考虑碳酸根离子侵入试样为优化配比并优化水泥试样在28天基础养护中采用10％浓度的石灰石粉水溶液喷淋养护，为特殊养护；
[0040]在本专利技术中，作为一种改进，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防硫酸盐侵蚀混凝土，其特征在于，所述混凝土由基料、骨料、掺合料、外添加剂及水混合搅拌而成，所述混凝土的组分及质量份数如下：所述基料为强度等级42.5的普通硅酸盐水泥17.4
‑
17.5份；所述骨料包括细骨料和粗骨料，所述粗骨料为粒径5
‑
10mm的玄武岩38.9份，所述细骨料为玄武岩质中砂33.1
‑
33.2份；所述掺合料为硅粉或活性指数大于80％的粉煤灰1.9
‑
1.95份；水6.9
‑
7份；所述外添加剂为液体防腐剂及减水剂，减水剂为聚羧酸类减水剂0.23
‑
0.24份，防腐剂为抗硫酸盐侵蚀型1.34
‑
1.35份。2.一种防硫酸盐侵蚀混凝土的配比优化方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据硫酸盐的侵蚀特性及腐蚀环境参数确定基础试样及对比试样的成分及配比；(2)按照不同成分及配比制作试验用试样组件，并进行28天基础养护，所述基础养护分为普通养护及特殊养护；(3)考虑外部碳酸根离子影响，将同一组分及配比的试样设置两个，两试样分别采用标准养护及低温养护两种方式进行养护；(4)分别记录试样不同养护时长内的养护数据；(5)观察试样外观，进行XRD试验测试试样深层组分；(6)对比试验结果并根据实验结果取得防腐蚀混凝土的最优组分及配比；所述步骤(2)中标准养护为室温20℃条件下，采用硫酸镁溶液及10％浓度的石灰石粉水溶液流动式浸润，达到95％相对湿度；所述步骤(2)中低温养护为将试件放置于温度4℃
‑
6℃的溶液内浸水式养护，所述溶液为10％浓度的石灰石粉水溶液以及硫酸镁溶液的混合液；所述步骤(1)中根据碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀分别设置普通试样、优化水泥试样、优化配比试样、优化配比并优化水泥试样、内部配制硫酸根离子试样、优化配比考虑碳酸根离子侵入试样以及优化水泥考虑碳酸根离子侵入试样。3.根据权利要求2所述的一种防硫酸盐侵蚀混凝土的配比优化方法，其特征在于，所述步骤(1)中试样的组分设置如下：所述普通试样的组分为：强度为42.5的P.O水泥、水、粉煤灰、石灰岩、中砂、液体防腐剂及减水剂；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许崇帮，李雪峰，王华牢，高晓静，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：