一种混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料，制得的该混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料由A料和B料与水拌和而成，其中：A料组成为：以质量分数计，水泥：32

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于混凝土钙溶蚀防护及修补领域，具体涉及一种混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]我国幅员辽阔，地区间山川交错，地形复杂，使得交通极为不便，为保证地区经济的快速发展，我国修建了大量的水利及交通设施，包括大坝、跨海大桥、隧道、地下管道等工程建筑。这些工程与国计民生息息相关，是我国经济发展的命脉，因此对这些工程的耐久性提出了更高的要求。
[0003]在这些地区建造的工程由于长期处于地下，不免得受到地下水的冲刷，由于大多数地下水是软水，水中的Ca
2+
、Mg
2+
离子浓度较低，混凝土中的孔隙溶液与软水之间存在离子浓度差，在浓度差的作用下，离子会不断向水中迁移，造成混凝土内部可溶性物质不断溶解。在软水的长期作用下，混凝土钙质不断流失，材料内部孔隙率增大，进而导致混凝土力学性能和耐久性能下降，影响混凝土工程的服役寿命。
[0004]为解决钙溶蚀问题，最直接的方法是减少混凝土与软水接触，但在实际共工程应用中难以实现，大坝、跨海大桥、地下管道等混凝土结构在服役环境中与软水接触不可避免。从混凝土本身而言，提高混凝土的密实度能够有效降低混凝土的钙溶蚀程度，在这个方面，已有的专利主要是通过向材料中添加外加剂从而提高混凝土的密实度，进一步改善混凝土的抗溶蚀性能。但这种方式会提高混凝土的成本，且不适用于已建成的混凝土结构。因此，对已建成的混凝土构筑物表面进行隔离防护是一种较为现实、有效的方法。
[0005]目前在混凝土抗溶蚀隔离防护方面，主要是通过在混凝土表面涂刷一层沥青、高分子等材料来阻挡水的侵入。但这种方法存在较大的弊端：一方面此类材料对构筑物表面要求较高，需要对表面进行清理、干燥等，对与软水直接接触的混凝土工程不太适用，且施工工艺较为复杂。另一方面此类材料在生产、使用会产生较大的环境污染，成本较高。因此，使用这一类防护涂料效果并不理想。
[0006]中国专利申请(公开号：CN107083149A)公开了一种输水隧洞混凝土表面防护及防贝类涂层，该材料使用的原材料包括：环氧树脂、增韧改性剂、稀释剂、触变剂、纳米混合填料、苯甲醇稀释剂、聚酰胺固化剂、酚醛胺固化剂和改性脂肪胺固化剂。材料能够提高输水隧洞混凝土的防碳化、抗渗和抗冲磨性能。但是由于原材料中含有纳米材料，一方面导致原材料成本较高，另一方面纳米材料不易分散，且第一组分在制备过程中需要在40℃环境中，第二组分需要采用研磨机研磨至细度≤20μm，研磨难度较高，制备过程复杂，实际工程难以灵活实现，导致在制备时费时费力。
[0007]中国专利申请(公开号：CN112047681A)公开了一种涉水混凝土结构用抗溶蚀水泥基防护涂料及其制备方法，所用原材料为水泥、粉煤灰、硅灰、石英砂、减水剂、膨胀剂、速凝剂和水。该材料扩展性好、流动度大、粘性小，可用于喷涂设备。但是该材料在工程中只能作为防护材料应用于已建造的混凝土结构中，不能作为改性材料应用于在建混凝土结构中，
应用范围小。且该专利中组分采用市面上成品添加剂，一方面会造成成本较高，另一方面会受制于外加剂的组分，如果外加剂厂家对外加剂做出改变，不能保证还会获得较好效果。

技术实现思路

[0008]针对上述现有技术存在的缺陷或不足，为了实现对软水地区混凝土结构的有效防护及修补，本专利技术的目的在于，提供一种混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料及其制备方法和应用。
[0009]为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案：
[0010]一种混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料，其特征在于，制得的该混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料由A料和B料与水拌和而成，其中：
[0011]A料组成为：以质量分数计，水泥：32
‑
36份，矿粉：12
‑
15份，硅灰：2
‑
3份，细骨料：50份；
[0012]B料组成为：以质量分数计，硫酸铝：55份，硅酸钠：20
‑
25份，铝酸钠：11
‑
14份，尿素：5份，减水剂：4
‑
6份。
[0013]上述混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0014]步骤一：将水泥、矿粉、硅灰及细骨料混合并搅拌均匀，得到A料，装入包装袋内密封保存；
[0015]步骤二：将硫酸铝、硅酸钠、铝酸钠、尿素及减水剂混合并搅拌均匀，得到B料，装入包装袋内密封保存；
[0016]步骤三：使用前将A料、B料和水混合均匀，即获得混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料。
[0017]具体地，步骤三中，以质量分数计，A料80
‑
83份、B料3
‑
4份、水14
‑
16份。
[0018]进一步地，步骤三中，将1/3的水加入B料进行充分搅拌；再将剩余的水加入A料进行充分搅拌，并倒入搅拌均匀的B料，混合均匀，即获得混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料。
[0019]根据申请人的研究表明，上述混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料能够用于制备软水地区新建混凝土的应用。即：
[0020]将A料和B料与水混合后，涂刷在既有混凝土表面，对混凝土起到防护作用；
[0021]对于新建混凝土，混凝土胶材配比可以参照A料，掺入B料，也可以适当调成比例，将B料掺入到实际混凝土配比中。
[0022]本专利技术的混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料，材料成本低、制备工艺简单、应用范围广，而且能够有效的降低混凝土的钙离子溶出量，与现有技术相比，具有以下方面的技术创新：
[0023]1、得到的混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料，具有工作性能好、强度高、与基体的相容性好、凝结硬化速度快、软水中钙溶蚀程度低、不易剥落、运输方便、价格便宜等优点。可适用于各种混凝土立面，达到缩短工期的技术效果。
[0024]2、在实际工程使用时，对于新建混凝土工程，可作为一种外加剂添加到混凝土原材料中，改善混凝土的抗软水侵蚀性能；对于既有混凝土，能够起到修补、保护作用。
具体实施方式
[0025]下面结合专利技术人给出的实施例对本专利技术做进一步的详细说明。
[0026]以下实施例中，所制备的混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料，采用的机理是：
[0027]A料作为胶凝材料和细骨料在混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料中应用，B料作为外加剂应用到混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料或混凝土中。
[0028]A料中，矿粉和硅灰的作用是减少胶凝材料中的钙源，并将混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料中易被溶解的氢氧化钙转变成分解速度慢的水化硅酸钙凝结，从而改善混凝土材料的钙溶蚀性能。
[0029]B料中，硫酸铝能够促进水泥水化生成钙矾石，一方面达到加快水泥凝结硬化，缩短施工周期的目的，另一方面钙矾石被证实在溶蚀环境中的溶解速率远小于氢氧化钙，进而能够减缓混凝土中钙离子溶出。硅酸钠易溶于水，溶解的硅酸盐离子与钙离子反应生成水化硅酸钙凝胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料，其特征在于，制得的该混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料由A料和B料与水拌和而成，其中：A料组成为：以质量分数计，水泥：32
‑
36份，矿粉：12
‑
15份，硅灰：2
‑
3份，细骨料：50份；B料组成为：以质量分数计，硫酸铝：55份，硅酸钠：20
‑
25份，铝酸钠：11
‑
14份，尿素：5份，减水剂：4
‑
6份。2.如权利要求1所述的混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料，其特征在于：所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；所述矿粉为S95级粒化高炉矿渣粉；所述硅灰为超细硅灰，SiO2含量≥90％，比表面积21000m2/kg；所述细骨料为石英砂，粒径为0.3
‑
1.18mm；所述硫酸铝为工业级粉末状硫酸铝；所述硅酸钠为工业级固体硅酸钠；所述铝酸钠为工业级铝酸钠；所述尿素为工业级尿素；所述减水剂为粉末状聚羧酸减水剂。3.权利要求1所述的混凝土用抗钙溶蚀水泥基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将水泥、矿粉、硅灰及细骨料混合并搅拌均匀，得到A料，装入包装袋内密封保存；步骤二：将硫酸铝、硅酸钠、铝酸钠、尿素及减水剂混合并搅拌均匀，得到B料，装入包装袋内密封保存；...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙长海，雷江，郭勇，李昕，高杰，李建安，王磊，宫飞祥，王旭东，
申请(专利权)人：陕西交通控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：