本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种抗裂抗腐蚀混凝土外加剂、制备及应用。
背景技术：
在水利水电工程中，挡潮闸、海堤等沿海水工建筑物因处于干湿交替、潮流冲击、碳化、微生物腐蚀、氯盐及硫酸盐腐蚀的环境中，易出现各种缺陷导致功能失效。
沿海水工建筑物混凝土结构受腐蚀破坏严重，影响工程安全及效益发挥，如何提高沿海水工混凝土的性能是一大难题。目前对抗腐蚀材料的研究：一方面主要针对如何提高沿海水工混凝土的抗腐蚀性能，缺乏对沿海水工混凝土的抗裂性能；另一方面，为了避免沿海水工混凝土产生裂缝，针对如何提高沿海水工混凝土的抗裂性能，忽视了提高沿海水工混凝土本身抗腐蚀性能的研究。因此，研究一种既能提高混凝土抗腐蚀性能同时又能提高抗裂性能的抗裂抗腐蚀混凝土外加剂，对提高我国沿海水工混凝土性能，延长工程使用寿命，具有重要意义。
技术实现要素：
本发明针对当前研究不能同时保障沿海水工建筑物的抗裂与抗腐蚀性能，本发明的目的在于提供一种高抗裂抗腐蚀混凝土外加剂；另为本高抗裂抗腐蚀混凝土外加剂的制备及应用。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种抗裂抗腐蚀混凝土外加剂，包括以下重量份的原料制成：纤维1.5～2.5份、活性矿物掺合料90～95份和活性激发剂3.5～7.5份；
优选的，以上所述纤维包括聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、碳纤维中的一种以上；
优选的，以上所述活性矿物掺合料包括粉煤灰、偏高岭土、矿渣、硅灰中两种以上的混合物；
优选的，以上所述激发剂包括纳米氧化镝 、纳米氧化镧 、纳米氧化钇中的一种以上。
以上所述抗裂抗腐蚀混凝土外加剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将原料活性矿物掺合料90～95份和活性激发剂3.5～7.5份加入混合机中搅拌混合均匀，然后再加入原料纤维1.5～2.5份搅拌混合均匀；
（2）将步骤（1）的混合料包装，得到抗裂抗腐蚀混凝土外加剂。
以上所述抗裂抗腐蚀混凝土外加剂的应用方法，以混凝土中水泥重量比的10～40%掺量本抗裂抗腐蚀混凝土外加剂，掺入方式为外掺，配入适量聚羧酸减水剂，具体掺入量根据沿海工程需要确定，按常规方法混合均匀和工程施工。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
1、本发明的活性矿物掺合料颗粒超细，和易性能好，能够明显改善混凝土的工作量，减小施工难度，克服了已有混凝土外加剂存在难拌浆、不均匀的技术缺陷。
2、本发明的活性矿物掺合料选用粉煤灰、偏高岭土、矿渣、硅灰中两种以上组合的混合物，大大提高活性矿物的性能，能够细化了混凝土孔结构，提高混凝土致密性，减少有害离子侵蚀，同时促进水泥基材料中F盐的生成，提高混凝土中的氯离子固化率；同时，超细活性矿物掺合料的火山灰效应，能够保障混凝土后期强度的稳定增长。
3、本发明选用纳米氧化镝 、纳米氧化镧 、纳米氧化钇为激发剂，分散且比表面积大，性能优异，对混凝土原料的表面激活效率高，能够吸收二氧化碳，增强混凝土致密性，提高混凝土抗腐蚀性能；并能够激发水泥与矿物掺合料的早期活性，提高混凝土的早期强度。
4、本发明选用的合成纤维，能够减少混凝土收缩，阻碍裂缝滋生，改善混凝土韧性，提高混凝土抗裂性能。
5、本发明方法简单易行、环保安全、能耗低、生产成本低，容易实现工业化生产使用，对提高沿海水工混凝土的性能，延长工程的使用寿命，具有较好的经济效益、社会效益和生态效益。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明进一步说明，但不限于本发明的保护范围。
实施例1
一种抗裂抗腐蚀混凝土外加剂，由以下重量份的原料制成：聚丙烯纤维1.5份，粉煤灰60份，偏高岭土35份和纳米氧化镝3.5份。
实施例2
一种抗裂抗腐蚀混凝土外加剂，由以下重量份的原料制成：聚乙烯纤维2.5份，粉煤灰50份，偏高岭土42.5份和纳米氧化镝 5份。
实施例3
一种抗裂抗腐蚀混凝土外加剂，由以下重量份的原料制成：碳纤维2份，粉煤灰52.5份，硅灰40份和纳米氧化镧5.5份。
实施例4
一种抗裂抗腐蚀混凝土外加剂，由以下重量份的原料制成：聚丙烯纤维2.5份，粉煤灰50份，硅灰40份和纳米氧化镧7.5份。
实施例5
一种抗裂抗腐蚀混凝土外加剂，由以下重量份的原料制成：聚乙烯纤维1.5份，粉煤灰40份，矿渣20份，偏高岭土25份和纳米氧化钇活性激发剂3.5份。
实施例6
一种抗裂抗腐蚀混凝土外加剂，由以下重量份的原料制成：碳纤维2.5份，粉煤灰42.5份，矿渣20份，硅灰20份和纳米氧化钇5份。
以上实施例1～6的抗裂抗腐蚀混凝土外加剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将原料活性矿物掺合料90～95份和活性激发剂3.5～7.5份加入混合机中搅拌混合均匀，然后再加入原料纤维1.5～2.5份搅拌混合均匀；
（2）将步骤（1）的混合料包装，得到抗裂抗腐蚀混凝土外加剂。
抗裂抗腐蚀混凝土外加剂的应用方法，参考SL352-2006，配制强度等级C20的素混凝土作为基准混凝土，采用P·O42.5水泥、Ⅱ区中砂、碎石（5～40mm），基准混凝土重量配合比为：水:水泥:砂:石子=165:263:842:1130。
将实施例1～6抗裂抗腐蚀混凝土外加剂分别按照基准混凝土中水泥掺量的10%、16%、22%、28%、34%、40%，掺入（外掺）基准混凝土中。拌和工艺：在搅拌机中加入配方量的粗、细骨料、水泥、抗裂抗腐蚀外加剂，预拌30s，将适量聚羧酸减水剂溶于配方量的水，加入搅拌机，搅拌180s。
参照SL352-2006，试验各组28d抗压强度、劈裂抗拉强度以评价混凝土的力学性能，试验28d试件6h电通量以评价混凝土的抗腐蚀性能，试验90d干缩率反映抗裂抗腐蚀外加剂对混凝土抗裂性能的提高作用，结果如下表所示：
抗裂抗腐蚀混凝土外加剂应用效果表
从测试结果可知，本发明生产的抗裂抗腐蚀混凝土外加剂，掺入混凝土，28d抗压强度提高28.4%～39.4%，28d劈裂抗拉强度提高44.6%～59.9%，28d试件6h电通量降低78.2%～82.2%，90d干缩率降低27.1%～44.1%,具有高强度、高抗腐蚀性能、高抗裂性能等优点。