混凝土阻锈剂及其制备方法与流程

本发明涉及一种建筑材料领域，特别是涉及一种混凝土阻锈剂及其制备方法。

背景技术：

许多混凝土结构由于其与腐蚀环境的持续交互作用而过早地破坏，有效使用寿命减少。钢筋锈蚀是造成建筑工程破环的最主要的因素。世界各国由于钢筋锈蚀而需要修复的混凝土结构，花费了大量的资源。钢筋腐蚀的主要原因是氯离子的侵蚀作用。水泥基材料的物理和化学过程影响氯离子在水泥石内部的传输。阻锈剂作为防止混凝土腐蚀和钢筋锈蚀的主要保护措施。

铝酸盐水泥具有良好的耐腐蚀性能和捕获氯离子性能，但铝酸盐直接加入到混凝土中会改变拌合物的流变性能和凝结、硬化行为，给施工造成困难。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于，提供一种新型的混凝土阻锈剂及其制备方法，所要解决的技术问题是使其提高混凝土的耐氯离子侵蚀性能，降低混凝土的渗透性，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种混凝土阻锈剂，以重量组分计，其包括：

铝酸盐水泥：70-90份；

可溶性无机钙盐：5-15份；

矿物掺和料：4-15份；

纳米二氧化硅：1-5份。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的混凝土阻锈剂，其中所述的铝酸盐水泥为ca50水泥。

优选的，前述的混凝土阻锈剂，其中所述的可溶性无机钙盐的20℃的溶解度大于等于10g。

优选的，前述的混凝土阻锈剂，其中所述的矿物掺和料为粉煤灰、矿渣、硅灰和偏高岭土中的至少一种。

优选的，前述的混凝土阻锈剂，其中所述的纳米二氧化硅的粒径为1-100nm。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种混凝土阻锈剂的制备方法，其包括：

将铝酸盐水泥、可溶性无机钙盐和水搅拌，得到混合料；

将所述的混合料放置25-30d，干燥，与矿物掺和料粉磨至300-400m²/kg，加入纳米二氧化硅混合，得到混凝土阻锈剂；

其中，所述的混凝土阻锈剂，以重量组分计，其包括：

铝酸盐水泥：70-90份；

可溶性无机钙盐：5-15份；

矿物掺和料：4-15份；

纳米二氧化硅：1-5份。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的混凝土阻锈剂的制备方法，其中所述的混合料，以重量组分计，其包括：

铝酸盐水泥：70-90份；

可溶性无机钙盐：5-15份；

水：80-100份。

优选的，前述的混凝土阻锈剂的制备方法，其中所述的铝酸盐水泥为ca50水泥；

所述的可溶性无机钙盐的20℃的溶解度大于等于10g；

所述的矿物掺和料为粉煤灰、矿渣、硅灰和偏高岭土中的至少一种；

所述的纳米二氧化硅的粒径为1-100nm。

优选的，前述的混凝土阻锈剂的制备方法，其中所述的干燥的温度为30-40℃。

借由上述技术方案，本发明混凝土阻锈剂及其制备方法至少具有下列优点：

1)本发明的混凝土阻锈剂中铝酸盐水泥和无机钙盐反应生成x-afm和x-aft，在有cl^-存在的环境中，x-afm或x-aft与cl^-反应生成cl-afm或cl-aft，起到固化cl^-的作用。矿物掺和料和纳米二氧化硅不仅由于其自身的填充作用使得混凝土更加密实，还可以缓慢的参与水化反应，生成的水化产物能够进一步填充混凝土，渗透性降低，降低混凝土中cl^-侵入量。

2)本发明混凝土阻锈剂可以在各种氯离子浓度下，尤其是海洋环境中对混凝土中的钢筋起到腐蚀保护的作用，能够有效降低混凝土中钢筋锈蚀的几率和程度，阻锈效果好，能够提高混凝土结构设计使用年限。实现高抗蚀铝酸盐水泥基材料的长寿命服役。降低混凝土的渗透性，无毒、环保。

3)本发明的混凝土阻锈剂的制备方法简便，与传统阻锈剂相比，对混凝土性能无不利影响，降低混凝土的渗透性，无毒、环保。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是混凝土阻锈剂固化氯离子前后的xrd图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的混凝土阻锈剂及其制备方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本发明的一个实施例提出的一种混凝土阻锈剂，以重量组分计，其包括：

铝酸盐水泥：70-90份；

可溶性无机钙盐：5-15份；

矿物掺和料：4-15份；

纳米二氧化硅：1-5份。

优选的，铝酸盐水泥为ca50水泥。

可溶性无机钙盐的20℃的溶解度大于等于10g。

矿物掺和料为粉煤灰、矿渣、硅灰和偏高岭土中的至少一种。

纳米二氧化硅的粒径为1-100nm。

本发明的另一实施例提出的一种混凝土阻锈剂的制备方法，其包括：

将70-90份铝酸盐水泥、5-15份可溶性无机钙盐和80-100份水搅拌，得到混合料；

将所述的混合料在10-30℃的环境温度下放置25-30d，30-40℃干燥，与4-15份矿物掺和料粉磨至300-400m²/kg，加入1-5份纳米二氧化硅混合，得到混凝土阻锈剂。

其阻锈原理为：铝酸盐水泥和无机钙盐反应生成x-afm和x-aft，在有cl^-存在的环境中，x-afm或x-aft与cl^-反应生成cl-afm或cl-aft，起到固化cl^-的作用。如图1所示，曲线1为混凝土阻锈剂固化氯离子之前的xrd图，曲线2为混凝土阻锈剂固化氯离子之后的xrd图，阻锈剂中氯离子阻滞固化组分与氯离子反应24h后形成了新的产物，说明该阻锈剂对氯离子有很好的阻滞固化作用。

矿物掺和料和纳米二氧化硅不仅由于其自身的填充作用使得混凝土更加密实，还可以缓慢的参与水化反应，生成的水化产物能够进一步填充混凝土，渗透性降低，降低混凝土中cl^-侵入量。

实施例1

本发明的一个实施例提出的一种混凝土阻锈剂的制备方法，其包括：

将75份铝酸盐水泥、10份可溶性无机钙盐和80份水搅拌，得到混合料；将混合料放置28d，30℃干燥，与12份矿物掺和料粉磨至330m²/kg，加入3份纳米二氧化硅混合，得到混凝土阻锈剂。

本发明的另一实施例提出的一种混凝土阻锈剂，由实施例1的方法制备而得，以重量组分计，其包括：

铝酸盐水泥：75份；

可溶性无机钙盐：10份；

矿物掺和料：12份；

纳米二氧化硅：3份。

实施例2

本发明的一个实施例提出的一种混凝土阻锈剂的制备方法，其包括：

将85份铝酸盐水泥、8份可溶性无机钙盐和100份水搅拌，得到混合料；将混合料放置30d，40℃干燥，与5份矿物掺和料粉磨至390m²/kg，加入2份纳米二氧化硅混合，得到混凝土阻锈剂。

本发明的另一实施例提出的一种混凝土阻锈剂，由实施例2的方法制备而得，以重量组分计，其包括：

铝酸盐水泥：85份；

可溶性无机钙盐：8份；

矿物掺和料：5份；

纳米二氧化硅：2份。

实施例3

本发明的一个实施例提出的一种混凝土阻锈剂的制备方法，其包括：

将80份铝酸盐水泥、9份可溶性无机钙盐和90份水搅拌，得到混合料；将混合料放置25d，30℃干燥，与10份矿物掺和料粉磨至350m²/kg，加入1份纳米二氧化硅混合，得到混凝土阻锈剂。

本发明的另一实施例提出的一种混凝土阻锈剂，由实施例3的方法制备而得，以重量组分计，其包括：

铝酸盐水泥：80份；

可溶性无机钙盐：9份；

矿物掺和料：10份；

纳米二氧化硅：1份。

将实施例1-3的混凝土阻锈剂掺入到c40强度等级混凝土中，其中混凝土阻锈剂的掺量为混凝土胶凝材料的质量百分比为4％。与不掺入混凝土阻锈剂的混凝土相比，掺入混凝土阻锈剂的混凝土的工作性能、力学性能和抗渗性能如表1所示。其中，不掺入混凝土阻锈剂的混凝土的抗渗性为p8。

表1掺入混凝土阻锈剂的混凝土的工作性能、力学性能和抗渗性能

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。