本发明属于混凝土压力管技术领域,具体而言,涉及一种抗裂/耐腐蚀混凝土及其制备方法和应用、混凝土压力管及其制备方法。
背景技术:
现阶段,混凝土压力管主要应用于水利、市政、农田管网、电力等行业,产品主要包括预应力混凝土管(yyg、syg)、预应力钢筒混凝土管(pccp)、钢筋混凝土管(rcp)及钢筋钢筒混凝土管(rccp)等及其对应的顶管。输送介质一般为地表水、雨水、水库原水、生活污水等腐蚀性较弱的介质。混凝土压力管具有节省金属、能耗低、耐久性、维修费用少、使用年限长及经济性等特点,因而广受欢迎。
但近年来,在海边建设的火电、核电厂的厂外引水及厂内循环水管道都选用海水作为输送介质,混凝土压力管因其独特的优势,经常被选用为输送海水的管材。但海水中的cl-、
另外,海工混凝土行业还有采用表面做封闭防腐层的方式,在混凝土压力管的外表面做封闭防腐层,但管道的内表面并不适用。封闭防腐层的使用寿命一般为10~15年,而混凝土压力管的使用寿命一般为50年,电厂一般要求至少30年,由于压力管内部水流速较大,且夹带杂质,对涂层产生很大的冲刷作用,这降低了防腐层的使用寿命,更为严重的是,如果这导致防腐涂层脱离、剥落,不仅维护难度大,这些脱离、剥落的防腐层会被卷入正常运行设备中,造成运行事故,后果不可估量。
鉴于此,特提出本发明。
技术实现要素:
本发明的一个目的在于提供一种抗裂/耐腐蚀混凝土,提高了混凝土的抗腐蚀性能,同时也提高了混凝土抗裂性能,且有效降低了产品的成本,能够在较低的成本下实现高量的生产,提高了配置混凝土的适用性。
本发明的另一个目的在于提供一种抗裂/耐腐蚀混凝土的制备方法,该方法操作简单,易于实施,采用该方法制备而成的混凝土综合利用了其各组成原材料的优点,具有优异的抗腐蚀性能,抗裂指标也得到了极大改善。
本发明的又一个目的还在于提供一种所述的抗裂/耐腐蚀混凝土在制备混凝土压力管中的应用;一种混凝土压力管;以及所述混凝土压力管的制备方法。应用本发明的混凝土生产出的混凝土压力管,混凝土强度保证率大幅度提升,混凝土密实度高,可有效阻止海水中有害离子的渗透浸入,能够确保混凝土压力管设计使用年限。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
根据本发明的一个方面,本发明提供一种抗裂/耐腐蚀混凝土,主要由以下重量份的原料制备而成:
水泥0.5~2份、粉煤灰0.04~0.24份、细骨料1.6~2.2份、粗骨料2.8~3.5份、玄武岩纤维0.001~0.006份、阻锈剂0.03~0.1份、减水剂0.008~0.05份和水0.1~0.8份。
作为进一步优选技术方案,主要由以下重量份的原料制备而成:
水泥0.8~1.2份、粉煤灰0.1~0.16份、细骨料1.8~2.0份、粗骨料3.0~3.25份、玄武岩纤维0.003~0.004份、阻锈剂0.05~0.07份、减水剂0.01~0.02份和水0.3~0.5份;
优选地,主要由以下重量份的原料制备而成:
水泥1份、粉煤灰0.14份、细骨料1.93份、粗骨料3.16份、玄武岩纤维0.0033份、阻锈剂0.06份、减水剂0.014份和水0.4份。
作为进一步优选技术方案,所述水泥为普通硅酸盐水泥,优选为p.o42.5水泥;
优选地,所述粉煤灰为f类粉煤灰,优选为ⅱ级和/或ⅰ级f类粉煤灰,进一步优选为ⅰ级f类粉煤灰;
优选地,所述玄武岩纤维为短切玄武岩纤维,优选为长度为10~14mm,直径为15~30μm的短切玄武岩纤维,进一步优选为长度为12mm,直径为15~30μm的短切玄武岩纤维;
优选地,所述阻锈剂为混凝土用阻锈防腐剂;
优选地,所述阻锈剂包括氨基醇类阻锈剂、亚硝酸盐类阻锈剂、磷酸盐类阻锈剂、苯甲酸钠类阻锈剂或复合型阻锈剂中的至少一种;
所述阻锈剂优选为复合型阻锈剂;
优选地,所述减水剂包括聚羧酸系减水剂、萘系减水剂或木质磺酸盐减水剂中的至少一种,所述减水剂优选为聚羧酸系减水剂。
作为进一步优选技术方案,所述粗骨料为石子;
和/或,所述细骨料为砂;
优选地,所述石子为粒径5~25mm的青石子和/或碎石;
优选地,所述砂为天然河砂,细度模数2.3~3.2。
根据本发明的另一个方面,本发明提供一种如上所述的抗裂/耐腐蚀混凝土的制备方法,包括以下步骤:
按配方量称取各原料、混合搅拌和出料。
作为进一步优选技术方案,原料的加入顺序依次为粗骨料、水泥、粉煤灰、细骨料、阻锈剂、玄武岩纤维、减水剂和水;
优选地,所述方法包括以下步骤:
按照配方量,依次将粗骨料、水泥、粉煤灰、细骨料、阻锈剂、玄武岩纤维加入到混凝土搅拌机中,混合搅拌30~60s,然后在搅拌下将减水剂和水加入到混凝土搅拌机中,再混合搅拌160~240s,即得所述混凝土;
优选地,所述混凝土的出料温度为10~35℃。
根据本发明的另一个方面,本发明提供一种上述的抗裂/耐腐蚀混凝土或上述的制备方法制得的抗裂/耐腐蚀混凝土在制备混凝土压力管中的应用;
优选地,所述混凝土压力管用于输送海水。
根据本发明的另一个方面,本发明还提供一种混凝土压力管,主要由上述的抗裂/耐腐蚀混凝土或上述的制备方法制得的抗裂/耐腐蚀混凝土制得。
根据本发明的另一个方面,本发明提供一种如上所述的混凝土压力管的制备方法,包括以下步骤:
将抗裂/耐腐蚀混凝土浇筑成混凝土管道,然后对混凝土管道进行养护;养护结束后进行脱模;
优选地,浇筑的时间为≤30min,优选为10~28min。
作为进一步优选技术方案,所述养护包括自然养护和/或蒸汽养护;
优选地,自然养护过程中,待混凝土的强度为3~5mpa时,进行洒水,保持湿润至少24小时;
优选地,蒸汽养护包括依次进行的静停阶段、升温阶段、恒温阶段和降温阶段;
优选地,静停阶段包括:在混凝土浇筑完成以后,静停1~2小时;
优选地,升温阶段包括:静停阶段结束后,升温至50~60℃,控制升温速度不超过22℃/小时;
优选地,恒温阶段包括:恒温温度为50~60℃,恒温时间为3~5小时;
优选地,降温阶段包括:降温时间为1~2小时,控制降温速度不超过30℃/小时。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明提供的抗裂/耐腐蚀混凝土,主要由水泥、粉煤灰、粗骨料、细骨料、玄武岩纤维、阻锈剂、减水剂和水制备而成,各原料相互配合,取得协同增强作用,提高了混凝土的抗腐蚀性能,同时也提高混凝土的抗裂性能,并且原料成本低,有效降低了产品的生产成本,能够在较低的成本下实现高量的生产,提高了配置混凝土的适用性。
2、本发明通过使用普通的水泥和阻锈剂配合的方式既提高混凝土内部的碱度,同时也提高了混凝土抗腐蚀性能(尤其是抗海水腐蚀性能),在此基础上再加入玄武岩纤维,提高混凝土抗裂性能,有效降低混凝土表面出现的微小裂纹,制得的压力管表面基本无肉眼可见裂纹,这对于提高混凝土压力管在海水中的耐久性至关重要。通过本发明的上述各原料的配合,采用本发明的制备方法,能最大限度降低外部不利因素对混凝土及混凝土内部钢筋的影响;有效解决现在采用高抗硫酸盐水泥成型混凝土碱度不足、混凝土表面微小裂纹及空洞多的技术难题,且有效降低了产品的成本,提高了配置混凝土的适用性。
3、本发明的制备方法流程简单,操作简便、易于实施,采用的原材料来源广、经济易得,对设备要求低,投资成本低,实用性和适应性强,综合利用了各组成原材料的优点,提升了产品的性能,易于实现真正意义上的工业批量化生产,易于推广应用。
4、应用本发明的混凝土生产出的混凝土压力管,混凝土强度保证率大幅度提升,强度可达到55mpa以上,最高可达到65mpa,混凝土密实度高,可有效阻止海水中有害离子的渗透浸入,能够确保混凝土压力管设计使用年限。
具体实施方式
下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施方式和实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。
第一方面,在至少一个实施例中提供一种抗裂/耐腐蚀混凝土,其特征在于,主要由以下重量份的原料制备而成:
水泥0.5~2份、粉煤灰0.04~0.24份、细骨料1.6~2.2份、粗骨料2.8~3.5份、玄武岩纤维0.001~0.006份、阻锈剂0.03~0.1份、减水剂0.008~0.05份和水0.1~0.8份。
上述抗裂/耐腐蚀混凝土,通过合适且适量的水泥、粉煤灰、粗骨料、细骨料、玄武岩纤维、阻锈剂、减水剂和水的协同配合作用,可以提高混凝土的抗腐蚀性能,以及提高混凝土的抗裂性能,还可降低混凝土的生产成本,提高混凝土的实用性、适用性。
进一步地,本发明同时使用普通的水泥和阻锈剂配合的方式既提高混凝土内部的碱度,同时也提高了混凝土抗腐蚀性能,尤其是抗海水腐蚀性能,达到了高抗硫酸盐水泥拌成混凝土抗海水腐蚀的效果;在此基础上再加入玄武岩纤维,提高混凝土抗裂性能,有效降低混凝土表面出现的微小裂纹,制得的压力管表面基本无肉眼可见裂纹,这对于提高混凝土压力管在海水中的耐久性至关重要。
需要说明的是,本发明中“抗裂/耐腐蚀”中的“/”代表的是和/或,即本发明可以提高混凝土的抗裂性能,或者可以提高混凝土的耐腐蚀性能,或者同时提高混凝土的抗裂性能和耐腐蚀性能。
本发明中,按照重量份数计,水泥的含量为0.5~2份,典型但非限制性的含量可以为0.5份、0.6份、0.8份、0.9份、1份、1.2份、1.4份、1.5份、1.6份、1.8份或2份;粉煤灰的含量为0.04~0.24份,典型但非限制性的含量可以为0.04份、0.06份、0.08份、0.1份、0.12份、0.14份、0.15份、0.16份、0.18份、0.2份或0.24份;细骨料的含量为1.6~2.2份,典型但非限制性的含量可以为1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、1.92份、1.93份、1.95份、1.98份、2份、2.1份或2.2份;粗骨料的含量为2.8~3.5份,典型但非限制性的含量可以为2.8份、2.85份、2.9份、3份、3.1份、3.15份、3.16份、3.18份、3.2份、3.3份、3.4份或3.5份;玄武岩纤维的含量为0.001~0.006份,典型但非限制性的含量可以为0.001份、0.002份、0.0025份、0.003份、0.0033份、0.0035份、0.004份、0.0045份、0.005份或0.006份;阻锈剂的含量为0.03~0.1份,典型但非限制性的含量可以为0.03份、0.04份、0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份或0.1份;减水剂的含量为0.008~0.05份,典型但非限制性的含量可以为0.008份、0.009份、0.01份、0.012份、0.013份、0.014份、0.015份、0.016份、0.02份、0.03份、0.04份或0.05份;水的含量为0.1~0.8份,典型但非限制性的含量可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份或0.08份。当上述水泥、粉煤灰、粗骨料、细骨料、玄武岩纤维、阻锈剂、减水剂和水采用上述组分组成和配比时,协同作用更佳,更有助于提升的产品的性能。
优选地,所述抗裂/耐腐蚀混凝土主要由以下重量份的原料制备而成:水泥0.8~1.2份、粉煤灰0.1~0.16份、细骨料1.8~2.0份、粗骨料3.0~3.25份、玄武岩纤维0.003~0.004份、阻锈剂0.05~0.07份、减水剂0.01~0.02份和水0.3~0.5份。
更优选地,所述抗裂/耐腐蚀混凝土主要由以下重量份的原料制备而成:水泥1份、粉煤灰0.14份、细骨料1.93份、粗骨料3.16份、玄武岩纤维0.0033份、阻锈剂0.06份、减水剂0.014份和水0.4份。
通过合理调整各原料组分之间的配比,充分发挥各原料组分之间的协同配合作用,提高产品的性能,进一步增强混凝土的抗腐蚀性能,以及抗裂性能,使用稳定性,适用性等,还有助于降低生产成本。
在一种优选的实施方式中,所述水泥为普通硅酸盐水泥,优选为p.o42.5水泥。普通硅酸盐水泥为本领域常用的水泥,其来源广,成本低,经济易得,进一步的,采用p.o42.5水泥,具有强度高、抗冻性好、耐磨性好、干缩小等特点,得到的混凝土强度高,适用性更强。
在一种优选的实施方式中,所述阻锈剂为混凝土用阻锈防腐剂;
优选地,所述阻锈剂包括氨基醇类阻锈剂、亚硝酸盐类阻锈剂、磷酸盐类阻锈剂、苯甲酸钠类阻锈剂或复合型阻锈剂中的至少一种;
所述阻锈剂优选为复合型阻锈剂。
应当理解的是,本领域中常用的混凝土用阻锈防腐剂均可适用于本发明。例如可以为氨基醇、亚硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐、脂肪酸盐、苯甲酸钠、铬酸钠以及复合型阻锈剂等。本发明优选采用的是复合型阻锈剂,即多种阻锈成分的配合使用,可以发挥协同作用,增强阻锈效果。
进一步的,本发明中的阻锈剂优选采用的是多功能阻锈剂505,即505高效复合型混凝土阻锈防腐剂,其可通过市售购得。
在一种优选的实施方式中,所述玄武岩纤维为短切玄武岩纤维,优选为长度为10~14mm,直径为15~30μm的短切玄武岩纤维;进一步优选为长度为12mm,直径为15~30μm的短切玄武岩纤维。
玄武岩纤维的加入可以使得混凝土抗裂指标得到较大改善及提高。本领域中常用的玄武岩纤维均可适用于本发明,优选采用的是混凝土用短切玄武岩纤维,进一步优选优选采用的是混凝土用短切bcf12-12-101y5(gbf101y5-12)。
所述的短切玄武岩纤维的长度优选在10~14mm,直径优选在15~30μm之间。在此尺寸范围内的玄武岩纤维可以更好的与其他原料取得协同配合作用,增强混凝土的力学性能和耐久性能。
需要说明的是,本发明对于水泥、阻锈剂、玄武岩纤维的来源没有特殊的限制,采用本领域技术人员所熟知的各原料即可;如可以采用其市售商品。
本发明采用的混凝土配合比通过使用普通硅酸盐水泥加复合型多功能阻锈剂的方式既提高混凝土内部的碱度,同时也提高了混凝土抗腐蚀性能,在此基础上再加入玄武岩纤维,提高混凝土抗裂性能,有效降低混凝土表面出现的微小裂纹。另外,通过一定程序的混合搅拌使其成型的混凝土强度及密实度更高,降低混凝土表面的毛细左右,从而最大限度降低外部不利因素对混凝土及混凝土内部钢筋的影响。本发明有效缓解了现有采用高抗硫酸盐水泥成型混凝土碱度不足、混凝土表面微小裂纹及空洞多的技术难题,且有效降低了产品的成本,提高了配置混凝土的适用性。
在一种优选的实施方式中,所述粉煤灰为f类粉煤灰,优选为ⅱ级和/或ⅰ级f类粉煤灰,进一步优选为ⅰ级f类粉煤灰。
粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物,其主要成分为氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙等氧化物。粉煤灰的加入,可以替代水泥,减少水泥用量、改善混凝土的工作性、降低水化热、增强后期强度、改善混凝土的内部结构,提高抗渗和抗腐蚀能力等。混凝土掺入磨细矿粉(粉煤灰)后能延缓胶凝才的水化速度,使混凝土的凝结时间延长,这一性质对高温季节混凝土的输送和施工极为有利。本发明优选采用的是ⅰ级f类粉煤灰,该类型的粉煤灰具有能有效降低混凝土拌合时水化热,调节混凝土凝结时间、提高产品外观质量等特点,可以使得混凝土浇筑时易于操作、管道成品美观,更有利于产品质量控制。
在一种优选的实施方式中,所述减水剂包括聚羧酸系减水剂、萘系减水剂或木质磺酸盐减水剂中的至少一种,所述减水剂优选为聚羧酸系减水剂。
可以理解的是,本发明对于减水剂的具体类型没有特殊限制,本领域中常用的减水剂均适用于本发明。本发明优选采用的是来源广、成本低、应用效果更好的聚羧酸系减水剂。
在一种优选的实施方式中,所述粗骨料为石子;
和/或,所述细骨料为砂;
优选地,所述石子为粒径5~25mm的青石子和/或碎石;进一步的,该青石子和/或碎石采用连续级配建设用青石子和/或碎石;其符合国标gb/t14685-2011中对连续粒级的规定。
优选地,所述砂为建设用天然河砂,细度模数2.3~3.2;采用该细度模数范围内的天然河砂,可以充分发挥外加剂的作用,配制出的混凝土和易性好,施工便利,混凝土不易开裂,有助于增强混凝土的力学性能和耐久性能。
本发明中的水可采用自来水。混凝土中,水和水泥的重量比可称为水灰比,水灰比能影响混凝土的流变性能、水泥浆凝聚结构、硬化后的密实度等。在组成材料给定的情况下,水灰比也是较为重要的力学性能参数,因而需要控制适宜的水灰比,使得混凝土具有良好的和易性、力学性能等。
第二方面,在至少一个实施例中提供一种如上所述的抗裂/耐腐蚀混凝土的制备方法,包括以下步骤:
按配方量称取各原料、混合搅拌和出料。
该方法工艺流程简单、操作简便、易于实施,对设备要求低,投资成本低,制得的产品性能优异,易于推广应用。
在一种优选的实施方式中,原料的加入顺序依次为粗骨料、水泥、粉煤灰、细骨料、阻锈剂、玄武岩纤维、减水剂和水;采用特定的加料顺序,可以充分发挥各原料的优势,提高混凝土的强度、密实度,最大限度降低外部不利因素对混凝土及混凝土内部钢筋的影响,有效增强混凝土的力学性能和耐久性能等。
优选地,所述方法包括以下步骤:
按照配方量,依次将粗骨料、水泥、粉煤灰、细骨料、阻锈剂、玄武岩纤维加入到混凝土搅拌机中,混合搅拌30~60s,然后在搅拌下将减水剂和水加入到混凝土搅拌机中,再混合搅拌160~240s,即得所述混凝土;
更优选地,所述方法包括以下步骤:
a)按照混凝土搅拌站设定的每盘混凝土出量,按照重量比(重量份数)计算各种原材料的使用量,搅拌站自动计量粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰、减水剂及水,人工采用电子秤称量阻锈剂及玄武岩纤维;
b)将计量好的原料按照粗骨料、水泥、粉煤灰、细骨料、阻锈剂、玄武岩纤维的先后顺序依次加入到混凝土搅拌机中,开启搅拌机混合搅拌30~40s,在不停机的情况下将减水剂和水加入到混凝土搅拌机中,再混合搅拌160~240s,优选再混合搅拌180s;
c)将配置好的耐腐蚀、高抗裂性能混凝土导入混凝土料罐待用。
此外,夏季及冬季应采取保温措施,将所述混凝土的出料温度控制在10~35℃。
可以理解的是,本发明的混凝土的制备方法中,所采用的设备包括混凝土搅拌站、电子秤、混凝土料罐、管道模具、蒸养设施(采用蒸汽养护时)、温度计,其均为本领域的常规设备,设置简单,易于操作,减少了投资成本,生产效率高,具有广泛的应用前景。
本发明的制备方法保证了混凝土参数的精准控制、有效调控及均匀性,降低了混凝土的现场施工难度,保证了混凝土的性能。
坍落度是衡量混凝土料浆和易性的一个重要指标,该指标反映了混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能,具体来说就是保证施工的正常进行。本发明中,所述混凝土的坍落度控制在70~130mm。
第三方面,在至少一个实施例中提供一种上述的抗裂/耐腐蚀混凝土或上述的制备方法制得的抗裂/耐腐蚀混凝土在制备混凝土压力管中的应用;
优选地,所述混凝土压力管用于输送海水。
可以理解的是,本发明的混凝土压力管主要可应用在输送海水中,具有优异的力学性能和耐久性,抗海水腐蚀性能优异,但并不限于此,其同样可以用于输送雨水、地表水等其他介质,使用寿命长,经济性好,性能优异。
第四方面,在至少一个实施例中提供一种混凝土压力管,主要由上述的抗裂/耐腐蚀混凝土或上述的制备方法制得的抗裂/耐腐蚀混凝土制得。
第五方面,在至少一个实施例中提供一种如上所述的混凝土压力管的制备方法,包括以下步骤:
将抗裂/耐腐蚀混凝土浇筑成混凝土管道,然后对混凝土管道进行养护;养护结束后进行脱模。
优选地,浇筑的时间为≤30min,优选为10~28min。
在一种优选的实施方式中,所述养护包括自然养护和/或蒸汽养护。
优选地,自然养护过程中,待混凝土的强度为3~5mpa时,进行洒水,保持湿润至少24小时;
上述混凝土成型的混凝土管道可采用自然养护,也可以采用蒸汽养护。自然养护时,待混凝土有了初期强度即强度达到3~5mpa时,要进行洒水,保持湿润至少24小时。
优选地,蒸汽养护包括依次进行的静停阶段、升温阶段、恒温阶段和降温阶段;
优选地,静停阶段包括:在混凝土浇筑完成以后,静停1~2小时;
优选地,升温阶段包括:静停阶段结束后,升温至50~60℃,优选升温至55℃,控制升温速度不超过22℃/小时;
优选地,恒温阶段包括:恒温温度为50~60℃(55±5℃),恒温时间为3~5小时;
优选地,降温阶段包括:降温时间为1~2小时,控制降温速度不超过30℃/小时。
上述养护程序能使混凝土得到充分养护,使强度、抗裂性、抗渗透性、抗腐蚀性等均有所提高,可减少现有技术中由于养护所导致的微观缺陷。
采用上述制备方法拌制而成的耐腐蚀、高抗裂性能混凝土,以及生产的混凝土压力管,综合利用了其各组成原材料的优点,普通硅酸盐水泥加阻锈剂拌成混凝土达到了高抗硫酸盐水泥拌成混凝土抗海水腐蚀的效果,而且避免了采用高抗硫酸盐水泥产生碱度不足的缺点,还大大降低水泥的采购成本;还充分利用了玄武岩纤维这种无机材料的特性,制成的混凝土抗裂指标得到较大改善及提高,混凝土压力管表面基本无肉眼可见裂纹,这对提高混凝土压力管在海水中的耐久性至关重要。
应用本发明混凝土生产出混凝土压力管,混凝土强度保证率大幅度提升,强度可达到55mpa以上,最高可达65mpa,混凝土密实度高,可有效阻止海水中有害离子的渗透侵入,从而保证混凝土压力管的设计使用年限。
下面结合具体实施例、对比例,对本发明作进一步说明。
实施例1
一种抗裂/耐腐蚀混凝土,主要由以下重量份的原料制备而成:
水泥1份、粉煤灰0.14份、细骨料1.93份、粗骨料3.16份、玄武岩纤维0.0033份、阻锈剂0.06份、减水剂0.014份和水0.4份。
其中,水泥为p.o42.5水泥;
粉煤灰为ⅰ级f类粉煤灰;
粗骨料为粒径5~25mm的连续级配建设用碎石;
细骨料为天然河砂,细度模数2.5;
玄武岩纤维为混凝土用短切gbf101y5-12;
阻锈剂为多功能阻锈剂505;
减水剂为聚羧酸高效减水剂。
该抗裂/耐腐蚀混凝土的制备方法,包括以下步骤:
a)按照混凝土搅拌站设定的每盘混凝土出量,按照重量比(重量份数)计算各种原材料的使用量,搅拌站自动计量粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰、减水剂及水,人工采用电子秤称量阻锈剂及玄武岩纤维;
b)将计量好的原料按照粗骨料、水泥、粉煤灰、细骨料、阻锈剂、玄武岩纤维的先后顺序依次加入到混凝土搅拌机中,开启搅拌机混合搅拌30~40s,在不停机的情况下将减水剂和水加入到混凝土搅拌机中,再混合搅拌180s;
c)将配置好的耐腐蚀、高抗裂性能混凝土导入混凝土料罐待用。
实施例2
一种抗裂/耐腐蚀混凝土,主要由以下重量份的原料制备而成:
水泥0.9份、粉煤灰0.1份、细骨料1.83份、粗骨料3.06份、玄武岩纤维0.003份、阻锈剂0.05份、减水剂0.01份和水0.3份。
其余均与实施例1相同。
实施例3
一种抗裂/耐腐蚀混凝土,主要由以下重量份的原料制备而成:
水泥1.2份、粉煤灰0.16份、细骨料2.03份、粗骨料3.25份、玄武岩纤维0.004份、阻锈剂0.07份、减水剂0.02份和水0.5份。
其余均与实施例1相同。
实施例4
一种抗裂/耐腐蚀混凝土,主要由以下重量份的原料制备而成:
水泥1.5份、粉煤灰0.2份、细骨料2.2份、粗骨料3.5份、玄武岩纤维0.0055份、阻锈剂0.08份、减水剂0.045份和水0.7份。
本实施中,粉煤灰为ⅱ级f类粉煤灰;
粗骨料为粒径5~16mm连续级配青石子;细骨料天然河砂,细度模数3.2;
玄武岩纤维为长度为12mm,直径为20μm的短切玄武岩纤维;阻锈剂为复合型阻锈剂;
其余均与实施例1相同。
实施例5
一种抗裂/耐腐蚀混凝土,主要由以下重量份的原料制备而成:
水泥0.9份、粉煤灰0.13份、细骨料1.65份、粗骨料2.86份、玄武岩纤维0.0015份、阻锈剂0.03份、减水剂0.05份和水0.24份。
本实施中,粗骨料为粒径5~16mm连续级配青石子;细骨料天然河砂,细度模数2.3;
玄武岩纤维为长度为12mm,直径为30μm的短切玄武岩纤维;
阻锈剂为复合型阻锈剂;
其余均与实施例1相同。
对比例1
一种抗裂/耐腐蚀混凝土,主要由以下重量份的原料制备而成:
水泥3份、粉煤灰0.5份、细骨料2.5份、粗骨料4份、玄武岩纤维0.008份、阻锈剂0.2份、减水剂0.1份和水1.5份。
与实施例1不同的是,本对比例中各原料的含量均不在本发明所提供的含量范围内。
对比例2
一种抗裂/耐腐蚀混凝土,主要由以下重量份的原料制备而成:
水泥2.5份、粉煤灰0.2份、细骨料2.13份、粗骨料3.36份、玄武岩纤维0.0055份、阻锈剂0.01份、减水剂0.034份和水0.8份。
与实施例1不同的是,本对比例中水泥和阻锈剂的含量均不在本发明所提供的含量范围内。
对比例3
一种抗裂/耐腐蚀混凝土,主要由以下重量份的原料制备而成:
水泥1份、粉煤灰0.14份、细骨料1.93份、粗骨料3.16份、玄武岩纤维0.0033份、减水剂0.014份和水0.4份。
与实施例1不同的是,本对比例中省略了原料阻锈剂。
对比例4
一种抗裂/耐腐蚀混凝土,主要由以下重量份的原料制备而成:
水泥1份、粉煤灰0.14份、细骨料1.93份、粗骨料3.16份、阻锈剂0.06份、减水剂0.014份和水0.4份。
与实施例1不同的是,本对比例中省略了原料玄武岩纤维。
对比例5
一种抗裂/耐腐蚀混凝土,与实施例1不同的是,该混凝土的制备方法中:
原料的加入顺序依次为水泥、粉煤灰、细骨料、粗骨料、阻锈剂、玄武岩纤维、减水剂和水。
a)按照混凝土搅拌站设定的每盘混凝土出量,按照重量比(重量份数)计算各种原材料的使用量,搅拌站自动计量粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰、减水剂及水,人工采用电子秤称量阻锈剂及玄武岩纤维;
b)将计量好的原料加入搅拌顺序如下:
按照顺序依次加入水泥、粉煤灰、细骨料、粗骨料、阻锈剂、玄武岩纤维,混合搅拌时间与实施例1相同;
c)将配置好的耐腐蚀、高抗裂性能混凝土导入混凝土料罐待用。
本对比例中,混凝土的制备方法中原料的加料顺序不在本发明所提供的范围内。
应用例
分别将上述实施例的混凝土制成混凝土压力管,主要包括以下步骤:
1)将所述抗裂/耐腐蚀混凝土浇筑成混凝土管道,浇筑时间在30min以内。
2)对混凝土管道进行养护;所述养护包括自然养护和/或蒸汽养护;
其中,自然养护时,待混凝土有了初期强度即强度达到3~5mpa时,要进行洒水,保持湿润至少24小时。
蒸汽养护则需要遵照以下程序进行蒸汽养护:
静停阶段:在混凝土浇筑完成以后,静停1~2小时;
升温阶段:静停阶段结束后,升温至55℃,控制升温速度不超过22℃/小时;
恒温阶段:恒温温度在55±5℃,恒温时间为3~5小时;
降温阶段:降温时间为1~2小时,控制降温速度不超过30℃/小时。
3)养护结束后进行脱模。
性能测试
对上述实施例和对比例制得的混凝土进行性能测试,测试结果如表1所示。(根据gb/50164-2011、gb/t50082-2009对混凝土进行性能测试)
表1实施例和对比例的混凝土性能测试结果
由以上性能测试可以看出,本发明的混凝土的抗压强度高,经过工程应用(长期取样)混合土最低强度不低于55mpa;抗渗透性能检测结果为不透水,抗渗等级为≥p12,具有良好的抗渗透性能;具有很高的抗氯离子渗透性;用5%的硫酸钠溶液进行抗硫酸盐侵蚀检测,抗硫酸盐侵蚀等级达到ks150;且本发明实施例的初始塌落度大,砼的和易性较好,有利于混凝土的长距离运输和夏季高温施工。本发明满足混凝土工程的需求,且制备方法简单,生产效率高。而对比例的混凝土或是配比不合理,或是省略了一种或多种原料组分,配制出来的混凝土的抗腐蚀性能、抗裂性能差,不能满足沿海地区所需求的混凝土技术要求。
另外,按照gb/t15345-2017规定的方法对本发明混凝土制成的混凝土压力管管道进行测试:1)对管道进行抗内水压力测试;2)管道抗外荷载测试;3)管道接头转角测试;测试结果表明,完全符合的设计要求。
应当理解的是,本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。