本发明涉及一种耐腐蚀高强度的海岸建筑水泥及其制备方法，属于建筑材料领域。
背景技术：
沿海水利工程的主要结构大部分是混凝土结构。而且从目前的发展情况来看，在今后数十年内，沿海水利工程建设所采用的材料将仍以混凝土结构为主。众所周知，混凝土工程一旦出现耐久性问题，其修复难度非常大，所以，沿海水利工程应十分注重耐久性设计。长期以来，众多沿海水利工程主要使用普通水泥，在现场根据要求拌制相应的耐海水侵蚀混凝土，但是由于现场拌制工艺及质量控制问题，一些结构很难达到理想的设计使用寿命。不良施工会影响混凝土结构的耐久性，如混凝土拌制工艺缺陷、掺合料用量不够正确、钢筋保护层厚度不足等，这些都会使混凝土结构无法达到预定的使用年限。影响沿海水利工程耐久性的原因众多，除了结构设计、施工维护等因素外，其使用的建筑材料是最为重要的因素之一。
在海洋环境下，海水对混凝土的侵蚀作用主要由以下几个因素引起：海水中so42-、cl-、mg2+离子的化学侵蚀作用；在干湿条件下盐类在混凝土中结晶；海浪的机械磨损和冲击；混凝土内钢筋的锈蚀以及冻融循环等破坏作用。为此要求抗海水水泥同时具有抗侵蚀、抗冻融、抗冲刷、耐磨等性能。授权公告号cn102850028b，发明名称：一种耐海水腐蚀的路面材料，包括以下重量百分比计的成分：半水石膏20～30%，水泥40～50%，石英沙5～10%，氧化铝陶瓷粉5～10%，碳纤维1～3%，钛酸钾晶须1～3%，钛白粉5～10%，粉煤灰5～10%，防霉剂1～3%。该发明采用较少的有机化学药剂，耐海水腐蚀能强，各组分易获得，适于沿海地区的路面建设使用。申请公布号cn105198336a，发明名称：一种抗大风浪冲击的海岸建筑水泥，其包含了以下重量份数的原料：矿渣60-80份；硫铝酸盐水泥熟料10-30份；硅粉5-10份；复合活化剂0.03-0.05份；早强剂2-4份；减水剂1-3份；引气剂0.005-0.007份；缓凝剂0.3-0.5份；其生产方法是将矿渣、硫铝酸盐熟料、硅粉、复合活化剂和早强剂分别破碎，磨粉，均化，然后按比例配料混合均化，再加入减水剂、引气剂和缓凝剂混合均化制得产品。本发明的抗大风浪冲击的绿色生态水泥，除了具有普通水泥的性能外，还具有高强、抗海水侵蚀、耐海水冲刷等优良特性，特别适用于港口、码头抗大风浪冲击以及其它受侵蚀介质腐蚀的工程。上述专利都部分解决了现有用于海岸建设混泥土的问题，但是上述专利制备的混凝土的成分复杂，尤其是强度不是很高。
技术实现要素：
本发明提供了一种耐腐蚀高强度的海岸建筑水泥及其制备方法，解决了现有海岸建筑水泥强度不高、耐腐蚀性差等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种耐腐蚀高强度的海岸建筑水泥，按照重量份计，包括以下重量份数的原料：硫铝酸盐水泥熟料30-40份；硅粉5-10份；石膏5-10份、石英砂20-30份、氮化硅0.1-0.5份、钛矿渣10-20份、减水剂1-3份、复合早强防蚀剂1-3份。
进一步，本发明的一种优选方案：所述的海岸建筑水泥按照重量份计，包括以下重量份数的原料：硫铝酸盐水泥熟料35-40份；硅粉5-8份；石膏8-10份、石英砂20-25份、氮化硅0.2-0.3份、钛矿渣15-20份、减水剂1-3份、复合早强防腐剂2-3份。
进一步，本发明的一种优选方案：所述的复合早强防蚀剂按照重量份计，包括氯醋树脂20-30份、松香改性酚醛树脂20-30份、木质素1-3份、碳纤维3-5份、三乙醇胺10-15份、气相白碳黑10-15份、二氧化硅10-15份。
进一步，本发明的一种优选方案：所述的复合早强防蚀剂的制备方法如下：先将木质素、碳纤维、气相白碳黑和二氧化硅混合均匀，然后依次加入三乙醇胺、氯醋树脂和松香改性酚醛树脂，然后70-80度反应15-30min，然后干燥，粉碎为100-200目的颗粒。
进一步，本发明的一种优选方案：所述的减水剂为甲基萘磺酸钠减水剂。
进一步，本发明的一种优选方案：所述的石膏的粒径为100-150目，所述的氮化硅的粒径为200-250目。
本发明也提供了一种抗大风浪冲击的海岸建筑水泥的制备方法，包括以下步骤：
（1）干燥：将钛矿渣和石英砂烘干至含水量小于2.8％，备用；
（2）磨粉：将所得干燥的钛矿渣和石英砂研磨，使其通过100目筛的通过率达到95%以上，将研磨后的钛矿渣和石英砂、硫铝酸盐水泥熟料、石膏和硅粉混合备用；
（3）将氮化硅、减水剂和复合早强防腐剂混和均匀，然后加入1/5-1/4步骤3所得的混合物，混和均匀，然后再加入1/4-1/3所得步骤3所得的混合物，混和均匀，最后加入剩余的步骤3所得的混合物，混和均匀，既得抗大风浪冲击的海岸建筑水泥。
本发明的有益效果：
本发明的采用硅粉、石英砂、氮化硅和钛矿渣作为主要骨料。钛矿渣作为骨料使混凝土硬化快、强度高、水化热低、孔结构优良、抗渗、抗冻性好和抗化学侵蚀能力强等。钛矿渣中没有死烧的缓慢水化物相，压蒸处理后，不会引起膨胀或者收缩，钛矿渣中无有害成分，胶结材水化时渣中矿物稳定存在。而且随着水化反应的进行，磨细钛矿渣会起到表面微晶化、界面祸合、紧密堆积等物理作用。钛矿渣与硅灰复合掺加时，能够很好的发挥复合胶凝体系的诱导激活效应，使不同胶结材中的非典型玻璃相相互诱导激活，从而发生二次水化反应。同时由于硅灰颗粒极其微细，可以填充水泥颗粒之间的空隙，使水泥石更加密实。硅灰中二氧化硅玻璃体含量很高，水泥水化时它与水化产物cao发生火山灰反应，生成稳定的胶凝物质—水化硅酸钙(c-s-h)，从而形成非常密实的水硬性物质。使强度明显提高。氮化硅为一种超硬物质，本身具有润滑性，耐热震性能、抗氧化性能、耐磨损性能、耐蚀性能好。通过钛矿渣与石英砂、氮化硅的组合，一方面可以提交建筑材料的耐海水侵蚀性，另一方面可以有效的提高建筑材料的强度，弥补提交钛矿渣造成强度降低的问题。
本发明采用复合早强防蚀剂来增强混凝土的综合性能。采用本发明复合早强防蚀剂可以有效的提高混凝土的凝结速度，并且在混凝土的表面形成层防海水腐蚀的保护层，有效的提高其综合性能。另一方面本发明的复合早强防蚀剂中的木质素、碳纤维等原料，可以在混凝土中形成网状结构，与颗粒粉体之间更加牢固的结合，进一步增强路面的密实度和防海水腐蚀性能。
本发明的海岸建筑水泥具有高强、致密、抗渗、抗海水侵蚀、耐海水冲刷等优良性能，特别适用于地下、港口、码头以及其它受硫酸盐等侵蚀介质腐蚀的工程。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
以下试试中所使用的钛矿渣为四川攀枝花钢铁公司生产水淬钛矿渣，比表面积为6300cm2/g，其化学成分sio220-22，cao23-26，al2o318-22，tio214-16，fe2o33-4，mgo7-9，余量其它杂质。
实施例1
一种耐腐蚀高强度的海岸建筑水泥，按照重量份计，包括以下重量份数的原料：硫铝酸盐水泥熟料30份；硅粉5份；石膏7份、石英砂20份、氮化硅0.1份、钛矿渣10份、减水剂1份、复合早强防蚀剂1份。
所述的复合早强防蚀剂按照重量份计，包括氯醋树脂20份、松香改性酚醛树脂25份、木质素2份、碳纤维3份、三乙醇胺10份、气相白碳黑15份、二氧化硅15份。
复合早强防蚀剂的制备方法如下：先将木质素、碳纤维、气相白碳黑和二氧化硅混合均匀，然后依次加入三乙醇胺、氯醋树脂和松香改性酚醛树脂，然后70度反应30min，然后干燥，粉碎为100-200目的颗粒。
减水剂为甲基萘磺酸钠减水剂。
石膏的粒径为100-150目，氮化硅的粒径为200-250目。
一种抗大风浪冲击的海岸建筑水泥的制备方法，包括以下步骤：
（1）干燥：将钛矿渣和石英砂烘干至含水量小于2.8％，备用；
（2）磨粉：将所得干燥的钛矿渣和石英砂研磨，使其通过100目筛的通过率达到95%以上，将研磨后的钛矿渣和石英砂、硫铝酸盐水泥熟料、石膏和硅粉混合备用；
（3）将氮化硅、减水剂和复合早强防腐剂混和均匀，然后加入1/5步骤3所得的混合物，混和均匀，然后再加入1/4所得步骤3所得的混合物，混和均匀，最后加入剩余的步骤3所得的混合物，混和均匀，既得抗大风浪冲击的海岸建筑水泥。
实施例2
一种耐腐蚀高强度的海岸建筑水泥，按照重量份计，包括以下重量份数的原料：硫铝酸盐水泥熟料33份；硅粉10份；石膏5份、石英砂25份、氮化硅0.2份、钛矿渣17份、减水剂2份、复合早强防蚀剂2份。
所述的复合早强防蚀剂按照重量份计，包括氯醋树脂25份、松香改性酚醛树脂30份、木质素3份、碳纤维4份、三乙醇胺12份、气相白碳黑12份、二氧化硅10份。
复合早强防蚀剂的制备方法如下：先将木质素、碳纤维、气相白碳黑和二氧化硅混合均匀，然后依次加入三乙醇胺、氯醋树脂和松香改性酚醛树脂，然后80度反应15min，然后干燥，粉碎为100-200目的颗粒。
减水剂为甲基萘磺酸钠减水剂。
石膏的粒径为100-150目，氮化硅的粒径为200-250目。
本发明也提供了一种抗大风浪冲击的海岸建筑水泥的制备方法，包括以下步骤：
（1）干燥：将钛矿渣和石英砂烘干至含水量小于2.8％，备用；
（2）磨粉：将所得干燥的钛矿渣和石英砂研磨，使其通过100目筛的通过率达到95%以上，将研磨后的钛矿渣和石英砂、硫铝酸盐水泥熟料、石膏和硅粉混合备用；
（3）将氮化硅、减水剂和复合早强防腐剂混和均匀，然后加入1/4步骤3所得的混合物，混和均匀，然后再加入1/3所得步骤3所得的混合物，混和均匀，最后加入剩余的步骤3所得的混合物，混和均匀，既得抗大风浪冲击的海岸建筑水泥。
实施例3
一种耐腐蚀高强度的海岸建筑水泥，按照重量份计，包括以下重量份数的原料：硫铝酸盐水泥熟料35份；硅粉6份；石膏8份、石英砂30份、氮化硅0.3份、钛矿渣20份、减水剂3份、复合早强防蚀剂3份。
所述的复合早强防蚀剂按照重量份计，包括氯醋树脂30份、松香改性酚醛树脂20份、木质素1份、碳纤维5份、三乙醇胺15份、气相白碳黑10份、二氧化硅15份。
复合早强防蚀剂的制备方法如下：先将木质素、碳纤维、气相白碳黑和二氧化硅混合均匀，然后依次加入三乙醇胺、氯醋树脂和松香改性酚醛树脂，然后75度反应20min，然后干燥，粉碎为100-200目的颗粒。
减水剂为甲基萘磺酸钠减水剂。
石膏的粒径为100-150目，氮化硅的粒径为200-250目。
本发明也提供了一种抗大风浪冲击的海岸建筑水泥的制备方法，包括以下步骤：
（1）干燥：将钛矿渣和石英砂烘干至含水量小于2.8％，备用；
（2）磨粉：将所得干燥的钛矿渣和石英砂研磨，使其通过100目筛的通过率达到95%以上，将研磨后的钛矿渣和石英砂、硫铝酸盐水泥熟料、石膏和硅粉混合备用；
（3）将氮化硅、减水剂和复合早强防腐剂混和均匀，然后加入1/4步骤3所得的混合物，混和均匀，然后再加入1/4所得步骤3所得的混合物，混和均匀，最后加入剩余的步骤3所得的混合物，混和均匀，既得抗大风浪冲击的海岸建筑水泥。
实施例4
与实施例1基本相同，不同之处在于：一种耐腐蚀高强度的海岸建筑水泥，按照重量份计，包括以下重量份数的原料：硫铝酸盐水泥熟料38份；硅粉8份；石膏9份、石英砂22份、氮化硅0.2份、钛矿渣17份、减水剂2份、复合早强防蚀剂2.2份。
实施例5
与实施例1基本相同，不同之处在于：一种耐腐蚀高强度的海岸建筑水泥，按照重量份计，包括以下重量份数的原料：硫铝酸盐水泥熟料40份、硅粉7份、石膏10份、石英砂26份、氮化硅0.3份、钛矿渣20份、减水剂3份、复合早强防蚀剂2.6份。
对比例1
与实施例1基本相同，不同之处在于：一种耐腐蚀高强度的海岸建筑水泥，按照重量份计，包括以下重量份数的原料：硫铝酸盐水泥熟料30份；硅粉5份；石膏7份、石英砂20份、氮化硅0.1份、钛矿渣10份、减水剂1份、三乙醇胺1份。
对比例2
与实施例1基本相同，不同之处在于：一种耐腐蚀高强度的海岸建筑水泥，按照重量份计，包括以下重量份数的原料：硫铝酸盐水泥熟料30份；硅粉5份；石膏7份、石英砂20份、氮化硅0.1份、矿渣10份、减水剂1份、复合早强防蚀剂1份。
矿渣：高炉水渣经过研磨得到的一种粉末，细度400m2/kg～500m2/kg，其化学成分的重量百分数为：sio2：30%-40%、al2o3：12%-18%、mgo：8%-12%、fe2o3：0.6%-1.0%、tio2：0.1%-0.5%、mno2：0.5%-1%；其余为cao或caco3。
对比例3
与实施例1基本相同，不同之处在于：一种耐腐蚀高强度的海岸建筑水泥，按照重量份计，包括以下重量份数的原料：硫铝酸盐水泥熟料30份；硅粉5份；石膏7份、石英砂20.1份、钛矿渣10份、减水剂1份、复合早强防蚀剂1份。
人工海水的腐蚀试验
试验所用试件为70⨉70⨉70mm立方体。成型后在标准养护室中养护至56天龄期测定重量、抗压强度和抗折强度,然后开始浸一烘循环：人工海水中浸泡16小时,然后取出80度环境下烘8小时，24小时为一个循环。第120天个循环测重量，计算失重率，称重前在水中用尼龙刷轻轻刷洗试件表面，去掉疏松物质，测抗压强度和抗折强度。
人工海水成分（g/l）nacl105.00，mgcl212.70，mgso4·7h2o7.70，caso4.2h2o12.15，caco30.5。
由由上表可知，本发明的耐腐蚀高强度的海岸建筑水泥具有良好的抗压强度、抗折强度和耐腐蚀性，经过120个循环以后，抗压、抗折强度损失不大，尤其是耐海水腐蚀性更优越，失重率可以达到0.008%。
由对比例1-3可知，改变配方中的原料含量依次为复合早强防蚀剂、钛矿渣和氮化硅的量，不仅使它们本身具有性能降低，而且带动了整体性能的降低，因此它们是一个有机整体。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。