一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土及其制备方法

本申请涉及菱镁矿混凝土领域，更具体地说，它涉及一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、我国的菱镁矿资源蕴含丰富且储量巨大，约占世界总量的四分之一，巨世界首位。菱镁矿具有优异的耐火性和粘结性，被广泛应用在冶金、化工、轻工、建筑、农牧业等领域。以菱镁矿为原料生产的菱镁水泥具有机械强度高、硬化速度快、粘结性能好、抗盐卤性能强、阻燃性能好、腐蚀性低等优点，并且可以跟多种类型的骨料混合搭配使用，除传统粗细骨料外，还可以在其中添加一些工业废料和粉碎的建筑材料，达到了节约资源和保护环境的目的。

2、目前，随着建筑行业的快速发展，工程建设对混凝土的各项要求愈来愈高，使得混凝土不仅要具有良好的物理力学性能，而且还要具有优异的耐久性，能够在环境恶劣的条件下具有长期的服役年限。影响混凝土耐久性的因素众多，主要包括干湿循环、碳化作用、荷载作用、冻融循环、碱骨料破坏和盐类侵蚀损伤破坏。其中，硫酸盐侵蚀破坏是导致混凝土性能劣化的重要原因之一，在侵蚀过程中，混凝土的损伤会不断累积，达到一定程度后，使混凝土的结构发生破坏，从而难以达到设计标准，不仅对民众的安全工作生活产生威胁，还降低了工程的工作年限，造成了资源的巨大浪费及经济损失。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本申请提供一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土及其制备方法。

2、第一方面，本申请提供的一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土，采用如下的技术方案：

3、一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土，所用原料包括以下重量份的组分：

4、水泥360-430份；

5、粗骨料1128.5-1146.6份；

6、细骨料663-689份；

7、硅灰11.52-13.76份；

8、拌和水160-185份；

9、减水剂3.2-3.8份；

10、片麻岩石粉17.28-20.64份；

11、抗硫酸盐腐蚀剂6.12-7.36份。

12、通过采用上述技术方案，本申请在菱镁矿混凝土中加入一定量的硅灰和片麻岩石粉，可以有效的填充菱镁矿混凝土内部的细小孔隙和裂缝，强化界面过渡区的粘结性能，从而改善和提升菱镁矿混凝土的力学性能以及抗硫酸盐侵蚀性能。

13、并且，本申请还在菱镁矿混凝土中加入一定量的抗硫酸盐腐蚀剂，抗硫酸盐腐蚀剂可以起到与硅灰、片麻岩石粉共同改善和提升菱镁矿混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能的目的，从而使菱镁矿混凝土具有优异的耐久性。

14、优选的，按重量份计，所述抗硫酸盐腐蚀剂包括膨胀剂3.6-4.3份、膨润土0.72-0.86份和亚磷酸钙1.8-2.2份。

15、通过采用上述技术方案，本申请将膨胀剂、膨润土和亚磷酸钙混合制成抗硫酸盐腐蚀剂加入菱镁矿混凝土中，充分发挥三者之间的协同作用，共同提高了菱镁矿混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。具体地，膨胀剂在菱镁矿混凝土凝结硬化过程中会发生体积膨胀，生成的膨胀物质减少了菱镁矿混凝土的缝隙及孔洞数量，增加了菱镁矿混凝土的密实程度，从而增强了菱镁矿混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。同时，膨润土具有吸水作用，能够吸取周围的多余水分，使得菱镁矿混凝土中水的含量增多，进一步促进了菱镁矿混凝土中水泥的水化作用，生成大量的水化产物，从而提高了菱镁矿混凝土的密实程度。亚磷酸钙则不仅可以增强已经生成的水化产物的健强，还能促进未水化水泥的水化，从而增加硅酸钙沉淀的生成量，增强了菱镁矿混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。

16、优选的，所述膨胀剂包括重量比为1:(0.8-1.2)的硫铝酸盐膨胀剂和氧化镁膨胀剂。

17、通过采用上述技术方案，本申请采用硫铝酸盐膨胀剂和氧化镁膨胀剂按照一定的比例混合搭配使用，充分发挥彼此的协同作用，减少了菱镁矿混凝土的缝隙及孔洞数量，使菱镁矿混凝土的结构更加密实，从而提高了菱镁矿混凝土的抗硫酸侵蚀性能。

18、优选的，所述片麻岩石粉和硅灰的重量比为(1.4-1.5):1。

19、通过采用上述技术方案，片麻岩石粉和硅灰可以最大程度的发挥彼此之间的协同互补作用，不仅能够使菱镁矿混凝土获得较高的抗硫酸盐侵蚀性能，还可以显著减少二者的用量，降低工程成本。

20、优选的，所述原料还包括3.6-4.3重量份的钡盐。

21、优选的，所述钡盐为碳酸钡和/或氢氧化钡。

22、通过采用上述技术方案，本申请在菱镁矿混凝土中加入钡盐，可以通过钡盐中的钡离子和硫酸根离子形成难溶的硫酸钡，以硫酸钡的形式固化硫酸盐，降低了菱镁矿混凝土中硫酸盐浓度和孔隙率，从而提高菱镁矿混凝土抗硫酸盐侵蚀性能，提高菱镁矿混凝土的耐久性。

23、优选的，所述原料还包括增强纤维0.72-0.86重量份。

24、优选的，所述增强纤维包括重量比为1:(2-3)的玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维。

25、通过采用上述技术方案，聚乙烯醇纤维可以在硫酸盐侵蚀初期显著抑制菱镁矿混凝土内部微裂缝的生成和发展，但是随着硫酸盐侵蚀时间的延长，菱镁矿混凝土内部的裂缝逐渐增大，聚乙烯醇纤维的抑制能力达到极限，此时由玄武岩纤维起到显著抑制菱镁矿混凝土内部微裂缝的生成和发展的作用。

26、本申请通过进一步控制玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维的配比，可以最大程度的发挥二者之间的协同互补作用，从而进一步提高菱镁矿混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力。

27、第二方面，本申请提供一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土的制备方法，包括以下步骤：

28、先将除拌和水和减水剂以外的所有原料混合搅拌1min-3min，然后加入拌和水和减水剂继续搅拌2min-5min，得到高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土。

29、通过采用上述技术方案制备高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土，步骤简单，易操作，适合大规模工业化生产。

30、优选的，所述原料中的菱镁矿在与其余原料混合搅拌之前，先在水中浸泡48h-50h，然后沥干10min-15min。

31、通过采用上述技术方案，使菱镁矿的含水率为0.8％，在与其他原料混合前处于饱和面干的状态。

32、综上所述，本申请具有以下有益技术效果：

33、1.本申请的菱镁矿混凝土具有较强的力学性能及抗硫酸盐侵蚀性能，耐久性能优异，能够在环境恶劣的条件下具有长期的服役年限；

34、2.本申请的菱镁矿混凝土的制备方法步骤简单，易操作，原料极易获得，适合大规模工业化生产。

技术特征：

1.一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土，其特征在于，所用原料包括以下重量份的组分：

2.根据权利要求1所述的一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土，其特征在于：按重量份计，所述抗硫酸盐腐蚀剂包括膨胀剂3.6-4.3份、膨润土0.72-0.86份和亚磷酸钙1.8-2.2份。

3.根据权利要求2所述的一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土，其特征在于：所述膨胀剂包括重量比为1:（0.8-1.2）的硫铝酸盐膨胀剂和氧化镁膨胀剂。

4.根据权利要求1所述的一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土，其特征在于：所述片麻岩石粉和硅灰的重量比为（1.4-1.5）:1。

5.根据权利要求1所述的一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土，其特征在于：所述原料还包括3.6-4.3重量份的钡盐。

6.根据权利要求5所述的一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土，其特征在于：所述钡盐为碳酸钡和/或氢氧化钡。

7.根据权利要求1所述的一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土，其特征在于：所述原料还包括增强纤维0.72-0.86重量份。

8.根据权利要求7所述的一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土，其特征在于：所述增强纤维包括重量比为1:（2-3）的玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维。

9.一种权利要求1-8任一项所述的高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土的制备方法，其特征在于：所述原料中的菱镁矿在与其余原料混合搅拌之前，先在水中浸泡48h-50h，然后沥干10min-15min。

技术总结
本申请涉及菱镁矿混凝土领域，具体公开了一种高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土及其制备方法。菱镁矿混凝土包括以下重量份的组分：水泥360‑430份、粗骨料1128.5‑1146.6份、细骨料663‑689份、硅灰11.52‑13.76份、拌和水160‑185份、减水剂3.2‑3.8份、片麻岩石粉17.28‑20.64份、抗硫酸盐腐蚀剂6.12‑7.36份；其制备方法为：先将除拌和水和减水剂以外的所有原料混合搅拌，然后加入拌和水和减水剂继续搅拌，得到高抗硫酸盐侵蚀的菱镁矿混凝土。本申请的菱镁矿混凝土具有较强的力学性能及抗硫酸盐侵蚀性能，耐久性能优异。

技术研发人员：王海军,杨战辉,张华,钟元庆,齐美美,魏华,付佳强,栾焕强,吴鸿胜,田国文
受保护的技术使用者：沈阳工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16