一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土及其制备方法

文档序号:37663889发布日期:2024-04-18 20:37阅读:6来源:国知局

本发明属于建筑材料,具体涉及一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土及其制备方法。


背景技术:

1、随着可持续发展战略在建筑领域的日益觉醒,减少与建筑行业相关的co2排放量势在必行。波特兰水泥年均产量高达40亿吨,所产二氧化碳占全球人为二氧化碳排放量的8-10%。采用洞渣石粉取代水泥能够有效降低co2排放。此外,洞渣石粉具有填充、成核和稀释等作用,使基体的密实度得到提高。采用洞渣石粉取代水泥、机制砂替代河砂,是未来工程材料绿色发展的主流趋势。

2、然而,洞渣石粉的掺入使水泥基材料抵抗硫酸盐侵蚀的能力减弱。洞渣石粉与基体中铝相反应,阻碍了钙矾石向单硫型水化硫铝酸钙的转变。在掺洞渣石粉的水泥基材料中,石膏成为主要侵蚀产物,且生成时间先于钙矾石。此外,掺洞渣石粉水泥基材料更容易出现碳硫硅钙石型破坏。如何在保证混凝土耐硫酸盐侵蚀的前提下,充分利用洞渣石粉,是目前亟待解决的问题。

3、因此,需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土,以实现洞渣石粉的有效利用,并解决混凝土在掺入洞渣石粉后不耐硫酸盐侵蚀的问题。

2、本发明的目的还在于提供上述纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土的制备方法。

3、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

4、一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土,按重量份计,包括以下组分:硅酸盐水泥100~500份、洞渣石粉30~300份、细骨料1000~1500份、纳米fe2o31~5份、吸水性树脂0.5~2份、氢氧化钡3~5份和水200~300份。

5、优选的,所述硅酸盐水泥为强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥,所述细骨料为机制砂。

6、优选的,所述洞渣石粉岩性为白云岩,比表面积≥500m2/kg,caco3含量≥85%。

7、优选的,所述机制砂为洞渣破碎砂,岩性为白云岩,粒径≤5mm。

8、优选的,所述纳米fe2o3粒径为10~100nm,纯度≥99%。

9、优选的,所述吸水性树脂粒径为50~150目。

10、优选的,所述氢氧化钡为一水合物,纯度≥98%。

11、优选的,所述水为自来水。

12、本发明还提供任一上述的一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土的制备方法,包括以下步骤:

13、s1、将氢氧化钡充分溶解在水溶液中后,将吸水性树脂加入氢氧化钡溶液中并使其充分分散,得到吸水性树脂-氢氧化钡分散液;

14、s2、按比例称取硅酸盐水泥、洞渣石粉、吸水性树脂-氢氧化钡分散液、纳米fe2o3、细骨料倒入混凝土搅拌机干拌,再加水搅拌,即得纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土。

15、优选的,步骤s1中,采用磁力搅拌器或桨式搅拌器搅拌;步骤s2中,干拌1~2min,加水搅拌2~4min。

16、有益效果:

17、(1)本发明以洞渣石粉为粉料,利用其填充、成核和稀释效应,以及纳米fe2o3的填充和火山灰效应、吸水性树脂的内养护效应、氢氧化钡的化学效应,影响水泥基材料的水化产物,增大物相体积,从而减小水泥基材料的孔隙率,改善孔径分布,提高水泥基材料整体密实度,能够提高水泥基材料的强度,降低体积收缩,提高混凝土的后期强度和耐久性能,有效阻碍so42-等有害离子在毛细孔中的迁移,提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能;

18、(2)本发明提供的纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土具有良好的工作性能和体积稳定性,机制砂在浆体中分布均匀,并具有高稳健自密实的性能,具有优异的力学性能和耐久性能,应用于桥梁工程时能够为建筑的服役寿命提供保障。



技术特征:

1.一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土,其特征在于,按重量份计,包括以下组分:硅酸盐水泥100~500份、洞渣石粉30~300份、细骨料1000~1500份、纳米fe2o31~5份、吸水性树脂0.5~2份、氢氧化钡3~5份和水200~300份。

2.根据权利要求1所述的一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土,其特征在于,所述硅酸盐水泥为强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥,所述细骨料为机制砂。

3.根据权利要求1所述的一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土,其特征在于,所述洞渣石粉岩性为白云岩,比表面积≥500m2/kg,caco3含量≥85%。

4.根据权利要求2所述的一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土,其特征在于,所述机制砂为洞渣破碎砂,岩性为白云岩,粒径≤5mm。

5.根据权利要求1所述的一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土,其特征在于,所述纳米fe2o3粒径为10~100nm,纯度≥99%。

6.根据权利要求1所述的一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土,其特征在于,所述吸水性树脂粒径为50~150目。

7.根据权利要求1所述的一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土,其特征在于,所述氢氧化钡为一水合物,纯度≥98%。

8.根据权利要求1所述的一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土,其特征在于,所述水为自来水。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

10.根据权利要求9所述的一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土的制备方法,其特征在于,步骤s1中,采用磁力搅拌器或桨式搅拌器搅拌;步骤s2中,干拌1~2min,加水搅拌2~4min。


技术总结
本发明提供一种纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土及其制备方法,涉及建筑材料技术领域,按重量份计,所述混凝土的原料包括:硅酸盐水泥100~500份、洞渣石粉30~300份、细骨料1000~1500份、纳米Fe2O31~5份、吸水性树脂0.5~2份、氢氧化钡3~5份和水200~300份。本发明所提供的纳米增强内养护抗硫酸盐洞渣混凝土实现了洞渣石粉对水泥的替代,能够有效降低CO2排放,并具有良好的力学性能和工作性能,优异的抗硫酸盐侵蚀性能等特点,提高了混凝土结构的服役性能,使建筑物使用寿命大幅提高,特别适用于桥梁工程等对建筑物寿命有较高要求的工程施工。

技术研发人员:刘志勇,李洋,袁政成,易忠来,蒋金洋,李化建,赵有明,王峰
受保护的技术使用者:东南大学
技术研发日:
技术公布日:2024/4/17
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