專利名稱：一種防腐蝕混凝土及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防腐蝕混凝土及施工方法。(二) 背景技術(shù)對于海工建筑、海砂建筑和鹽堿地區(qū)建筑，海砂或周圍環(huán)境中的氯化 物對混凝土中的鋼筋產(chǎn)生很強(qiáng)的腐蝕作用，降低混凝土堿度，破壞鋼筋表 面的鈍化膜，引發(fā)鋼筋銹蝕和膨脹，進(jìn)一步導(dǎo)致混凝土保護(hù)層開裂和剝落， 結(jié)構(gòu)使用功能和力學(xué)性能不斷劣化。國內(nèi)外統(tǒng)計表明，由于鋼筋銹蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失十分巨大，美國1975年由于腐蝕引起的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)700億美 元，1985年則達(dá)到了 1680億美元，我國也存在著類似的腐蝕危害，1986 年國家統(tǒng)計局和建設(shè)部普查發(fā)現(xiàn)，固定資產(chǎn)超過5000億元的城鎮(zhèn)房屋建 筑面積46.76x108 m2和工業(yè)廠房面積5x108 m2中約有23x108加2建筑物 由于鋼筋銹蝕造成損壞，其中半數(shù)以上需要加固維修之后才能正常使用。 為此，國內(nèi)外專家提出種種措施提高混凝土結(jié)構(gòu)的防腐能力，其中在混凝 土中添加阻銹劑就是一種經(jīng)濟(jì)實用、施工簡便的有效措施。阻銹劑的研究與應(yīng)用已經(jīng)經(jīng)歷了很長的時期，日本為了開發(fā)利用海 砂，于1973年在沖繩島發(fā)電站建設(shè)過程中大量使用了阻銹劑，并于1982 年制訂了《鋼筋混凝土用防銹劑》工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。原蘇聯(lián)也是很早使用阻銹劑 的國家之一，于1985年出版了《混凝土中鋼筋阻銹劑》專著，并在國標(biāo) 《建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》中納入阻銹劑的內(nèi)容。美國于20世紀(jì)70年代開 始研究、開發(fā)和使用阻銹劑，并在最近20年間得到迅速發(fā)展。美國混凝 土學(xué)會肯定了阻銹劑的效果，確認(rèn)其是長期有效的防鋼筋銹蝕措施，1992年頒布《鋼筋混凝土橋梁的防腐蝕手冊》，1999年成立了鋼筋阻銹劑聯(lián)合 會。我國研制和開發(fā)阻銹劑起步較早，20世紀(jì)60年代利用亞硝酸鹽作為 阻銹劑的主要成分，試用于混凝土中，取得一定的經(jīng)驗。20世紀(jì)80年代冶金建筑研究總院成功研制成復(fù)合型阻銹劑，并于 1985年起在山東三山島金礦大量使用了阻銹劑。目前，阻銹劑按化學(xué)成 分可分為無機(jī)、有機(jī)和復(fù)合型三類。無機(jī)阻銹劑主要包括亞硝酸鹽、硝酸 鹽類、鉻酸鹽、重鉻酸鹽類、磷酸鹽、多磷酸鹽類、硅酸鹽類、鉬酸鹽類。 其中亞硝酸鹽類是應(yīng)用最早的阻銹劑，通過與金屬發(fā)生反應(yīng)，使鋼筋表面 被氧化生成一層致密的保護(hù)層。但是隨后發(fā)現(xiàn)它對混凝土的凝結(jié)時間、早 期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度都有不同程度的負(fù)面影響。美國Grace公司20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)亞硝酸4丐鹽具有較好的阻銹能 力，而且對混凝土沒有明顯的負(fù)面影響和44集料反應(yīng)的能力，所以亞硝酸 鈣鹽作為摻入型阻銹劑在工程中得到大量使用。但是，亞硝S交4丐鹽作為表 面滲透的阻銹劑使用時，對較低氯離子濃度的混凝土中輕微腐蝕的鋼筋具 有一定的阻銹作用，對具有高氯離子濃度的混凝土中的鋼筋阻銹作用不明 顯。有機(jī)阻銹劑通常有胺類、醛類、炔醇類、有機(jī)磷化合物、有機(jī)硫化合 物、羧酸及其鹽類、磺酸及其鹽類和雜環(huán)化合物，其優(yōu)點是無毒、環(huán)境安 全好，能夠在混凝土中分散，既能對鋼筋腐蝕陰極電化學(xué)起抑制作用，又 能對陽極腐蝕電化學(xué)起抑制作用，在各種氯離子濃度下能對鋼筋混凝土提 供保護(hù)。有機(jī)阻銹劑還可以通過混凝土中的孔隙擴(kuò)散到達(dá)鋼筋表面，形成 有效保護(hù)膜，因此，不僅能夠摻入到混凝土的原料中使用，也可以直接涂 覆在混凝土表面。為增強(qiáng)鋼筋阻銹劑的作用效果，同時滿足混凝土的結(jié)構(gòu) 性能，人們通過研究發(fā)現(xiàn)許多含有氧化鈣、檸檬酸鹽、錫酸鹽的復(fù)合型阻 銹劑，不僅能顯著降低混凝土中鋼筋的腐蝕速率，而且能提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。近年來，中國建筑科學(xué)研究院研制成功的MS-601就屬于一種液態(tài)有 機(jī)復(fù)合型阻銹劑，它不含亞硝酸鹽，綠色環(huán)保，不僅能有效地防止鋼筋由 于氯離子侵入而銹蝕，而且也能提高混凝土的抗壓強(qiáng)度和滲透性。但是， 應(yīng)該指出的是，單靠阻銹劑不能解決一切問題，還要結(jié)合其它措施。實驗 表明，混凝土越密實，摻用阻銹劑后的效果越好，可使得混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到 設(shè)計年限的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種摻用阻銹劑后的效果好的防腐蝕混凝土及施 工方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種防腐蝕混凝土，其特征在于制備所述防腐蝕混凝土的原料質(zhì)量 為(硅酸鹽水泥+粉煤灰)水減水劑MS-601阻銹劑細(xì)骨料粗 骨料=1: 0.52 0.72: 0.007~0.012: 0.014 0.016: 2.1~3.6: 2.5 4.4，基于 所述的硅酸鹽水泥與粉煤灰，所述的硅酸鹽水泥與粉煤灰質(zhì)量比為1: 0.25 0.43,所述細(xì)骨料為粒度0.15 4.75mm的砂子，所述粗骨料為粒度 4.75~19.00mm的石爭石。優(yōu)選的，所述減水劑為SN-II。優(yōu)選的，制備所述防腐蝕混凝土的原料質(zhì)量為(硅酸鹽水泥+粉煤灰)水減水劑SN-II: MS-601阻銹劑:細(xì)骨料粗骨料=1: 0.56~0.62:0.007~0.011: 0.014~0.015: 2.7~2.9: 3.3 3.5。優(yōu)選的，所述細(xì)骨料和粗骨料采用Fuller骨料級配曲線(即最大密度曲線)進(jìn)行配料。最大密度曲線理論是通過大量試驗提出一種理想曲線。Fuller和他的同事研究認(rèn)為骨料顆粒按直徑大小，有規(guī)則地組合排列， 粗細(xì)搭配，可以得到密度最大、空隙最小的混凝土。初期研究理想曲線是 細(xì)骨料以下的顆粒級配為橢圓型曲線，粗骨料為與橢圓相切的直線，由這 兩部分組成的級配曲線，可能達(dá)到最大的密度。這種曲線計算比較繁雜， 后來經(jīng)過許多研究改進(jìn)，提出簡化的"拋物線最大密度理想曲線"。該理 論認(rèn)為"混凝土的骨料級配曲線愈接近拋物線，則其密度愈大"。1907 年Fuller和Thompson通過試驗對比提出各級骨料直徑的通過率與最大骨 料直徑之間的關(guān)系為Prl00(di/DJ05 式中di——^級骨料直徑——各級骨料直徑的通過率； Dm——最大骨料直徑；近年來，鄭建軍等人進(jìn)一步考慮最小骨料直徑Do的影響，對Fuller 曲線進(jìn)行修正，提出了各級骨料直徑的通過率與最小骨料直徑D。和最大 骨料直徑Dm之間的定量關(guān)系P產(chǎn)100[(dif5-(D。f5]/ [(Dm)a5-(D0f5]，目前， 該公式已經(jīng)得到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的認(rèn)可，已經(jīng)在混凝土配合比設(shè)計中得到廣 泛的應(yīng)用。本發(fā)明還涉及一種防腐蝕混凝土的施工方法，制備所述防腐蝕混凝土 的原料質(zhì)量為(硅酸鹽水泥+粉煤灰)水減水劑MS-601阻銹劑 細(xì)骨料粗骨料=1: 0.52 0.72: 0.007~0.012: 0.014 0.016: 2.1 3.6: 2.5 4.4, 所述方法如下(1)攪拌機(jī)中加入配方量的粗細(xì)骨料，加入適量水、攪拌30 60s使 骨料吸水至飽和；(2) 加入配方量的粉煤灰，攪拌30 60s;
(3) 加入配方量的硅酸鹽水泥，攪拌30 60s;
(4) 加入減水劑、MS-601阻銹劑和余量的水(此處為凈用水量，為 總用水量減去粗細(xì)骨料所吸收水量后的用水量，約為(硅酸鹽 水泥+粉煤灰)質(zhì)量的0.4 0.5倍)，攪拌60 120s,得所述防腐 蝕混凝土。
優(yōu)選的，制備所述防腐蝕混凝土的原料質(zhì)量為(硅酸鹽水泥+粉煤 灰)水減水劑SN-II: MS-601阻銹劑細(xì)骨料粗骨料=1: 0.56 0.62: 0.007~0.011: 0.014 0.015: 2.7~2.9: 3.3 3.5。
本發(fā)明采用低水灰比和Fuller級配骨料，提高骨料體積率，減小水泥 用量和水泥石體積率，再加入一定量的粉煤灰，吸收水泥水化過程中在骨 料表面富集的氫氧化鈣，有效減小骨料與水泥石之間的界面過渡區(qū)，提高 混凝土密實度。
本發(fā)明旨在提供一種摻用MS-601阻銹劑的防腐蝕混凝土，其特征在
于將摻用MS-601阻銹劑和提高混凝土自身的密實度相結(jié)合。通過在混凝
土中摻入一定量的MS-601阻銹劑，吸附于鋼筋表面形成一層分子化學(xué)保
護(hù)膜，抑制鋼筋的陰極和陽極腐蝕，有效地防止鋼筋由于氯離子侵入引起
銹蝕。在混凝土配合比設(shè)計方面，采用低水灰比和Fuller級配骨料，減小
水泥石孔隙率，并加入一定量的粉煤灰，吸收水泥水化過程中在骨料表面
富集的氫氧化鈣，減小骨料與水泥石之間的界面厚度，提高混凝土的密實
度，抵抗氯離子侵入。
本發(fā)明提供的防腐蝕混凝土具有較高的密實度和防腐蝕性能，混凝土
的使用壽命達(dá)50y。具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍
并不僅限于此 實施例1:
混凝土質(zhì)量配合比(75%水泥+ 25%粉煤灰)水(凈用水量，下同): SN-II: MS-601:細(xì)骨料:粗骨料=1: 0.40: 0.01: 0.015: 3.02: 3.67
水泥P042.5普通硅酸鹽水泥(建德新利順建材有限責(zé)任公司)4.63kg 水自來水 2.47kg+1.10kg 粗骨料天然碎石，吸水率3.64%,級配4.75~9.50mm的骨料9.38kg， 級配9.05~16.00mm的骨料9.54kg,級配16.00~19.00mm的骨料3.73kg
細(xì)骨料天然砂子，吸水率1.48%，級配0.15~0.30mm的砂子1.68kg, 級配0.30~0.60mm的砂子2.36kg，級配0.60 1.18mm的砂子3.24kg,級 配L18 2.36mm的砂子4.68kg,級配2.36~4.75mm的砂子6.68kg
粉煤灰II級粉煤灰(廣州他城建筑材料有限公司，下同)1.54kg 減水劑SN-II (浙江省長興縣耐火陶瓷原料公司，下同)0.062kg 阻銹劑MS-601 (建研建材有限公司，下同) 0.093kg 工藝條件
稱量粗細(xì)骨料投入攪拌機(jī)——加入1.10kg自來水?dāng)嚢?0s——加入
1.54kg粉煤灰60s——加入4.63kg水泥攪拌60s-# 0.062kg減水劑、
0.093kg阻^"劑和2.47kg水拌勻后再加入繼續(xù)攪拌120s。
上述配合比中加入的2.47kg自來水為凈用水量，1.10kg自來水為按 粗細(xì)骨料吸水率計算的骨料吸水量，其它實施例中與此相同。
效果根據(jù)美國對混凝土防護(hù)年限工業(yè)試驗的結(jié)論，本實施例所得防腐混凝土的使用壽命達(dá)50y。 實施例2:
混凝土質(zhì)量配合比(70%水泥+ 30%粉煤灰)水SN-II: MS-601: 細(xì)骨料粗骨料=1: 0.50: 0.007: 0,014: 3.09: 3.75;
粗骨料天然碎石，吸水率3.64%,級配4.75 9.50mm的骨料9.14kg， 級配9.05 16.00mm的骨料9.29kg，級配16.00 19.00mm的骨料3.63kg
細(xì)骨料天然砂子，吸水率1.48%,級配0.15~0.30mm的砂子1.62kg， 級配0.30 0.60mm的砂子2.30kg,級配0.60 1.18mm的砂子3.15kg,級 配U8 2.36mm的砂子4.55kg，級配2.36~4.75mm的砂子6.51kg 粉煤灰II級粉煤灰 1.76kg 減水劑SN-II 0.041kg 阻4秀劑MS-601 0.082kg 工藝條件
稱量粗細(xì)骨料投入攪拌機(jī)——^口入1.07kg自來水?dāng)嚢?0s——加入
1.76kg粉煤灰40s——加入4.11kg水泥攪拌40s-# 0.041kg減水劑、
0.082kg阻銹劑和2.94kg水拌勻后再加入繼續(xù)攪拌70s。
效果根據(jù)美國對混凝土防護(hù)年限工業(yè)試驗的結(jié)論，本實施例所得防 腐混凝土的使用壽命達(dá)50y。
混凝土配合比(75%水泥+ 25%粉煤灰)水SN-II: MS-601:細(xì)
水泥P042.5普通硅酸鹽水泥
4.11kg
水自來水
2.94kg+1.07kg
實施例3:骨料粗骨料=1: 0.45: 0.011: 0.015: 3.05: 3.70;
水泥P042.5普通硅酸鹽水泥 4.52kg 水自來水 2.7 lkg+1.09kg
粗骨料天然碎石，吸水率3.64%,級配4.75 9.50mm的骨料9.26kg,
級配9.05 16.00mm的骨料9.41kg,級配16.00 19.00mm的骨料3.68kg 細(xì)骨料天然砂子，吸水率1.48%,級配0.15~0.30mm的砂子1.65kg,
級配0.30~0.60mm的砂子2.33kg,級配0.60~1.18mm的砂子3.20kg,級
配U8 2.36mm的砂子4.62kg,級配2.36 4.75mm的砂子6.60kg 粉煤灰II級粉煤灰 1.51kg 減水劑SN-II 0.068kg 阻《秀劑MS-601 0.090kg 工藝條件
稱量粗細(xì)骨料才殳入攪拌機(jī)——加入1.09kg自來水?dāng)嚢?0s——加入
1.51kg粉煤灰40s——加入4.52kg水泥攪拌40s-將0.068kg減水劑、
0.082kg阻4秀劑和2.71kg水拌勻后再加入繼續(xù)攪拌70s。
效果根據(jù)美國對混凝土防護(hù)年限工業(yè)試驗的結(jié)論，本實施例所得防 腐混凝土的使用壽命達(dá)50y。
權(quán)利要求
1. 一種防腐蝕混凝土，其特征在于制備所述防腐蝕混凝土的原料質(zhì)量為(硅酸鹽水泥+粉煤灰)∶水∶減水劑∶MS-601阻銹劑∶細(xì)骨料∶粗骨料＝1∶0.52～0.72∶0.007～0.012∶0.014～0.016∶2.1～3.6∶2.5～4.4，基于所述的硅酸鹽水泥與粉煤灰，所述的硅酸鹽水泥與粉煤灰質(zhì)量比為1∶0.25～0.43，所述細(xì)骨料為粒度0.15～4.75mm的砂子，所述粗骨料為粒度4.75～19.00mm的碎石。
2. 如權(quán)利要求1所述的防腐蝕混凝土，其特征在于所述減水劑為SN-II。
3. 如權(quán)利要求1所述的防腐蝕混凝土，其特征在于制備所述防腐蝕混 凝土的原料質(zhì)量為(硅酸鹽水泥+粉煤灰)水減水劑SN-II: MS-601 阻銹劑細(xì)骨料粗骨料=1: 0.56 0.62: 0.007~0.011: 0.014~0.015: 2.7 2.9: 3.3 3,5。
4. 一種如權(quán)利要求1所述的防腐蝕混凝土的施工方法，其特征在于制 備所述防腐蝕混凝土的原料質(zhì)量為(硅酸鹽水泥+粉煤灰)水減水 劑MS-601阻銹劑細(xì)骨料粗骨4十=1: 0.52~0.72: 0.007~0.012: 0.014 0.016: 2.1 3.6: 2.5 4.4,所述方法如下(1 )攪拌機(jī)中加入配方量的粗細(xì)骨料，加入適量水、攪拌30 60s使 骨料吸水至飽和；(2) 加入配方量的粉煤灰，攪拌30 60s;(3) 加入配方量的硅酸鹽水泥，攪拌30 60s;(4) 加入減水劑、MS-601阻銹劑和余量的水，攪拌60 120s,得所述 防腐蝕混凝土。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于制備所述防腐蝕混凝土的原 料質(zhì)量為(硅酸鹽水泥+粉煤灰)水減水劑SN-II: MS-601阻4秀劑 細(xì)骨料粗骨料=1: 0.56 0.62: 0.007 0.011: 0.014~0.015: 2.7 2.9: 3.3 3.5。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種防腐蝕混凝土，其特征在于制備所述防腐蝕混凝土的原料質(zhì)量為(硅酸鹽水泥+粉煤灰)∶水∶減水劑∶MS-601阻銹劑∶細(xì)骨料∶粗骨料＝1∶0.52～0.72∶0.007～0.012∶0.014～0.016∶2.1～3.6∶2.5～4.4，基于所述的硅酸鹽水泥與粉煤灰，所述的硅酸鹽水泥與粉煤灰質(zhì)量比為1∶0.25～0.43，所述細(xì)骨料為粒度0.15～4.75mm的砂子，所述粗骨料為粒度4.75～19.00mm的碎石。本發(fā)明提供的防腐蝕混凝土具有較高的密實度和防腐蝕性能，混凝土的使用壽命達(dá)50y。
文檔編號C04B28/04GK101269941SQ20081006094
公開日2008年9月24日 申請日期2008年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者周欣竹, 功 程, 林 邵, 鄭建軍 申請人:方遠(yuǎn)建設(shè)集團(tuán)股份有限公司