[发明专利]一种复合改性剂及由其制得的低强度混凝土

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种复合改性剂及含有该复合改 性剂的混凝土支挡结构或地基处理工程用的低强度混凝土。

背景技术

在铁路、公路建设过程中，存在大量的路基工程和地基处理工程，如为保 护边坡表面不受外界因素的侵蚀或防止坡体坍滑引发灾害事故常采用的混凝 土(或片石混凝土)支挡结构；为提高地基承载力而采用的水泥粉煤灰碎石 (CFG)桩基等。这些工程采用低强度等级混凝土材料即可满足要求。如重力 式挡土墙是一种依靠墙体自重抵抗土压力，防止土体坍滑的支挡结构，其截面 尺寸大小主要受墙身整体滑动、倾覆、基底偏心，基底应力和墙身截面强度控 制。对于混凝土(片石混凝土)重力式挡土墙来说，其墙身截面材料的强度要 求较低。以墙高12m的单线铁路重力式挡土墙为例，墙背填料综合内摩擦角为 30°时，全墙墙身截面最大的法向压应力为0.4MPa；剪切应力为0.15MPa，采 用低强度(C15)混凝土(片石混凝土)即可满足要求。

然而，边坡加固与防护的混凝土支挡结构、地基处理工程一般与土壤、岩 层以及地下水接触，由于水泥混凝土的组成与多孔性结构特点，当这些岩土中 含有硫酸盐、碳酸盐、水等侵蚀性介质时，低强度混凝土容易受到这些环境介 质的侵蚀而引起组成、微观结构变化和使用性能的劣化，严重影响路基工程结 构物或地基处理工程的服役寿命和行车安全。为了延长和确保混凝土支挡结构 或路基处理工程的服役寿命，《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》主要通 过提高混凝土强度等级、限制最大水胶比和最小胶凝材料用量等措施进行控 制，这些措施可起到一定效果，但工程造价大。

为了改善混凝土的性能，世界各国学者做出了不少努力，已有一些专利涉 及到混凝土耐久性。例如，中国专利CN101265050公开了一种保持混凝土含气 量提高混凝土耐久性的方法，该方法是在混凝土拌和中加入水泥重量的0.01～ 0.06％的稳气剂WQ-X或WQ-Y，掺稳气剂后仍采用常规的拌和工艺，混凝土土 坍落度、含气量经时损失小，保持混凝土含气量效果明显，可提高混凝土的抗 冻等耐久性能。专利CN100999396公开了一种用于改善混凝土耐久性能的组合 物，该组合物包括单体10～50份、中和剂0～26份、还原剂0.01～0.50份、 交联剂0.01～0.20份、改性剂1～10份、氧化剂0.05～0.30份、水20～90 份重量份配比的原料，该发明主要对混凝土的微裂缝、微孔隙以及本体进行喷 淋或浸渍，用远红外辐射原位合成高吸水性树脂，利用原位合成的吸水性树脂 吸水膨胀、密实裂缝或孔隙，截断介质水的传输路径。CN101239802公开了一 种耐久性混凝土，该混凝土中胶凝材料的质量为260～600kg，砂的质量为500～ 880kg，碎石的质量为900～1380kg，水的质量为130～180kg；所说的胶凝材 料含有水泥、粉煤灰及矿渣粉，其中水泥占胶凝材料总量的40％～85％，粉煤 灰占胶凝材料总量的5％～30％，矿渣粉占胶凝材料总量的10％～30％，其特 点在于改善混凝土的抗裂、抗冻和抵抗氯离子渗透等功能，用该耐久性混凝土 生产的结构及构件能满足100年以上使用寿命的要求。上述专利中均未涉及到 抗环境水侵蚀的低强度混凝土，这些专利所涉及的混凝土耐久性的内涵及其针 对性和适用条件与混凝土抗环境水侵蚀性能存在显著的不同。为了改善水泥混 凝土抗硫酸盐型环境水侵蚀性能，国内外一般采用抗硫酸盐水泥配制混凝土， 抗硫酸盐水泥的矿物组成不同于普通硅酸盐水泥，抗硫酸盐水泥熟料中C3A和 C3S含量较低，需要用特定的原料配比才能制得，因而这种水泥的价格比较昂 贵，而且在市场上不容易获得。

显然，采取有效措施提高低强度混凝土的性能，以切实提高这些采用低强 度等级混凝土的支挡结构和路基处理工程的抗环境水侵蚀性能，在确保铁路与 公路路基工程的耐久性和运营安全的前提下，实现良好经济效益，意义重大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种复合改性剂 及由其配制的抗环境水侵蚀的低强度高耐久混凝土，用于满足混凝土支挡结 构、地基处理工程(CFG桩)的需要。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种抗环境水侵蚀低强度混凝土用复合改性剂，其特征在于：所述复合改 性剂由以下质量份数的组分组成：100份低钙粉煤灰，0.05～0.2份引气剂，1～ 10份减水剂，1～10份凝结时间调节剂。