[发明专利]混凝土抗硫酸盐侵蚀剂的配方及制备工艺

说明书

技术领域

本发明属建筑材料技术领域，尤其是一种混凝土抗硫酸盐侵蚀剂的配 方及制备工艺。

技术背景

混凝土是目前土木、水利工程中最重要的建筑材料，混凝土建筑物的 服役寿命已成为近年来人们关注的热点问题。混凝土的耐久性除与设计、 施工等因素相关，更与混凝土所处环境紧密联系。混凝土周围环境水或地 下水中的硫酸盐离子是影响混凝土耐久性最重要的因素之一。硫酸盐离子 侵蚀混凝土，造成混凝土表面被侵蚀剥落的现象非常普遍。尤其在硫酸盐 离子浓度高的地方，若采用没有任何预防措施的普通混凝土，就可能在短 期内被剥蚀、脱落，严重威胁建筑物的结构及安全。长期以来，人们治理 混凝土硫酸盐侵蚀病害的传统方法是采用抗硫酸盐水泥。采用抗硫酸盐水 泥只是在一定程度上缓解了而不是从根本上制止了混凝土的硫酸盐侵蚀 病害，且工程成本较高。随着现代混凝土技术的发展，有人在混凝土中又 掺入了大量矿粉和粉煤灰，在一定程度上可以抑制硫酸盐对混凝土的侵 蚀，但掺加大量的矿粉和粉煤灰影响了混凝土的抗冻融性能，效果仍然不 尽如人意。聚合物混凝土在抑制硫酸盐侵蚀方面性能优良，但工程造价成 本太高，而且由于大量有机物的存在，混凝土老化难题难以解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土抗硫酸盐侵蚀剂的配方及制备工艺。 根据硫酸盐侵蚀混凝土的基本原理，本发明采用全面的治理技术措施。首 先，增加混凝土内部结构的密实性，尽可能切断外界硫酸盐和水进入混凝 土的通道·，抑制侵蚀混凝土的离子来源；其次，尽可能使硫酸盐离子在混 凝土内部或表面失去侵蚀混凝土的化学性能。本发明主要技术路线是：基 于混凝土中碱性环境，抗硫酸盐侵蚀剂中的某种化学活性物质具有催化活 性，生成具有微膨胀的胶凝物质，填充到混凝土的凝胶孔和混凝土微孔结 构中，极大改善混凝土自身的密实度，尽可能阻断外界硫酸盐和水进入混 凝土的通道，抑制外界硫酸盐的侵入。同时，外界环境中可能渗入的少量 硫酸盐离子，与抗硫酸盐侵蚀剂中的某种化学活性物质发生化学反应，在 混凝土中生成具有惰性的化学物质，从而大大削弱了硫酸盐侵蚀活性，提 高了混凝土的耐久性。根据以上双重的抗硫酸盐侵蚀机理，采用不同的掺 量或化学活性物质，混凝土能够抵抗环境中不同硫酸盐浓度的侵蚀，保持 了混凝土较长时间内的耐久服役寿命。

基于上述分析，本发明的目的是这样实现的：该混凝土抗硫酸盐侵蚀 剂的配方按重量百分比为：30～50％的硝酸铁、硝酸亚铁、硝酸镁几种或 其中的一种；20～40％的硝酸钡；0.5～10％的硅酸钠；5～10％的氢氧化 锂；1～5％的苯甲酸钠；30～60％的粉煤灰或磨细矿粉，各组分之和等于 100％。该混凝土抗硫酸盐侵蚀剂的制备工艺是：按重量百分比的30～50％ 的硝酸铁、硝酸亚铁、硝酸镁几种或其中的一种；20～40％的硝酸钡；0.5～ 10％的硅酸钠；5～10％的氢氧化锂；1～5％的苯甲酸钠；30～60％的粉煤 灰或磨细矿粉，各组分之和等于100％，在混合机或混合罐内混合5～30分 钟后，出料，密封保存。

本发明具有超强的抗硫酸盐侵蚀性能，在混凝土中掺加该抗侵蚀剂 后，混凝土内部可形成致密的结构，同时还提高了混凝土的延性，减少混 凝土开裂。本发明比传统方法使用抗硫酸盐水泥单方混凝土成本低，抗腐 蚀系数提高10～13％，具有较高的经济和社会效益。使用本发明的抗硫酸 盐侵蚀剂，抗硫酸盐腐蚀系数可达95～98％，混凝土的抗渗、抗冻等级显 著改善，大幅度提高混凝土的耐久性。

具体实施方式

该混凝土抗硫酸盐侵蚀剂的配方按重量百分比为：30～50％的硝酸 铁、硝酸亚铁、硝酸镁的几种或其中的一种；20～40％的硝酸钡；0.5～ 10％的硅酸钠；5～10％的氢氧化锂：1～5％的苯甲酸钠；30～60％的粉 煤灰或磨细矿粉，各组分之和等于100％。该混凝土抗硫酸盐侵蚀剂的制备 工艺是：按重量百分比的30～50％的硝酸铁、硝酸亚铁、硝酸镁的几种或 其中的一种；20～40％的硝酸钡；0.5～10％的硅酸钠；5～10％的氢氧化 锂；1～5％的苯甲酸钠：30～60％的粉煤灰或磨细矿粉，各组分之和等于 100％，在混合机或混合罐内混合5～30分钟后，出料，密封保存。

本发明的使用方法如下：该混凝土抗硫酸盐侵蚀剂可单独使用，也可 与不同外加剂复合使用。根据环境中不同硫酸盐浓度，选择不同的掺量。 硫酸盐浓度小于1000mg/L时，抗硫酸盐侵蚀剂掺量按水泥用量的1.0～ 2.0％(以质量比计量)；硫酸盐浓度大于10000mg/L时，掺量按水泥用量 的3.0～4.5％(以质量比计量)；硫酸盐浓度介于1000mg/L～10000mg/L时， 掺量按水泥用量的2.0～3.0％(以质量比计量)。在使用过程中，直接将这 种材料加入水泥、砂石和水的混凝土拌合物中，在搅拌机内搅拌，混合均 匀，浇筑。