[发明专利]一种磷铝酸盐水泥基氯离子固化剂

说明书

本发明公开了一种磷铝酸盐水泥基氯离子固化剂，其是由富铁磷铝酸盐水泥熟料60‑72％，烧高岭土8‑16％，水铝英石5‑9％，海泡石粉3‑7％，硅灰3‑7％组成。本发明利用富铁磷铝酸盐水泥早强高强、耐腐蚀、抗渗抗冻等性能，复合高岭土、水铝英石和海泡石等硅铝质粘土类矿物，使其具有良好的氯离子固化能力；同时通过掺加硅灰，改善水泥浆体结构，充分发挥硅铝质矿物的性能，适用于海工工程建设。

技术领域

本发明涉及一种磷铝酸盐水泥基氯离子固化剂，属于建筑建材领域。

背景技术

海水是自然界中具有强腐蚀性的天然电解质，它含有大量腐蚀性离子，而混凝土中的氯离子是造成混凝土中钢筋锈蚀的主要原因，评估氯离子侵蚀考虑的两个因素分别为：混凝土对氯离子渗透的扩散阻碍性能及对氯离子的物理或化学固化能力。未淡化的海砂氯离子含量较高，且其中含有各种海洋生物，在处理前不能直接应用于海工设施建设，普通水泥混凝土结构材料不能兼顾抗氯离子渗透与固化。因此海工用水泥混凝土结构材料除应具有高的力学性能与抗渗性能外，也应具有优异的氯离子固化能力，保证海工设施的耐久性。

目前海洋工程使用的结构材料主要为水泥混凝土，水泥混凝土材料是一种较好的结构材料。已公开的氯离子固化剂都以辅助胶凝材料和各种外加剂为主，已知的外加剂如亚硝酸盐，可提高体系固化氯离子能力，但高剂量的亚硝酸盐具有毒性，会对人体造成危害；应用广泛的粉煤灰、矿渣等活性矿物掺合料具有很强的固化氯离子能力，但粉煤灰其较强的初始固化能力主要为水化粉煤灰的较大比表面积和特殊的表面结构，即物理吸附来实现的，矿渣不具备粉煤灰的特殊空心结构，浆体水化初期的固化作用较小，两者都不能在前期与海砂中氯离子有效的化学结合；超细硅粉的掺入可改善水泥浆体结构，提高致密性，但大量超细硅粉的掺入会增加水泥需水量，且价格昂贵。针对混凝土的抗氯离子侵蚀性能，已经有了很多研究，但以往研究局限在对普通硅酸盐水泥水化产物与氯离子的相互作用，特种水泥混凝土原材料本身对氯离子的固化能力缺乏足够的研究。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种磷铝酸盐水泥基氯离子固化剂，以富铁磷铝酸盐水泥为主要原料，同时添加高岭土、水铝英石、海泡石粉和硅灰四种粘土类矿物制备而成，其具有良好的氯离子固化能力。

本发明采用以下技术方案：

一种磷铝酸盐水泥基氯离子固化剂，是由以下重量百分比的原料制得：富铁磷铝酸盐水泥熟料60-72％，高岭土8-16％，水铝英石5-9％，海泡石粉3-7％，硅灰3-7％。

所述富铁磷铝酸盐水泥容积密度为2.98g/cm³，比表面积为319m²/kg，水泥细度为200目，筛余3.1％，凝结时间为初凝220min、终凝260min，铁相含量11％。

所述高岭土80％粒度小于2.8μm，可塑性＞130，比表面积12m²/g。

所述水铝英石比表面积70m²/g，二氧化硅含量＞30％，三氧化二铝含量＞55％。

所述海泡石粉密度为1.8g/cm³，SiO₂含量55％，比表面积＞550m²/g。

所述硅灰二氧化硅含量95％，平均粒径为0.2μm，比表面积为24m²/g。

本发明利用富铁磷铝酸盐水泥早强高强、耐腐蚀、抗渗抗冻等性能，复合高岭土、水铝英石和海泡石等硅铝质粘土类矿物，使其具有良好的氯离子固化能力；同时通过掺加硅灰，改善水泥浆体结构，充分发挥硅铝质矿物的性能。