[发明专利]一种自成膜防腐海工建筑混凝土材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自成膜防腐海工建筑混凝土材料及其制备方法，通过将铝与石墨烯连接，利用石墨烯的二维结构在研磨时铝以片形二维结构分散，用于混凝土时，纳米片形复合铝粉在混凝土中受海水高盐、酸碱浸蚀氧化，氧化自成膜成致密的防护层，该膜可封闭氯离子深入的锈蚀作用，减缓海工混凝土中钢筋锈蚀。从而达到海工混凝土对高强度、高耐久性和高耐腐蚀性的要求，进而提高海工混凝土的使用寿命。

技术领域

本发明涉及海工混凝土技术领域，且特别涉及一种自成膜防腐海工建筑混凝土材料及制备方法。

背景技术

随着海洋工程的发展，对混凝土要求越来越高。传统的普通水泥混凝土材料已在国民经济中发挥着重要作用，而普通水泥混凝土材料难以抵挡海水的侵蚀。目前主要发展用于海洋建设的海工混凝土。在海洋环境下，建筑结构的破坏因素主要有：钢筋锈蚀作用、碳化作用、溶蚀作用、盐类侵蚀作用、冻融循环作用、碱集料反应、酸碱侵蚀作用、冲击磨损和机械破坏作用等。其中，最主要的破坏原因是钢筋锈蚀作用和盐类侵蚀作用。海水中和海岸边的混凝土工程由于长期受Cl-侵蚀，混凝土中钢筋锈蚀的现象非常普遍，已建的海港码头等 工程多数达不到设计寿命的要求。

海工混凝土的配制措施主要是在普通混凝土基础上，掺加优质活性矿物混合料和高性能减水剂等综合技术措施入手，改善其耐侵蚀性能。并没有从根本上解决硅酸盐水泥混凝土耐侵蚀性差的缺陷。海洋严酷环境下对混凝土材料的性能要求高，包括高强度、高耐久性和高体积稳定性，然而传统的混凝土技术已经无法适应现代海洋工程的要求，迫切需要研究与发展新的耐久性能优良的、环境好的高性能海洋工程建设新材料。

申请号为CN200510025690.7中提出了一种抗侵蚀高性能海工混凝土及其制造方法，该发明公开了一种由水泥混合料和水配制而成的海工混凝土，所述水泥混合料 包括水泥、掺合料、骨料和减水剂，其中掺合料与水泥重量比例为掺合料的掺量以水泥和掺合料的总重量计为65~70％，水泥为30~35％；减水剂掺量与水泥和掺合料的重量比例为掺合料以水泥和掺合料的总重量计为 1.0~1.4％，骨料的掺量以水泥和掺合料的总重量计为70~76％。该方案虽然有效减小了混凝土空隙率，有效的解决了优选水胶比下保证海工混凝土强 度情况下的耐久性问题，但单凭骨料级配以及矿粉、粉煤灰等掺合料只能降低有限的空隙率。并且通常为减小水胶比和混凝土早期防裂需要加减水 剂，该方案通过掺加减水剂，有效减小了水胶比，但该方案减水剂加入量较大，加入过多的减水剂势必要增加成本。

申请号为CN200810146926提出了一种种抗氯离子侵蚀的海工混凝土水泥，该海工混凝土水泥的材料配方按重量的百分比如下：水泥熟料30-35％ ；磨细矿渣粉40-45％ ；粉煤灰20-25％ ；石膏5-8％ 。此种混凝土一定程度上提高了混凝土的抗腐蚀能力，但是，使用石膏（硫酸钙）作为原料，一方面提高了混凝土的材料成本，另一方面，当混凝土水泥在水下工作时，石膏组分在海水中微溶，是混凝土结构受到破坏。

申请号为201410131941.9提出了一种海工混凝土，其主要原料包括胶凝材料、细集料、粗集料、水和外加剂，胶凝材料包括水泥、矿粉、粉煤灰、其特征在于，主要原料的质量配比为：胶凝材料380-500 份，其中：水泥175-225 份、矿粉135-163.8 份、粉煤灰79-100份，细集料730-773 份，粗集料1050-1112 份，水150 份，外加剂14.22-19.5 份。此种混凝土的自密实程度不高，海水中的氯离子容易通过混凝土孔隙腐蚀钢筋，而且还含有大量的氢氧化钙成分，在水下工作时，容易与海水中的硫酸盐等物质发生反应，混凝土结构受到破坏。

目前，已有利用有机硅侵入型混凝土保护剂在海洋环境下混凝土工程中的应用、石墨烯已用于防腐混凝土等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自成膜防腐海工建筑混凝土材料及制备方法，制备的自成膜防腐海工建筑混凝土材料改善海工混凝土的综合性能，具有良好的性质。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。