[发明专利]一种用于污水管道的低熟料用量硫铝酸盐胶凝材料

说明书

本发明公开一种用于污水管道的低熟料用量硫铝酸盐胶凝材料，包括以下重量份原料：硫铝酸盐水泥3～10份、矿粉30～80份、硫酸钙5～17份、减水剂0.5～2份、致密剂3～10份、减缩剂1～3份、抗裂剂0.5～1.2份、纳米纤维0.02～0.10份、玄武岩纤维0.5～2份。本发明产品龄期12个月时抗蚀系数1.16以上，压折比2.15～3.22，抗腐蚀性能、抗裂性能良好；本发明胶凝材料具有长期抵抗腐蚀性能，且硫铝酸盐水泥熟料和矿粉用量较低，成本低，易于推广使用。

技术领域

本发明涉及污水管道材料领域，特别涉及一种用于污水管道的低熟料用量硫铝酸盐胶凝材料。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，我们的生活环境也遭受了不同程度的破坏，其中水污染相当严重。一般的城市污水管道由于污水的波动而长期承受干湿交替作用，同时污水中腐蚀性离子浓度高，腐蚀极为严重，这对污水管道用混凝土材料的性能提出了严峻的挑战。硫铝酸盐水泥是我国七八十年代研制的产品，具有早期强度高、低碱、抗冻、耐蚀等特点，被广泛使用于混凝土工程。为了提高混凝土产品的性能，通常需要保持一定的硫铝酸盐水泥的用量。然而，硫铝酸盐水泥的用量越大成本越高，且这也不符合我国走节能减排、可持续发展道路的基本方向。因此，有必要开发一种适用于污水管道且低熟料用量的耐腐蚀胶凝材料，以满足行业的发展需求。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供一种用于污水管道的低熟料用量硫铝酸盐胶凝材料。

本发明方案包括以下方面：

一种用于污水管道的低熟料用量硫铝酸盐胶凝材料，包括以下重量份原料：硫铝酸盐水泥3～10份、矿粉30～80份、硫酸钙5～17份、减水剂0.5～2份、致密剂3～10份、减缩剂1～3份、抗裂剂0.5～1.2份、纳米纤维0.02～0.10份、玄武岩纤维0.5～2份。

优选的，所述减水剂是粉体聚羧酸高性能减水剂。

优选的，所述致密剂为质量比3～5：1～2的凝聚硅灰和沉淀法纳米二氧化硅的混合物；凝聚硅灰比表面积19～28m²/g；沉淀法纳米二氧化硅氮吸附BET比表面积为130～155m²/g，十六烷基三甲基溴化铵CTAB吸附比表面积为130～180m²/g；矿粉比表面积大于400～450m²/kg，所述矿粉的28天活性系数≥110％。

优选的，所述减缩剂为质量比(0.5～1.1)：(0.7～1.5)的聚乙二醇单丁醚和甲基丙烯酸的混合物。

优选的，所述抗裂剂为质量比(0.6～1.0)：(0.5～2)的AEBE多聚糖和50US纤维素醚生物高分子聚合物的混合物。

优选的，所述纳米纤维是质量比(3.0～4.0)：(0.5～1)的羧基化碳纳米管和羟基化碳纳米管的混合物，纳米管长径比在400～700；玄武岩纤维长径比在750～1200。

优选的，所述羧基化碳纳米管中羧基摩尔含量为3～4％；羟基化碳纳米管中羟基摩尔含量为1～2％。

本发明所取得的有益效果：

(1)本发明通过科学配制将硫铝酸盐水泥、矿粉、硫酸钙、减水剂、致密剂等成分进行混合，各组分相互协同发挥作用。硫铝酸盐水泥熟料的掺量很低，不到10％；利用聚羧酸高性能减水剂的润滑、静电排斥、空间位阻及缓释等作用，使胶凝材料遇水后能够有效地提高粉料分散效率，并起到减水作用，提高材料的流动性；同时，致密剂和矿粉起到了微集料效应，均匀混合后，能有效填充孔结构，还有火山灰效应和晶核效应，可加速水泥水化，在发生水化的同时形成水化晶体，使材料微观结构更加致密，从而提高材料的耐腐蚀性和耐久性；

(2)按比例加入减缩剂、抗裂剂与纤维混合，使材料柔韧性增强，渗透性小，有效提高材料的抗裂性能；分散良好的纤维形成乱向分布的空间网络结构，可以有效抑制微裂纹的萌生和扩展，有利于提高材料的抗裂性能；