[发明专利]一种提高混凝土抗碳化能力的外加剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种提高混凝土抗碳化能力的外加剂及其制备方法和应用，属于混凝土技术领域。本发明提供的外加剂，按质量份数计，包括以下组分：矿物质精细粉8～12份，硅灰3～5份，偏高岭土10～15份，甲基硅酸盐3～5份，膨胀剂2～3份，超塑化剂5～8份和自愈型膨胀纤维抗裂防水剂6～12份。实施例的结果显示，本发明提供的外加剂可以使混凝土内部的孔隙率降低50％以上，有效的减少毛细孔及大孔的数量；制备的混凝土3天可提高70％的强度，7天达到原来28天的强度，28天可使强度提高20％左右；混凝土碳化前和碳化后能谱分析看出，即使经过碳化，混凝土中碳含量较低，说明外加剂具有很好的抗碳化能力。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种提高混凝土抗碳化能力的外加剂及其制备方法和应用。

背景技术

中国工程院院士唐明述先生曾指出：提高现有建筑物混凝土的服役寿命，就是建筑领域最大的节能减排措施。可见，提高混凝土的耐久性已经成为混凝土技术发展的必然要求。混凝土建筑物在长期的使用过程中，不可避免地要和外界环境接触，容易受到大气中各种腐蚀性介质的侵蚀，其中CO₂作为一种酸性气体，对混凝土的侵蚀作用容易导致混凝土发生中性化(碳化)，进而引发钢筋锈蚀、收缩开裂，甚至凝胶结构解体等一系列问题。

碱激发混凝土是近年来新发展起来的一类新型无机非金属材料，是碱激活材料中最具前途的一类。这类材料多以天然铝硅酸盐矿物或工业固体废物为主要原料，与其他矿物掺合料以及适量的碱硅酸盐溶液充分混合后，在常温或蒸压条件下养护成型，是一类由铝硅酸盐胶凝成分粘结的材料。与传统水泥混凝土相比，碱激发混凝土在性能与功能上，具有高强(抗压强度可达70MPa)、耐高温(耐火度＞1000℃)、耐酸碱盐腐蚀、渗透率低等优点；在生产工艺上，不需要高温煅烧或烧结，聚合反应在常温就可以完成。同时碱激发混凝土能耗低，几乎无污染。最重要的是碱激发混凝土可以循环利用，所以碱激发混凝土是一种环保型绿色建筑材料，在不久的将来大有取代水泥混凝土作为主要建筑材料的趋势。

然而，随着人们对碱激发混凝土研究的不断深入，科学家们发现碱激发混凝土也存在明显不足。碱激发混凝土虽然由强碱激发而成，但碱激发混凝土在聚合反应过程中不仅需要消耗大量的OH^-，而且生成的聚合产物中也没有可参与抵抗碳化的物质，导致碱激发混凝土的抗碳化能力严重不足。由于空气中含有一定浓度的CO₂(0.03％)，CO₂通过扩散作用能够进入碱激发混凝土内部，溶解在孔隙溶液中并形成H₂CO₃。H₂CO₃释放出的H⁺与孔隙溶液中的OH^-反应，导致孔隙溶液pH的下降。pH的降低导致混凝土内钢筋保护膜的破坏，加速钢筋的锈蚀，造成承载力的下降，严重影响碱激发混凝土的耐久性，限制了碱激发混凝土在工程中的应用。

因此，如何提高混凝土抗碳化能力，进而提高混凝土力学性能成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高混凝土抗碳化能力的外加剂及其制备方法和应用，本发明提供的外加剂制备的混凝土的致密性好，抗碳化能力优异且强度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种提高混凝土抗碳化能力的外加剂，按质量份数计，包括以下组分：矿物质精细粉8～12份，硅灰3～5份，偏高岭土10～15份，甲基硅酸盐3～5份，膨胀剂2～3份，超塑化剂5～8份和自愈型膨胀纤维抗裂防水剂6～12份。

优选地，按质量份数计，所述外加剂包括以下组分：矿物质精细粉10份，硅灰3份，偏高岭土15份，甲基硅酸盐3份，膨胀剂3份，超塑化剂6份和自愈型膨胀纤维抗裂防水剂9份。

优选地，所述硅灰中二氧化硅的质量百分含量≥90％。

优选地，所述硅灰的粒度为800～1000目。