(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011572695.2
(22)申请日 2020.12.23
(71)申请人 王文杰
地址 524000 广东省湛江市麻章区麻章镇
三百洋上村107号
(72)发明人 王文杰
(74)专利代理机构 合肥正则元起专利代理事务
所(普通合伙) 34160
代理人 匡立岭
(51)Int.Cl.
C04B 28/00(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种耐腐蚀高性能混凝土及
80份、细骨料20‑40份、粗骨料15‑30份、磨细粉煤
灰10‑16份、矿渣15‑25份、硅灰5‑10份、掺合料
20‑40份、石棉纤维6‑10份和复合减水剂0.6‑0.9
份。该耐腐蚀高性能混凝土的制备方法，通过磨
细粉煤灰在硫酸盐和碱激发剂的双重作用下，与
水泥水化产生的Ca(OH)2发生二次水化，生成在
低碱条件下更稳定的低钙硅比的水化硅酸钙和
致密的硫酸盐，填充于混凝土内部中的孔隙，成
为混凝土结构的有效成分，减小了混凝土的渗透
性，从而减少了进入混凝土中的SO 42‑离子，改善
了混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。权利要求书2页 说明书8页CN 112500053 A 2021.03.16
C N 112500053
A
1.一种耐腐蚀高性能混凝土，其特征在于：其原料按重量份具体包括水泥50‑80份、细骨料20‑40份、粗骨料15‑30份、磨细粉煤灰10‑16份、矿渣15‑25份、硅灰5‑10份、掺合料20‑40份、石棉纤维6‑10份和复合减水剂0.6‑0.9份；
该耐腐蚀高性能混凝土由如下方法制备：
步骤一、向复合减水剂中加水，搅拌均匀，接着再加入掺合料，搅拌均匀，得到混合体a； 步骤二、将水泥、细骨料、粗骨料、磨细粉煤灰、矿渣、硅灰和石棉纤维一起通入搅拌机中，向搅拌机中加水，搅拌均匀，再向搅拌机中加水和混合体a，搅拌均匀，得到耐腐蚀高性能混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高性能混凝土，其特征在于：所述水泥采用抗硫酸盐水泥，所述细骨料采用细度模数为
3.5的天然水洗砂，所述粗骨料采用5‑20mm和20‑40mm
连续级配的卵石，掺合料采用纳米CaCO
3和纳米SiO
2
的复掺体，其中纳米CaCO
3
和纳米SiO
2
的
混合质量比为1:3。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高性能混凝土，其特征在于：步骤一中，水的使用量为复合减水剂总质量的35％。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高性能混凝土，其特征在于：步骤二中，第一次加水量为搅拌机中混合料总质量的36％，第二次加水量为搅拌机中混合料总质量的28％。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高性能混凝土，其特征在于：所述复合减水剂由如下方法制备：
步骤A1、分别称取马铃薯淀粉和NaOH固体加入装有磁力搅拌器的三口烧瓶中，然后向三口烧瓶中加入浓度为87％的乙醇溶液，打开磁力搅拌器，将三口烧瓶中的物质搅拌均匀，接着将三口烧瓶放入30℃的恒温槽中，对三口烧瓶中的混合物质加热碱化70min，再向三口烧瓶的内部加入固体，将恒温槽升温至40℃，醚化3h，对反应液进行过滤，除去滤液，将得到的过滤物加入82％的乙醇中，并用2mol/L的盐酸溶液调节pH值至中性，过滤，再用80％的乙醇溶液对过滤物洗涤至滤液中无氯离子，将最后的过滤物放入真空干燥箱55℃干燥12h，粉碎干燥后的过滤物，得到物质b； 步骤A2、向物质b中加入α淀粉酶，设置三口烧瓶的温度为70℃，降解4h，得到添加物c；
步骤A3、称取丙烯酸、丙烯基磺酸钠和硼氢化钠一起加入装有磁力搅拌装置的烧瓶中，打开磁力搅拌器，在转速为1200‑1600rpm的条件下，设置烧瓶的温度为60℃，将烧瓶中的物料混合均匀后，进行超声处理1‑2h，得到物质d；
步骤A4、在安装有搅拌器、加热装置、回流冷凝器和温度计的四口烧瓶中，加入添加物c 和去离子水，打开搅拌器，在转速为800‑1200rpm，温度为80‑90℃，反应3‑4h，得到反应物e；
步骤A5、将反应物e的温度降至60‑65℃，向反应物e的内部加入改性聚醚单体，打开搅拌器，对反应物e和改性聚醚单体进行混合搅拌，直至改性聚醚单体在反应物e的内部完全溶解后，向混合溶液中加入次氯酸钠水溶液，同时向混合溶液中恒速滴加物质d，直至次氯酸钠水溶液全部滴加完毕，在60‑65℃的条件下，对三口烧瓶保温反应1h后，让三口烧瓶内部的溶液自然冷却至40‑45℃，最后使用浓度为30％的NaOH调节pH至中性，得到复合减水剂。
6.根据权利要求5所述的一种耐腐蚀高性能混凝土，其特征在于：步骤A1中，马铃薯淀粉和NaOH固体的用量质量比为1.5:1，浓度为87％的乙醇溶液使用量为100‑150ml，固体氯
乙酸的使用质量为马铃薯淀粉和NaOH固体总质量的42％。
7.根据权利要求5所述的一种耐腐蚀高性能混凝土，其特征在于：步骤A2中，α淀粉酶的使用量为物质b总质量的1％，步骤A3中，丙烯酸、丙烯基磺酸钠和硼氢化钠的使用质量比为3:(1‑5):(0.5‑2)。
8.根据权利要求5所述的一种耐腐蚀高性能混凝土，其特征在于：步骤A5中，改性聚醚单体由聚醚单体和硅烷偶联剂KH560按照质量比1.5：(0.3‑0.5)进行混合均匀，反应2h得到改性聚醚。
9.一种耐腐蚀高性能混凝土的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一、向复合减水剂中加水，搅拌均匀，接着再加入掺合料，搅拌均匀，得到混合体a；
步骤二、将水泥、细骨料、粗骨料、磨细粉煤灰、矿渣、硅灰和石棉纤维一起通入搅拌机中，向搅拌机中加水，搅拌均匀，再向搅拌机中加水和混合体a，搅拌均匀，得到耐腐蚀高性能混凝土。
一种耐腐蚀高性能混凝土及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及建筑建材技术领域，具体为一种耐腐蚀高性能混凝土及其制备方法。
背景技术
[0002]混凝土，是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作骨料；与水按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。混凝土因其优良的物理力学性能在土木工程领域得到了广泛应用，是目前使用量最大的一种建筑材料。
[0003]但是混凝土本质上是一种非均匀的多孔材料，在二氧化碳、水、氯离子、硫酸盐等的介质的侵蚀作用下，不可避免受到外来因素的影响而腐蚀，使得混凝土结构耐久性降低、强度降低，从而引起建筑物局部破坏及坍塌，使用寿命大大缩短，为解决以上问题，本领域技术人员提出了一种耐腐蚀高性能混凝土及其制备方法。
发明内容
[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐腐蚀高性能混凝土及其制备方法，通过对混凝土的原料采用抗硫酸盐水泥，并且在原料中添加磨细粉煤灰、矿渣、硅粉和石棉纤维，加入磨细粉煤灰后，磨细粉煤灰在硫酸盐和碱激发剂的双重作用下，与水泥水化产生的Ca(OH)
发生二次水化，生成在低碱条件下更稳定的低钙硅比的水化硅酸钙和致密的硫酸2
盐，填充于混凝土内部中的孔隙，成为混凝土结构的有效成分，提高了混凝土结构的密实
2‑离子，改善了混凝土的抗硫酸度，减小了混凝土的渗透性，从而减少了进入混凝土中的SO
4
盐侵蚀性能；另外硅粉粒径仅为水泥颗粒的1/50‑1/100，它自身能填充在水泥颗粒之间，使
，它的活性很高，能够与水水泥凝胶体更加密实，其次，硅粉中含有75％‑85％的无定形SiO
2
进一步反应，生成水化硅酸钙凝胶，形成更加均匀、密实的结构，使混凝土的孔化物Ca(OH)
2
隙结构和其他性能得到改善，进而使混凝土的强度以及耐腐蚀性大幅度提高，解决了传统混凝土耐腐蚀性能以及抗压强度较低的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种耐腐蚀高性能混凝土，其原料按重量份具体包括水泥50‑80份、细骨料20‑40份、粗骨料15‑30份、磨细粉煤灰10‑16份、矿渣15‑25份、硅灰5‑10份、掺合料20‑40份、石棉纤维6‑10份和复合减水剂0.6‑0.9份；[0008]该耐腐蚀高性能混凝土由如下方法制备：
[0009]步骤一、向复合减水剂中加水，搅拌均匀，接着再加入掺合料，搅拌均匀，得到混合体a；
[0010]步骤二、将水泥、细骨料、粗骨料、磨细粉煤灰、矿渣、硅灰和石棉纤维一起通入搅拌机中，向搅拌机中加水，搅拌均匀，再向搅拌机中加水和混合体a，搅拌均匀，得到耐腐蚀高性能混凝土。
[0011]优选的，所述水泥采用抗硫酸盐水泥，所述细骨料采用细度模数为3.5的天然水洗
砂，所述粗骨料采用5‑20mm和20‑40mm连续级配的卵石，掺合料采用纳米CaCO
3和纳米SiO
2
的
复掺体，其中纳米CaCO
3和纳米SiO
2
的混合质量比为1:3。
[0012]优选的，步骤一中，水的使用量为复合减水剂总质量的35％。
[0013]优选的，步骤二中，第一次加水量为搅拌机中混合料总质量的36％，第二次加水量为搅拌机中混合料总质量的28％。
[0014]优选的，所述复合减水剂由如下方法制备：
[0015]步骤A1、分别称取马铃薯淀粉和NaOH固体加入装有磁力搅拌器的三口烧瓶中，然后向三口烧瓶中加入浓度为87％的乙醇溶液，打开磁力搅拌器，将三口烧瓶中的物质搅拌均匀，接着将三口烧瓶放入30℃的恒温槽中，对三口烧瓶中的混合物质加热碱化70min，再向三口烧瓶的内部加入固体，将恒温槽升温至40℃，醚化3h，对反应液进行过滤，除去滤液，将得到的过滤物加入82％的乙醇中，并用2mol/L的盐酸溶液调节pH值至中性，过滤，再用80％的乙醇溶液对过滤物洗涤至滤液中无氯离子，将最后的过滤物放入真空干燥箱55℃干燥12h，粉碎干燥后的过滤物，得到物质b；
[0016]步骤A2、向物质b中加入α淀粉酶，设置三口烧瓶的温度为70℃，降解4h。得到添加物c；
[0017]步骤A3、称取丙烯酸、丙烯基磺酸钠和硼氢化钠一起加入装有磁力搅拌装置的烧瓶中，打开磁力搅拌器，在转速为1200‑1600rpm的条件下，设置烧瓶的温度为60℃，将烧瓶中的物料混合均匀后，进行超声处理1‑2h，得到物质d；
[0018]步骤A4、在安装有搅拌器、加热装置、回流冷凝器和温度计的四口烧瓶中，加入添加物c和去离子水，打开搅拌器，在转速为800‑1200rpm，温度为80‑90℃，反应3‑4h，得到反应物e；
[0019]步骤A5、将反应物e的温度降至60‑65℃，向反应物e的内部加入改性聚醚单体，打开搅拌器，对反应物e和改性聚醚单体进行混合搅拌，直至改性聚醚单体在反应物e的内部完全溶解后，向混合溶液中加入次氯酸钠水溶液，同时向混合溶液中恒速滴加物质d，直至次氯酸钠水溶液全部滴加完毕，在60‑65
℃的条件下，对三口烧瓶保温反应1h后，让三口烧瓶内部的溶液自然冷却至40‑45℃，最后使用浓度为30％的NaOH调节pH至中性，得到复合减水剂。
[0020]优选的，步骤A1中，马铃薯淀粉和NaOH固体的用量质量比为1.5:1，浓度为87％的乙醇溶液使用量为100‑150ml，固体的使用质量为马铃薯淀粉和NaOH固体总质量的42％。
[0021]优选的，步骤A2中，α淀粉酶的使用量为物质b总质量的1％，步骤A3中，丙烯酸、丙烯基磺酸钠和硼氢化钠的使用质量比为3:(1‑5):(0.5‑2)。
[0022]优选的，步骤A5中，改性聚醚单体由聚醚单体和硅烷偶联剂KH560按照质量比1.5：(0.3‑0.5)进行混合均匀，反应2h得到改性聚醚。
[0023]一种耐腐蚀高性能混凝土的制备方法，具体包括以下步骤：
[0024]步骤一、向复合减水剂中加水，搅拌均匀，接着再加入掺合料，搅拌均匀，得到混合体a；
[0025]步骤二、将水泥、细骨料、粗骨料、磨细粉煤灰、矿渣、硅灰和石棉纤维一起通入搅
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