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一种耐腐蚀高强度混凝土及其制备方法

阅读:225发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种耐腐蚀高强度混凝土及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种耐 腐蚀 高强度 混凝土 及其制备方法,混凝土组分按重量份数包括 河沙 30-40份、石子20-30份、 铁 矿砂10-20份、 水 泥80-120份、氢化丁腈 橡胶 胶粉4-12份、聚丙烯 纤维 2-6份、改性草木灰8-20份、二甲基 硅 油5-12份、珍珠岩粉4-10份、海泡石粉8-18份、超细矿粉2-6份、 减水剂 2-6份,本发明制备方法简单,同时还能利用除硅 污泥 ,减少环境污染,制得的混凝土具体优异的耐腐蚀、抗菌、环保性能,机械强度高。,下面是一种耐腐蚀高强度混凝土及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种耐腐蚀高强度混凝土,其特征在于:混凝土组分按重量份数包括河沙30-40份、石子20-30份、矿砂10-20份、泥80-120份、氢化丁腈橡胶胶粉4-12份、聚丙烯纤维2-6份、改性草木灰8-20份、二甲基油5-12份、珍珠岩粉4-10份、海泡石粉8-18份、超细矿粉2-
6份、减水剂2-6份。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高强度混凝土,其特征在于:混凝土组分按重量份数还包括维生素C 0.02-0.05份、煅烧除硅污泥40-60份。
3.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀高强度混凝土,其特征在于:混凝土组分优选的成分配比包括河沙38份、石子27份、铁矿砂15份、水泥110份、煅烧除硅污泥50份、氢化丁腈橡胶胶粉10份、聚丙烯纤维5份、改性草木灰12份、二甲基硅油12份、珍珠岩粉8份、海泡石粉15份、超细矿粉4份、减水剂5份。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高强度混凝土,其特征在于:所述的改性草木灰成分配比包括草木灰90份、十三氟辛基三甲基硅烷10份、微孔硅酸5份、超细矿粉20份、石蜡乳液5份、过硫酸铵1份、磷酸0.5份、三磷酸钠1-3份。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高强度混凝土,其特征在于:制备方法是将草木灰与石蜡乳液、十三氟辛基三甲氧基硅烷混合均匀,放置18-24小时,再与微孔硅酸钙、超细矿粉、过硫酸铵、磷酸铜、三磷酸钠、水混合,搅拌成泥状,加热至75-90℃,搅拌30-40分钟,搅拌烘干粉碎成100-200目颗粒,再分散研磨10-20分钟即得。
6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高强度混凝土,其特征在于:所述减水剂的成分配比为木质素磺酸钙60份、基磺酸盐钙40份。
7.一种如权利要求1或2所述的耐腐蚀高强度混凝土的制备方法,其特征在于:
S1:定量称取,将所有的原料按照上述的组份进行称取;
S2:将河沙、石子、铁矿砂、珍珠岩粉、海泡石粉、超细矿粉混合后加入粉碎机中粉碎,粉碎速率为3000-4500转/分,时间为15min-25min,得到混合物A;
S3:在混合物A中加入氢化丁腈橡胶胶粉、聚丙烯纤维、改性草木灰、二甲基硅油,充分混合后加入搅拌釜中低速搅拌,搅拌速率为300-500转/分,搅拌时间为20min-30min,之后静置30min,得到混合物B;
S4:将混合物B加入水泥搅拌罐中,之后加入水泥、煅烧除硅污泥、减水剂、维生素C和适量的水,充分混合后在常温下搅拌,搅拌速率为1500-2500转/分,时间为10min-20min,之后再以1000转/分的速率搅拌20min,即得到混凝土。

说明书全文

一种耐腐蚀高强度混凝土及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及混凝土技术领域,具体为一种耐腐蚀高强度混凝土及其制备方法。

背景技术

[0002] 混凝土作为建筑材料已有一百多年历史,具有很多无法比拟的优点,例如抗压强度高,取材容易,易成型,价格低廉,可与其他材料结合制成各种沉重固件
[0003] 随着混凝土组成材料的不断发展,人们对混凝土的性能要求不仅仅局限于抗压强度,而是在立足强度的基础上,更加注重混凝土的耐久性、变形性能、防火抗爆性能、防渗性能、韧性、耐腐蚀性、保温性、抗菌性、健康环保性以及降低成本等等综合指标的平衡和协调。混凝土各项性能指标的要求比以前更明确、细化和具体。同时,建筑设备水平的提升,新型施工工艺的不断涌现和推广,使混凝土技术适应了不同的设计、施工和使用要求,发展很快。因此,研制性能更加优异、功能更加强大、更适应新工艺的混凝土就显得尤为重要。

发明内容

[0004] 本发明旨在提供了一种耐腐蚀高强度混凝土及其制备方法,该耐腐蚀高强度混凝土制备方法简单,制得的混凝土具体优异的耐腐蚀、抗菌、环保性能,机械强度高。
[0005] 本发明的技术方案如下:
[0006] 本发明的目的在于提供一种耐腐蚀、抗菌、环保高强度混凝土及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
[0007] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种耐腐蚀高强度混凝土,混凝土组分按重量份数包括河沙30-40份、石子20-30份、矿砂10-20份、水泥80-120份、氢化丁腈橡胶胶粉4-12份、聚丙烯纤维2-6份、改性草木灰8-20份、二甲基油5-12份、珍珠岩粉4-10份、海泡石粉8-18份、超细矿粉2-6份、减水剂2-6份。
[0008] 优选的,混凝土组分成分比例还包括混凝土组分按重量份数还包括维生素C0.02-0.05份、煅烧除硅污泥40-60份。
[0009] 优选的,混凝土组分优选的成分比例包括河沙38份、石子27份、铁矿砂15份、水泥110份、煅烧除硅污泥50份、氢化丁腈橡胶胶粉10份、聚丙烯纤维5份、改性草木灰12份、二甲基硅油12份、珍珠岩粉8份、海泡石粉15份、超细矿粉4份、减水剂5份、维生素C 0.4份。
[0010] 优选的,改性草木灰成分配比包括草木灰90份、十三氟辛基三甲基硅烷10份、微孔硅酸5份、超细矿粉20份、石蜡乳液5份、过硫酸铵1份、磷酸0.5份、三磷酸钠1-3份。
[0011] 优选的,改性草木灰制备方法是将草木灰与石蜡乳液、十三氟辛基三甲氧基硅烷混合均匀,放置18-24小时,再与微孔硅酸钙、超细矿粉、过硫酸铵、磷酸铜、三磷酸钠、水混合,搅拌成泥状,加热至75-90℃,搅拌30-40分钟,搅拌烘干粉碎成100-200目颗粒,再分散研磨10-20分钟即得。
[0012] 优选的,改性草木灰成分配比包括草木灰90份、十三氟辛基三甲氧基硅烷10份、微孔硅酸钙5份、超细矿粉20份、石蜡乳液5份、过硫酸铵1份、磷酸铜0.5份、三磷酸钠2份。
[0013] 优选的,减水剂成分配比为木质素磺酸钙60份、基磺酸盐钙40份。
[0014] 优选的,其制备方法包括以下步骤:
[0015] S1:定量称取,将所有的原料按照上述的组份进行称取;
[0016] S2:将河沙、石子、铁矿砂、珍珠岩粉、海泡石粉、超细矿粉混合后加入粉碎机中粉碎,粉碎速率为3000-4500转/分,时间为15min-25min,得到混合物A;
[0017] S3:在混合物A中加入氢化丁腈橡胶胶粉、聚丙烯纤维、改性草木灰、二甲基硅油,充分混合后加入搅拌釜中低速搅拌,搅拌速率为300-500转/分,搅拌时间为20min-30min,之后静置30min,得到混合物B;
[0018] S4:将混合物B加入水泥搅拌罐中,之后加入水泥、煅烧除硅污泥、减水剂、维生素C和适量的水,充分混合后在常温下搅拌,搅拌速率为1500-2500转/分,时间为10min-20min,之后再以1000转/分的速率搅拌20min,即得到混凝土。
[0019] 本发明具有如下有益效果:
[0020] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明制备方法简单,制得的混凝土具体优异的耐腐蚀、抗菌、环保性能,机械强度高。
[0021] 1、本发明中加入的改性草木灰,其中加入磷酸铜,能够进一步提高混凝土的粘稠性、抗压和抗菌能,其中加入三磷酸钠能够增加配方中维生素C的稳定性、同时增强抗菌性,在改性草木灰的制备中增加磷酸铜、三磷酸钠通过混合共溶、烘干研磨,进入微孔硅酸钙的孔隙之中,形成较为均匀的改性草木灰基质,不仅通过增加接触面积加强改性草木灰的抗菌性能,在成本上又减少了磷酸铜、三磷酸钠的用量,从而使所形成的的混凝土具备较为稳定的抗菌性和性价比。
[0022] 2、本发明中加入的维生素C,能够提高混凝土的抗菌、抗变性能力,作为强还原剂,首先,通过氧化反应增加混凝土在混合、搅拌、发热过程中的稳定性和抗菌能力,满足特殊建筑材料如污水管、医疗建筑方面的需求;其次,在混凝土成型的过程中,维生素C能够与细菌、氧气等反应,减少混凝土内部的腐蚀可能性、延长混凝土的使用时间;最后,维生素C与氧气反应,能够降低混凝土中的气压,由混凝土内部的气压和外部空气的气压形成压差与预应力,从而进一步增加混凝土的强度。
[0023] 3、本发明制备工艺中使用的煅烧除硅污泥能够改善环境、减少污染、同时提高混凝土的抗压性。
[0024] 4、此外,本发明中添加的减水剂减水率高,可明显改善混凝土流动性和工作度,终凝后早强效果显著,能大幅度提高混凝土各龄期的强度,适用于各类混凝土。

具体实施方式

[0025] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0026] 本发明提供如下技术方案:一种耐腐蚀高强度混凝土,混凝土组分按重量份数包括河沙30-40份、石子20-30份、铁矿砂10-20份、水泥80-120份、氢化丁腈橡胶胶粉4-12份、聚丙烯纤维2-6份、改性草木灰8-20份、二甲基硅油5-12份、珍珠岩粉4-10份、海泡石粉8-18份、超细矿粉2-6份、减水剂2-6份;其中,改性草木灰成分配比包括草木灰90份、十三氟辛基三甲氧基硅烷10份、微孔硅酸钙5份、超细矿粉20份、石蜡乳液5份、过硫酸铵1份、磷酸铜0.5份、三磷酸钠1-3份;减水剂成分配比为木质素磺酸钙60份、氨基磺酸盐钙40份。
[0027] 优选的,混凝土组分成分比例还包括混凝土组分按重量份数还包括维生素C0.02-0.05份、煅烧除硅污泥40-60份。
[0028] 所用的制备改性草木灰的方法是将草木灰与石蜡乳液、十三氟辛基三甲氧基硅烷混合均匀,放置18-24小时,再与微孔硅酸钙、超细矿粉、过硫酸铵、磷酸铜、三磷酸钠、水混合,搅拌成泥状,加热至75-90℃,搅拌30-40分钟,搅拌烘干粉碎成100-200目颗粒,再分散研磨10-20分钟即得。
[0029] 实施例一
[0030] 混凝土组分按重量份数包括河沙30份、石子20份、铁矿砂10份、水泥80份、氢化丁腈橡胶胶粉4份、聚丙烯纤维2份、改性草木灰8份、二甲基硅油5份、珍珠岩粉4份、海泡石粉8份、超细矿粉2份、减水剂2份。
[0031] 改性草木灰成分配比包括草木灰90份、十三氟辛基三甲氧基硅烷10份、微孔硅酸钙5份、超细矿粉20份、石蜡乳液5份、过硫酸铵1份、磷酸铜0.5份、三磷酸钠1份。
[0032] 所用的制备改性草木灰的方法是将草木灰与石蜡乳液、十三氟辛基三甲氧基硅烷混合均匀,放置18小时,再与微孔硅酸钙、超细矿粉、过硫酸铵、磷酸铜、三磷酸钠、水混合,搅拌成泥状,加热至75℃,搅拌30分钟,搅拌烘干粉碎成100目颗粒,再分散研磨10分钟即得。
[0033] 减水剂成分配比为木质素磺酸钙60份、氨基磺酸盐钙40份。
[0034] S1:定量称取,将所有的原料按照上述的组份进行称取;
[0035] S2:将河沙、石子、铁矿砂、珍珠岩粉、海泡石粉、超细矿粉混合后加入粉碎机中粉碎,粉碎速率为3000转/分,时间为15min,得到混合物A;
[0036] S3:在混合物A中加入氢化丁腈橡胶胶粉、聚丙烯纤维、改性草木灰、二甲基硅油,充分混合后加入搅拌釜中低速搅拌,搅拌速率为300转/分,搅拌时间为20minmin,之后静置30min,得到混合物B;
[0037] S4:将混合物B加入水泥搅拌罐中,之后加入水泥、煅烧除硅污泥、减水剂和适量的水,充分混合后在常温下搅拌,搅拌速率为1500转/分,时间为10minmin,之后再以1000转/分的速率搅拌20min,即得到混凝土。
[0038] 实施例二
[0039] 混凝土组分按重量份数包括河沙40份、石子30份、铁矿砂20份、水泥120份、煅烧除硅污泥40份、氢化丁腈橡胶胶粉12份、聚丙烯纤维6份、改性草木灰20份、二甲基硅油12份、珍珠岩粉10份、海泡石粉18份、超细矿粉6份、减水剂6份、维生素C 0.05份。
[0040] 改性草木灰成分配比包括草木灰90份、十三氟辛基三甲氧基硅烷10份、微孔硅酸钙5份、超细矿粉20份、石蜡乳液5份、过硫酸铵1份、磷酸铜0.5份、三磷酸钠3份。
[0041] 所用的制备改性草木灰的方法是将草木灰与石蜡乳液、十三氟辛基三甲氧基硅烷混合均匀,放置24小时,再与微孔硅酸钙、超细矿粉、过硫酸铵、磷酸铜、三磷酸钠、水混合,搅拌成泥状,加热至90℃,搅拌40分钟,搅拌烘干粉碎成200目颗粒,再分散研磨20分钟即得。
[0042] 减水剂成分配比为木质素磺酸钙60份、氨基磺酸盐钙40份。
[0043] S1:定量称取,将所有的原料按照上述的组份进行称取;
[0044] S2:将河沙、石子、铁矿砂、珍珠岩粉、海泡石粉、超细矿粉混合后加入粉碎机中粉碎,粉碎速率为4500转/分,时间为25min,得到混合物A;
[0045] S3:在混合物A中加入氢化丁腈橡胶胶粉、聚丙烯纤维、改性草木灰、二甲基硅油,充分混合后加入搅拌釜中低速搅拌,搅拌速率为500转/分,搅拌时间为30min,之后静置30min,得到混合物B;
[0046] S4:将混合物B加入水泥搅拌罐中,之后加入水泥、煅烧除硅污泥、减水剂、维生素C和适量的水,充分混合后在常温下搅拌,搅拌速率为2500转/分,时间为20min,之后再以1000转/分的速率搅拌20min,即得到混凝土。
[0047] 实施例三
[0048] 河沙38份、石子27份、铁矿砂15份、水泥110份、煅烧除硅污泥50份、氢化丁腈橡胶胶粉10份、聚丙烯纤维5份、改性草木灰12份、二甲基硅油12份、珍珠岩粉8份、海泡石粉15份、超细矿粉4份、减水剂5份、维生素C 0.04份。
[0049] 改性草木灰成分配比包括草木灰90份、十三氟辛基三甲氧基硅烷10份、微孔硅酸钙5份、超细矿粉20份、石蜡乳液5份、过硫酸铵1份、磷酸铜0.5份、三磷酸钠2份。
[0050] 所用的制备改性草木灰的方法是将草木灰与石蜡乳液、十三氟辛基三甲氧基硅烷混合均匀,放置20小时,再与微孔硅酸钙、超细矿粉、过硫酸铵、磷酸铜、三磷酸钠、水混合,搅拌成泥状,加热至85℃,搅拌35分钟,搅拌烘干粉碎成180目颗粒,再分散研磨15分钟即得。
[0051] 减水剂成分配比为木质素磺酸钙60份、氨基磺酸盐钙40份。
[0052] S1:定量称取,将所有的原料按照上述的组份进行称取;
[0053] S2:将河沙、石子、铁矿砂、珍珠岩粉、海泡石粉、超细矿粉混合后加入粉碎机中粉碎,粉碎速率为3600转/分,时间为20min,得到混合物A;
[0054] S3:在混合物A中加入氢化丁腈橡胶胶粉、聚丙烯纤维、改性草木灰、二甲基硅油、磷酸铜,充分混合后加入搅拌釜中低速搅拌,搅拌速率为500转/分,搅拌时间为30min,之后静置30min,得到混合物B;
[0055] S4:将混合物B加入水泥搅拌罐中,之后加入水泥、煅烧除硅污泥、减水剂、维生素C和适量的水,充分混合后在常温下搅拌,搅拌速率为2000转/分,时间为15min,之后再以1000转/分的速率搅拌20min,即得到混凝土。
[0056] 实施例四
[0057] 河沙35份、石子25份、铁矿砂18份、水泥100份、煅烧除硅污泥60份、氢化丁腈橡胶胶粉6份、聚丙烯纤维4份、改性草木灰16份、二甲基硅油7份、珍珠岩粉7份、海泡石粉11份、超细矿粉3份、减水剂3份、维生素C 0.02份。
[0058] 改性草木灰成分配比包括草木灰90份、十三氟辛基三甲氧基硅烷10份、微孔硅酸钙5份、超细矿粉20份、石蜡乳液5份、过硫酸铵1份、磷酸铜1份、三磷酸钠1份。
[0059] 所用的制备改性草木灰的方法是将草木灰与石蜡乳液、十三氟辛基三甲氧基硅烷混合均匀,放置22小时,再与微孔硅酸钙、超细矿粉、过硫酸铵、磷酸铜、三磷酸钠、水混合,搅拌成泥状,加热至80℃,搅拌38分钟,搅拌烘干粉碎成100目颗粒,再分散研磨18分钟即得。
[0060] 减水剂成分配比为木质素磺酸钙60份、氨基磺酸盐钙40份。
[0061] S1:定量称取,将所有的原料按照上述的组份进行称取;
[0062] S2:将河沙、石子、铁矿砂、珍珠岩粉、海泡石粉、超细矿粉混合后加入粉碎机中粉碎,粉碎速率为4200转/分,时间为22min,得到混合物A;
[0063] S3:在混合物A中加入氢化丁腈橡胶胶粉、聚丙烯纤维、改性草木灰、二甲基硅油,充分混合后加入搅拌釜中低速搅拌,搅拌速率为450转/分,搅拌时间为28min,之后静置30min,得到混合物B;
[0064] S4:将混合物B加入水泥搅拌罐中,之后加入水泥、煅烧除硅污泥、减水剂、维生素C和适量的水,充分混合后在常温下搅拌,搅拌速率为1800转/分,时间为18min,之后再以1000转/分的速率搅拌20min,即得到混凝土。
[0065] 实验例:
[0066] 对于实施例的性能测试,通过实施例一的制备方法自制不添加维生素C,改性草木灰不添加磷酸铜、三磷酸钠的对照混凝土,作为其他实施例空白对照组。
[0067] 抗菌实验方面,通过测量培养液中细菌的生长过程来判断和比较不同实施例的抗菌性能。实验采用的是污染环境的代表性细菌——大肠杆菌,其也是主要的传染性细菌。
[0068] 首先培养液A(用于细菌生长)含蛋白胨(10g/L)、酵母膏(5g/L)、氯化钠(10g/L),培养液B(用于制作琼脂盘)含蛋白胨(10g/L)、酵母膏(5g/L)、氯化钠(10g/L)、琼脂(15g/L).在琼脂盘上接种稀释后的含菌培养液A,通过观测琼脂盘上出现的菌落来计算培养液中的细菌浓度。实验中使用的稀释剂——氯化钠溶液浓度为8.5%,PH调节剂——氢氧化钠或盐酸溶液,所有工具和材料使用前经120℃消毒。
[0069] 其次,向载有培养液A的锥形瓶中种植大肠杆菌,并用医用进行封口,37℃培养24小时,制成初始细菌溶液。抽取5-10ml初始细菌溶液,注入含有实施例抗菌混凝土或普通混凝土的培养液A的锥形瓶内,并继续培养。在3h,6h,12h,24h取出,抽取1ml细菌溶液,用盐水稀释105-107倍。然后取稀释后的溶液0.1ml,接种到琼脂盘进行培养,24h后取出,计数菌落,菌落数乘以稀释倍数再乘以10就是细菌浓度。
[0070] 采用本发明各实施例制得的混凝土进行基础性能测试,得到数据如下表:
[0071]实验组别 抗压强度MPa 抗腐蚀性能百分比
实施例一 77 105
实施例二 74 129
实施例三 74 134
实施例四 72 113
对照混凝土 68 100
[0072] 采用本发明各实施例制得的混凝土进行抗菌性能测试,得到数据如下表(细菌浓度百万个/ml):
[0073]
[0074] 由上述数据可知,实施例的混凝土强度、抗菌性、抗腐蚀性皆优于对照混凝土。在几组实施例中,只添加磷酸铜、三磷酸钠的实施例一混凝土抗菌效果最弱、抗压强度最大,加入适量维生素C、磷酸铜、三磷酸钠的实施例二、三、四混凝土虽然抗压强度有所降低,但是在抗菌性能和抗腐蚀性上更为突出,可见适当的维生素C、磷酸铜、三磷酸钠比例能够在保障抗压强度的情况下,提升抗菌性和抗腐蚀性。
[0075] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明制备方法简单,制得的混凝土具有优异的抗菌、环保性能,且机械强度高;
[0076] 其中,本发明中加入的改性草木灰,其中加入磷酸铜,能够进一步提高混凝土的粘稠性、抗压和抗菌能力,其中加入三磷酸钠能够增加配方中维生素C的稳定性、同时增强抗菌性,在改性草木灰的制备中增加磷酸铜、三磷酸钠通过混合共溶、烘干研磨,进入微孔硅酸钙的孔隙之中,形成较为均匀的改性草木灰基质,不仅通过增加接触面积加强改性草木灰的抗菌性能,在成本上又减少了磷酸铜、三磷酸钠的用量,从而使所形成的的混凝土具备较为稳定的抗菌性和性价比;
[0077] 本发明中加入的维生素C,能够提高混凝土的抗菌、抗变性能力,作为强还原剂,首先,通过氧化反应增加混凝土在混合、搅拌、发热过程中的稳定性和抗菌能力,满足特殊建筑材料如污水管、医疗建筑方面的需求;其次,在混凝土成型的过程中,维生素C能够与细菌、氧气等反应,减少混凝土内部的腐蚀可能性、延长混凝土的使用时间;最后,维生素C与氧气反应,能够降低混凝土中的气压,由混凝土内部的气压和外部空气的气压形成压差与预应力,从而进一步增加混凝土的强度。
[0078] 本发明制备工艺中使用的煅烧除硅污泥能够改善环境、减少污染、同时提高混凝土的抗压性;
[0079] 此外,本发明中添加的减水剂减水率高,可明显改善混凝土流动性和工作度,终凝后早强效果显著,能大幅度提高混凝土各龄期的强度,适用于各类混凝土。
[0080] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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