一種提高堿礦渣混凝土抗碳化性能的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料技術領域，涉及混凝土制備以及性能改進，特別涉及一種提高堿礦澄混凝土抗碳化性能的方法。
【背景技術】
[0002]堿礦渣水泥是環(huán)境友好型綠色膠凝材料，使用性能優(yōu)異，生產過程能有效利用工業(yè)副產品和廢渣，生產工藝簡單，生產能耗低，自然資源消耗和溫室氣體排放少，被譽為二十一世紀最具開發(fā)潛力的膠凝材料。但堿礦渣混凝土的抗碳化能力較差，而抗碳化性能是混凝土耐久性的重要方面，碳化降低混凝土的堿性，混凝土喪失對鋼筋混凝土中鋼筋的保護作用，混凝土結構的安全受到威脅。因此增強堿礦渣混凝土的抗碳化性能，是堿礦渣混凝土應用發(fā)展的關鍵技術問題之一。
[0003]目前，國內外對堿礦渣混凝土抗碳化性能的研宄主要在于堿礦渣砂漿、堿礦渣混凝土在既定碳化條件下的碳化程度，以及碳化對堿礦渣砂漿、堿礦渣混凝土力學性能的影響。普通硅酸鹽水泥混凝土抗碳化性能提高的技術途徑主要通過提高混凝土保護層厚度以及對混凝土表面做覆蓋層來實現(xiàn)，做法簡單，但成本增加，混凝土構件體積增加。

【發(fā)明內容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種提高堿礦渣混凝土抗碳化性能的方法，簡單易行，成本低廉，效果良好。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0006]一種提高堿礦渣混凝土抗碳化性能的方法，在堿礦渣混凝土制備過程中摻入Zn(OH)2、ZnCl2、引氣劑或二水石膏。其中，摻入Zn(OH)2與ZnCl 2可以提高堿礦渣混凝土的固態(tài)分散相堿度，摻入引氣劑與二水石膏可以提高堿礦渣混凝土的密實度、改善孔結構。
[0007]所述Zn(OH)2、ZnCl2、或二水石膏通過拌合于礦渣粉中摻入，引氣劑溶于拌合水中摻入。
[0008]所述堿礦渣混凝土制備時，以水玻璃為堿組分，?；郀t礦渣粉為膠凝材料，混凝土水膠比為0.55，砂率為37%，堿當量為4%，Zn (OH)2^ZnCl2,引氣劑或二水石膏摻入時，摻量分別為?；郀t礦渣粉質量的0.5%、0.5%、0.005%與2%。
[0009]所述水玻璃為工業(yè)級，含有25.3%的S1jP 9.2%的Na2O,密度為1.405g.cm_3，波美度為40.0，模數(Ms)為2.8，制備堿礦渣混凝土時，通過加入NaOH將模數調整為1.2。
[0010]所述粒化高爐礦渣粉堿性系數為1.05，密度為2.89g/cm3，比表面積為468m2/kg，流動度比為103 %，7d活性指數為79 %，28d活性指數為99 %，其化學組成為:31.50 % S12,11.52% Al2O3, 36.86% CaO, 1.10% Fe2O3,8.29% MgO, 0.19% SO3,0.63% K2O, 0.40% Na2O,雜質9.15%，燒失量0.36%。
[0011]所述Zn(0H)2、ZnCl2、二水石膏均為分析純AR試劑，所述引氣劑為非離子型表面活性物質，黃色粉末，主要成分是天然皂素。
[0012]所述NaOH為工業(yè)片堿，純度99 %，內蒙古君正化工有限責任公司生產。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0014]第一，外摻組分都為常見化學試劑與混凝土用外加劑，容易獲得，且外摻組分摻量小。
[0015]第二，外摻組分摻入后不影響堿礦渣混凝土的制備工藝。
[0016]第三，堿礦渣混凝土抗碳化性能改善效果明顯。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。
[0018]實施例1:
[0019]取5.7kg磨好的粒化高爐礦渣粉，與29g Zn(OH)2人工攪拌均勻得到粉料，將3.1kg拌合水直接混入2.88kg水玻璃中制備成堿液，等10.3kg砂與17.6kg碎石在攪拌機攪拌均勻之后，將粉料倒入攪拌機，攪拌5s，然后倒入堿液攪拌80s，即得到15L抗碳化性能較好的堿礦渣混凝土拌合物。
[0020]實施例2:
[0021]取5.7kg磨好的?；郀t礦渣粉，與29g ZnCl2人工攪拌均勻得到粉料，將3.1kg拌合水直接混入2.88kg水玻璃中制備成堿液，等10.3kg砂與17.6kg碎石在攪拌機攪拌均勻之后，將粉料倒入攪拌機，攪拌5s，然后倒入堿液攪拌80s，即得到15L抗碳化性能較好的堿礦渣混凝土拌合物。
[0022]實施例3:
[0023]取5.7kg磨好的?；郀t礦渣粉，將0.29g引氣劑溶于10mL拌合水中，將其余3.0kg拌合水直接混入2.88kg水玻璃中制備成堿液，等10.3kg砂與17.6kg碎石在攪拌機攪拌均勻之后，將粉料倒入攪拌機，攪拌5s，然后倒入堿液與溶有引氣劑的拌合水攪拌80s，即得到15L抗碳化性能較好的堿礦渣混凝土拌合物。
[0024]實施例4:
[0025]取5.7kg磨好的?；郀t礦渣粉，與114g 二水石膏人工攪拌均勻得到粉料，將3.1kg拌合水直接混入2.88kg水玻璃中制備成堿液，等10.3kg砂與17.6kg碎石在攪拌機攪拌均勻之后，將粉料倒入攪拌機，攪拌5s，然后倒入堿液攪拌80s，即得到15L抗碳化性能較好的堿礦渣混凝土拌合物。
[0026]上述實施例中:
[0027]混凝土水膠比為0.55，砂率為37%，堿當量為4%。
[0028]水玻璃為工業(yè)級，含有25.3%的S1jP 9.2%的Na2O,密度為1.405g.cnT3，波美度為40.0，模數(Ms)為2.8，使用時通過加入NaOH將模數調整為1.2，NaOH為工業(yè)片堿，純度99%，內蒙古君正化工有限責任公司生產。
[0029]?；郀t礦渣粉為西安建科寶龍新材料有限責任公司生產的S95級礦粉，堿性系數為1.05，密度為2.89g/cm3，比表面積為468m2/kg，流動度比為103%，7d活性指數為 79%，28d 活性指數為 99%，其化學組成為:31.50% S12,11.52% Al2O3, 36.86% CaO,1.10% Fe2O3,8.29% MgO,0.19% SO3,0.63% K2O,0.40% Na2O,雜質 9.15%,燒失量0.36% 0
[0030]Zn(OH)2, ZnCl2、二水石膏均為分析純AR試劑，引氣劑為非離子型表面活性物質，黃色粉末，主要成分是天然皂素。
[0031]對采用本發(fā)明技術后的堿礦渣混凝土性能進行驗證，具體如下:
[0032]基準堿礦渣混凝土(無外摻組分)碳化齡期3d、7d、14d、28d時的碳化深度分別為10mm、11mm、11mm、13mm ;捧入 Zn (0!1)2或 ZnCl 2后的減礦澄混凝土，碳化齡期 3d、7d、14d、28d時的碳化深度分別為4mm、5mm、7mm、9mm和5mm、6mm、8mm、1mm ;摻入引氣劑或二水石膏后的堿礦澄混凝土，碳化齡期3d、7d、14d、28d時的碳化深度分別為5mm、6mm、7mm、1mm和5_、6mm、8mm、9mmD摻入Zn(OH)2、ZnCl2、引氣劑或二水石膏后的3d碳化程度分別降低了 60%、50%,50%,50% ;28d碳化程度分別降低了 31%、23%、23%、31%。而且外摻組分不影響堿礦渣混凝土的力學性能:基準堿礦渣混凝土(無外摻組分)標準養(yǎng)護3d、28d的抗壓強度分別為45.0MPa,62.3MPa，摻入Zn(OH)2、ZnCl2、引氣劑或二水石膏的堿礦渣混凝土標準養(yǎng)護 3d、28d 的抗壓強度分別為 52.6MPa、51.lMPa、48.2MPa、45.1MPa 和 60.3MPa、61.8MPa、59.4MPa、60.6MPa0
[0033]因此，外摻組分可以降低堿礦渣混凝土的碳化程度，提高堿礦渣混凝土的抗碳化能力。與基準堿礦渣混凝土(無外摻組分)相比，3d碳化程度降低50?60%，28d碳化程度降低20?30%，對堿礦渣混凝土的力學性能沒有不利影響。方法簡單，操作方便。
【主權項】
1.一種提高堿礦渣混凝土抗碳化性能的方法，其特征在于，在堿礦渣混凝土制備過程中摻入Zn (OH) 2、ZnCl2、引氣劑或二水石膏。
2.根據權利要求1所述提高堿礦渣混凝土抗碳化性能的方法，其特征在于，所述Zn (OH) 2、211(:12或二水石膏通過拌合于礦渣粉中摻入，所述引氣劑溶于拌合水中摻入。
3.根據權利要求1所述提高堿礦渣混凝土抗碳化性能的方法，其特征在于，所述堿礦渣混凝土制備時，以水玻璃為堿組分，粒化高爐礦渣粉為膠凝材料，混凝土水膠比為0.55，砂率為37%，堿當量為4%，Zn(OH)2, ZnCl2、引氣劑或二水石膏摻入時，摻量分別為粒化高爐礦渣粉質量的0.5%,0.5%,0.005%與2%。
4.根據權利要求3所述提高堿礦渣混凝土抗碳化性能的方法，其特征在于，所述水玻璃為工業(yè)級，含有25.3 %的S12^P 9.2 %的Na 20，密度為1.405g.cm—3，波美度為40.0，模數(Ms)為2.8，制備堿礦渣混凝土時，通過加入NaOH將模數調整為1.2。
5.根據權利要求3所述提高堿礦渣混凝土抗碳化性能的方法，其特征在于，所述粒化高爐礦渣粉堿性系數為1.05，密度為2.89g/cm3，比表面積為468m2/kg，流動度比為103%，7d活性指數為79 %，28d活性指數為99 %，其化學組成為:31.50% S12,11.52% Al2O3,36.86% CaO, 1.10% Fe2O3,8.29% MgO, 0.19% SO3,0.63% K2O, 0.40% Na2O,雜質 9.15%，燒失量0.36%。
6.根據權利要求1所述提高堿礦渣混凝土抗碳化性能的方法，其特征在于，所述Zn (OH) 2、ZnCl2、二水石膏均為分析純AR試劑，所述引氣劑為非離子型表面活性物質，黃色粉末，主要成分是天然皂素。
7.根據權利要求4所述提高堿礦渣混凝土抗碳化性能的方法，其特征在于，所述NaOH為工業(yè)片堿，純度99%，內蒙古君正化工有限責任公司生產。
【專利摘要】一種提高堿礦渣混凝土抗碳化性能的方法，在堿礦渣混凝土制備過程中摻入Zn(OH)2、ZnCl2、引氣劑或二水石膏，摻入Zn(OH)2與ZnCl2可以提高堿礦渣混凝土的固態(tài)分散相堿度，摻入引氣劑與二水石膏可以提高堿礦渣混凝土的密實度、改善孔結構，從而降低堿礦渣混凝土的碳化程度，提高堿礦渣混凝土的抗碳化能力，與基準堿礦渣混凝土相比，3d碳化程度降低50～60％，28d碳化程度降低20～30％，且對堿礦渣混凝土的力學性能沒有不利影響。
【IPC分類】C04B22-14, C04B22-06, C04B18-14, C04B22-12, C04B28-26
【公開號】CN104829151
【申請?zhí)枴緾N201510152902
【發(fā)明人】何娟, 陳暢, 伍勇華, 何廷樹, 王艷
【申請人】西安建筑科技大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月1日