混凝土结构抗硫酸盐腐蚀涂层材料及其制备方法_2

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些实施例,对于本领域普通技 术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025] 图1是具有高抗硫酸盐侵蚀能力的磷酸钾镁水泥基材料(即本发明的混凝土结构 抗硫酸盐腐蚀涂层材料)和涂敷磷酸钾镁水泥基材料浆体的硅酸盐水泥混凝土试件的制 备工艺流程。根据图1的工艺过程,可将具有高抗硫酸盐侵蚀能力的混凝土试件的制备分 为三个阶段:第一阶段为凝结时间可控、水化热分二阶段释放的磷酸钾镁水泥的制备,第二 阶段为具有高抗硫酸盐侵蚀能力的磷酸钾镁水泥基材料浆体的制备,第三阶段为具有高抗 硫酸盐侵蚀能力的涂敷磷酸钾镁水泥基材料涂层的硅酸盐水泥混凝土试件的制备。
[0026] 图2是实施例一中磷酸钾镁水泥净浆和磷酸钾镁水泥基材料浆体(含硅灰、石灰 石粉、水玻璃和聚丙烯纤维)的初始水化温度变化曲线图。
[0027] 图3是实施例一中磷酸钾镁水泥净浆试件和磷酸钾镁水泥基材料浆体(含硅灰、 石灰石粉、水玻璃和聚丙烯纤维)试件的自然养护抗压强度发展和自然养护Id后水养护 60d的抗压强度图。
[0028] 图4是实施例一中磷酸钾镁水泥净浆试件和磷酸钾镁水泥基材料浆体(含硅灰、 石灰石粉、水玻璃和聚丙烯纤维)试件的自然养护60d的收缩变形曲线图。
[0029] 图5是实施例一中自然养护28d后的磷酸钾镁水泥净浆试件和磷酸钾镁水泥基材 料浆体(含硅灰、石灰石粉、水玻璃和聚丙烯纤维)试件在硫酸盐溶液(10%质量分数)中 干湿循环150次的抗压强度变化图。
【具体实施方式】:
[0030] 以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解,这些实施例是用于说明 本发明而并非限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体施工单位的条件 做进一步调整,未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0031] 实施例一:混凝土结构抗硫酸盐腐蚀涂层材料的制备
[0032] 步骤一:取73质量份的死烧氧化镁粉作为碱性组份和27质量份的磷酸二氢钾作 为酸性组份,并外掺10质量份的复合缓凝剂,配制成凝结时间大于30min的磷酸钾镁水泥。 本例中,所述复合缓凝剂由四硼酸钠、十二水合磷酸氢二钠和无机氯盐组成,其质量比依次 为,四硼酸钠:十二水合磷酸氢二钠:无机氯盐(质量比)=1:4:2。
[0033] 需要说明的是,在该步骤一中,所述死烧氧化镁粉、所述磷酸二氢钾和所述复合缓 凝剂的质量比并非必须是73 :27 :10。经发明人大量实验发现,为了达到本发明的目的,所 述死烧氧化镁粉、所述磷酸二氢钾和所述复合缓凝剂的质量比最好在70~75 :25~30 : 8~12范围内。
[0034] 在该步骤一中,所述死烧氧化镁粉MgO的质量分数优选多90%,死烧氧化镁粉的 比表面积180~210优选m2/kg。所述磷酸二氢钾一般为工业级磷酸二氢钾,其主粒度优选 为 40/350 ~60/245 目 / y m。
[0035] 步骤二:取所述步骤一制得的磷酸钾镁水泥90质量份、硅灰5质量份、和石灰石粉 5质量份,混合配制成磷酸钾镁水泥基材料粉料。
[0036] 在该步骤二中,所述磷酸钾镁水泥、硅灰和石灰石粉的质量比也并非必须是90 : 5 :5。经发明人大量实验发现,为了达到本发明的目的,所述磷酸钾镁水泥、硅灰和石灰石粉 质量比最好在87~93 :5~8:2~5范围内。
[0037] 然后取制得的100质量份磷酸钾镁水泥基材料粉料,掺入2质量份水玻璃、0. 5质 量份聚丙烯纤维和10质量份水。首先将90%的水加入NJ-160A水泥净浆搅拌机的搅拌锅, 加入水玻璃,开动搅拌机的手动调速档,徐徐加入磷酸钾镁水泥基材料粉料和剩余的10% 的水,慢速搅拌约1~2min,加入聚丙烯纤维,继续慢速拌合浆体至均匀,然后快速搅拌1~ 2min,得到新拌磷酸钾镁水泥基材料浆体,该磷酸钾镁水泥基材料浆体即为所述的混凝土 结构抗硫酸盐腐蚀涂层材料。使用时将所配制的磷酸钾镁水泥基材料浆体分层均匀涂敷在 经处理的硅酸盐水泥混凝土(清除原粉刷层和浮浆,露出新鲜的混凝土并用水湿润至气干 状态)表面,通过调节涂层厚度(2~4_)提高硅酸盐水泥混凝土结构的抗硫酸盐侵蚀性 能。
[0038] 在该步骤二中,所述磷酸钾镁水泥基材料粉料、水玻璃、聚丙烯纤维和水的质量比 也并非必须是100 :2 :0. 5:10。经发明人大量实验发现,为了达到本发明的目的,所述磷酸 钾镁水泥基材料粉料、水玻璃、聚丙烯纤维和水的质量比最好在100 :2~4 :0. 5~I. 0 : 10~14的范围内。
[0039] 在该步骤二中,所述硅灰中SiO2的质量分数优选多75%,硅灰的比表面积优选为 20000~28000m 2/kg。所述石灰石粉中CaCO3的质量分数优选多90%,石灰石粉的主粒度优 选为200/48~300/75目/ y m。所述水玻璃的模数优选为3. 5~3. 7,密度优选为1. 318~ I. 342g/cm3。所述聚丙稀纤维长度优选为3~6mm,直径大小优选为20~30 ym。
[0040] 将200g上述磷酸钾镁水泥基材料浆体放入一个绝热容器(3min内完成,其间用 温度计测试浆体的初始温度变化),将热电偶插入浆体中,用自动温度记录仪记录水化时 浆体的温度变化。参考标准GB/T17671-1999,成型30mmX30mmX30mm的立方体试件,在 20 ± 5°C、50~70 % RH室内环境自然养护ld,然后一部分继续自然养护、一部分浸入与室温 相同的水中养护至规定龄期提前2h取出,擦干表面水,晾2h后测试各种试件的抗压强度, 将同龄期水养护试件的抗压强度与自然养护试件的对应强度比较,得到水养护强度剩余 率。参照标准JC/T 603- 2004《水泥胶砂干缩实验方法》,成型25mmX25mmX280mm棱柱体 试件,在20±5°C、50~70% RH室内环境自然养护,测试不同养护龄期的试件的收缩应变。 成型40mmX40mmX 160mm的娃酸盐水泥砂衆试件,标准养护28d后部分外涂2mm的磷酸钾 镁水泥基材料浆体,在20 ± 5 °C、50~70 % RH室内环境自然养护;将部分自然养护超过28d 的30mmX30mmX30mm的磷酸钾镁水泥基材料立方体试件、40mmX40mmX 160mm的娃酸盐水 泥砂浆试件和外涂磷酸钾镁水泥基材料的硅酸盐水泥砂浆试件置于10%质量分数的硫酸 钠溶液中,参考《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009),实施 干湿循环(浸泡8个小时,升起试块风干2小时,再在温度为50°C下烘干12个小时,冷却2 个小时为一个循环周期),测试经不同硫酸盐干湿循环次数的各种试件的抗折、抗压强度, 并将其与同龄期自然养护的对应强度相比较,得到强度耐腐蚀系数。
[0041] 我们对本实施例制备的磷酸钾镁水泥基材料浆体(含硅灰、石灰石粉、水玻璃和 聚丙烯纤维)和普通磷酸钾镁水泥净浆的初始水化温度变化进行了测试,其初始水化温度 变化曲线图为图2。在图2中,本实施例制备的新拌磷酸钾镁水泥基材料浆体在开始水化 1200min的温度变化,由于使用了复合缓凝剂,新拌磷酸钾镁水泥基材料浆体的水化温度曲 线均有两个温度峰和一个休止期,且初始温度峰值不超过40°C,表明水化反应过程中水化 热分二阶段释放。与新拌磷酸钾镁水泥净浆比较,掺硅灰、石灰石粉、水玻璃和聚丙烯纤维 可使新拌磷酸钾镁水泥基材料浆体的第二个水化温度峰的开始时间提前和峰值提高。
[0042] 我们对磷酸钾镁水泥净浆试件和本实施例制备的磷酸钾镁水泥基材料浆体(含 硅灰、石灰石粉、水玻璃和聚丙烯纤维)试件的60d自然养护抗压强度发展和水养护60d抗 压强度进行了测试,其测试结果如图3所示。与磷酸钾镁水泥净浆的对应结果比较,发现掺 硅灰、石灰石粉、水玻璃和聚丙烯纤维的磷酸钾镁水泥基材料浆体的自然养护Id和水养护 60d抗压强度均明显提高。
[0043] 我们还对磷酸钾镁水泥净浆试件和本实施例的磷酸钾镁水泥基材料浆体(含硅 灰、石灰石粉、水玻璃和聚丙烯纤维)试件进行了自然养护60d的收缩变形测试,其测试结 果如图4所示。在该图4中,本实施例制备的磷酸钾镁水泥基材料浆体自然养护60d的收 缩应变与磷酸钾镁水泥净浆的对
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