一种基于超细矿渣粉的混凝土抗侵蚀剂及其使用方法 【技术领域】
本发明属土木工程材料技术领域，具体涉及一种基于超细矿渣粉的混凝土抗侵蚀剂及其使用方法。
背景技术
随着我国经济建设速度的逐渐加快，土木工程越来越多地向高盐地区和沿海、近海地区迈进。而高盐地区和近海、沿海地区对混凝土抗侵蚀性要求很高，一般要求混凝土具备良好的密实性、抗硫酸盐和Cl-侵蚀性，从而提高工程的耐久性，实现土木工程的可持续发展和国家节能减排的总体部署要求。
但是目前，实际工程中提高混凝土抗侵蚀性仍然仅遵从两个原则，即：1)通过掺加高效减水剂来大幅度降低混凝土水胶比，细化混凝土硬化体的孔结构，提高抗渗性，从而增强其密实性；2)大量掺加混凝土掺合料，如优质的硅灰、矿渣粉和粉煤灰等。掺加掺合料是改善混凝土密实性的一个重要方面，但是一般抗侵蚀混凝土中掺合料要占混凝土胶凝材料的60％-70％，而鉴于高盐地区、沿海和近海地区优质掺合料资源缺乏，带来很大的运输成本问题，为这些地区抗侵蚀性混凝土的配制带来很大困难。为此，本发明基于超细矿渣粉，研制出一种掺量不大于10％的混凝土抗侵蚀剂，只要在混凝土配合比计算中添加10％以内的这种抗侵蚀剂，就可大幅度提高混凝土密实性和抗侵蚀性。由于这种产品中复合有一定量的减水组分，还可省却工程中添加减水剂的步骤，使得抗侵蚀混凝土的制备更加简单。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种基于超细矿渣粉的混凝土抗侵蚀剂及其使用方法。
本发明提出的基于超细矿渣粉的混凝土抗侵蚀剂，由超细矿渣粉、聚羧酸系减水剂、明矾石、地开石、二水石膏组成，各组份的重量比为：
超细矿渣粉 100
聚羧酸系减水剂 0.1-5
明矾石 10-40
地开石 8-25
二水石膏 6-25
各组份较佳的重量比为：
超细矿渣粉 100
聚羧酸系减水剂 1-3
明矾石 20-30
地开石 12-18
二水石膏 10-20
本发明中，所述超细矿渣粉的比表面积为650-950m2/Kg，烧失量小于3％，玻璃体含量不小于85％，密度不小于2800Kg/m3，其作用在于自身的微集料效应和微晶核效应，而且改善了混凝土界面区的结构并减少了水泥初期水化产物的相互搭接。由于其微集料效应和微晶核效应，能进一步增强混凝土的后期强度，增强混凝土的密实性。
本发明中，所述聚羧酸系减水剂作为新一代的高性能减水剂，是一种分散力强、减水效果显著、起泡很少、不具有缓凝效果、减少混凝土的收缩和增强混凝土的后期强度的新型减水剂，更重要的是，其生产过程中不添加甲醛等有害于环境的材料，是一种环保型的产品。
本发明中，明矾石和地开石是膨胀材料，可防止由于混凝土收缩而产生裂缝，并且基本上不影响流态混凝土的流态化效果，一般地，大流动性混凝土容易产生干缩裂缝，因此，添加膨胀材料是非常重要的。混凝土中掺入明矾石和地开石后生成大量的钙矾石，会引起填充、堵塞和切断毛细孔和其它孔隙，使混凝土总孔隙率降低，毛细孔孔径变小，改善了混凝土的孔结构，使混凝土变得更密实，从而降低了混凝土的透水性。研究表明，掺入膨胀剂后，减少了混凝土因为温度收缩和自身体积收缩引起的开裂，降低了各类离子的侵入，减少有害离子对混凝土的侵蚀，提高混凝土的耐久性。二水石膏具有一定溶解性，能在水泥水化初期缓慢释放明矾石和地开石水化形成膨胀产物钙矾石所需的硫酸根离子，保持液相中离子浓度的平衡，帮助快速大量形成钙矾石，从而补偿水泥水化产生的化学收缩和混凝土失水产生的干燥收缩，防止混凝土开裂。
本发明的制备方法是：按前述各重量比例称量各组份，将原料通过物理机械混合，即得到所需产品。
本发明为灰色干细粉状物质，使用时，其适宜的掺量为混凝土中胶凝材料的5％-10％，具体掺量根据使混凝土达到的所需流动性、后期强度和抗侵蚀性要求通过试验确定。在现场按照推荐掺量(5％-10％)于混凝土浇筑前采用直接添加，再经过1-5min的搅拌，所配制的混凝土即可现场施工。
本发明作为混凝土抗侵蚀剂使用，可有效使混凝土达到大流动性要求，并且具有优异的防水性和抗侵蚀性，另外，由于使基体混凝土结构密实，抗侵蚀性提高，从而达到混凝土耐久性优异的要求。
本发明对混凝土内部钢筋无锈蚀作用，广泛适用于钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土结构中抗侵蚀混凝土的配制。
【具体实施方式】
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1，基于超细矿渣粉的混凝土抗侵蚀剂按超细矿渣粉67.11％(重量百分比，下同)，聚羧酸系减水剂0.67％，明矾石13.42％，地开石12.09％，二水石膏6.71％配制而成。当加入占混凝土中水泥用量的10％的本发明产品，再经过1-5min地搅拌，所配制的混凝土坍落度可达210mm，可泵送施工。掺加本产品所配制的混凝土与不掺者相比，常压泌水率比为0，压力泌水率比为12％，混凝土1d，3d，7d和28d抗压强度比分别为165％，162％，154％，143％，渗透高度比为29％，48h吸水量比为52％，Cl-渗透深度比为32％，25次硫酸钠浸-烘循环后强度损失率比为52％，收缩率比为97％。
实施例2，基于超细矿渣粉的混凝土抗侵蚀剂按超细矿渣粉60.61％(重量百分比，下同)，聚羧酸系减水剂1.82％，明矾石18.18％，地开石7.27％，二水石膏12.12％配制而成。当加入占混凝土中水泥用量的8％的本发明产品，再经过1-5min的搅拌，所配制的混凝土坍落度可达260mm，可泵送施工。掺加本产品所配制的混凝土与不掺者相比，常压泌水率比为0，压力泌水率比为17％，混凝土1d，3d，7d和28d抗压强度比分别为183％，169％，162％，150％，渗透高度比为22％，48h吸水量比为43％，Cl-渗透深度比为27％，25次硫酸钠浸-烘循环后强度损失率比为32％，收缩率比为95％。
实施例3，基于超细矿渣粉的混凝土抗侵蚀剂按超细矿渣粉65.79％(重量百分比，下同)，聚羧酸系减水剂1.32％，明矾石13.16％，地开石9.87％，二水石膏9.86％配制而成。当加入占混凝土中水泥用量的5％的本发明产品，再经过1-5min的搅拌，所配制的混凝土坍落度可达200mm，可泵送施工。掺加本产品所配制的混凝土与不掺者相比，常压泌水率比为0，压力泌水率比为14％，混凝土1d，3d，7d和28d抗压强度比分别为150％，142％，131％，129％，渗透高度比为26％，48h吸水量比为51％，Cl-渗透深度比为34％，25次硫酸钠浸-烘循环后强度损失率比为43％，收缩率比为98％。
实施例4，基于超细矿渣粉的混凝土抗侵蚀剂按超细矿渣粉61.35％(重量百分比，下同)，聚羧酸系减水剂0.61％，明矾石18.40％，地开石7.36％，二水石膏12.28％配制而成。当加入占混凝土中水泥用量的9％的本发明产品，再经过1-5min的搅拌，所配制的混凝土坍落度可达250mm，可泵送施工。掺加本产品所配制的混凝土与不掺者相比，常压泌水率比为0，压力泌水率比为19％，混凝土1d，3d，7d和28d抗压强度比分别为167％，159％，143％，136％，渗透高度比为19％，48h吸水量比为34％，Cl-渗透深度比为31％，25次硫酸钠浸-烘循环后强度损失率比为34％，收缩率比为93％。