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一種海砂耐蝕海工混凝土及其制備方法與流程

文檔序號:12775298閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種海砂耐蝕海工混凝土,各組分及含量分別為:水泥150~300kg/m3、粉煤灰微珠60~100kg/m3、硅灰20~40kg/m3、礦粉100~180kg/m3、碎石1000~1100kg/m3、海砂720~820kg/m3、內(nèi)養(yǎng)護材料0.3~0.5kg/m3、孔結構調(diào)整和侵蝕性離子傳輸抑制劑10~30kg/m3、超分散減縮型外加劑7~10kg/m3、水100~160kg/m3。

2.根據(jù)權利要求1所述的海砂耐蝕海工混凝土,其特征在于,所述粉煤灰微珠為空心微珠,燒失量≤5%,需水量比≤90%。

3.根據(jù)權利要求1所述的海砂耐蝕海工混凝土,其特征在于,所述硅灰為超細二氧化硅微粉,比表面積≥20000m2/kg,SiO2含量≥95%,28d活性指數(shù)≥120%,燒失量≤5%。

4.根據(jù)權利要求1所述的海砂耐蝕海工混凝土,其特征在于,所述礦粉為S95級礦粉,Al2O3含量≥15%,比表面積≥440m2/kg,28天活性指數(shù)≥95%。

5.根據(jù)權利要求1所述的海砂耐蝕海工混凝土,其特征在于,所述碎石為5~20mm連續(xù)級配碎石,壓碎值≤10%。

6.根據(jù)權利要求1所述的海砂耐蝕海工混凝土,其特征在于,所述海砂為中砂,細度模數(shù)控制在2.3~3.0,含泥量≤0.5%。

7.根據(jù)權利要求1所述的海砂耐蝕海工混凝土,其特征在于,所述內(nèi)養(yǎng)護材料的制備方法包括以下步驟:

1)以菱鎂礦、鋁礬土、石灰石和石膏粉為原料,混合粉磨勻后在1000~1200℃下煅燒10~15min,經(jīng)自然冷卻后粉磨至60μm方孔篩余≤5%,制得膨脹組分A;其中各原料質(zhì)量百分比為:菱鎂礦20~25%、鋁礬土15~20%、石灰石30~40%、石膏粉15~35%,并控制Al2O3/SO3摩爾比在0.4~0.5,CaO/MgO摩爾比在0.1~0.3,堿度系數(shù)Cm在3.1~3.5;所得的膨脹組分A包含的礦物相組成中MgO、C4AF和AFt所占質(zhì)量百分數(shù)分別為30~40%、10~15%和45~60%;

2)將木薯淀粉置于水中攪拌均勻,形成淀粉漿液,調(diào)節(jié)pH值至6.0~6.5,然后置于55~80℃的水浴鍋中在200~250r/min的攪拌條件下水浴反應時間2~3小時,使淀粉漿液完全糊化,自然冷卻,得到淀粉膠體;

3)將硝酸鈰銨和過硫酸銨按1:(1.2~1.5)的質(zhì)量比溶于水中,攪拌均勻反應20~30min,得淀粉膠體引發(fā)劑;

4)將丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸和步驟3)制得的淀粉膠體引發(fā)劑,溶于水并攪拌均勻,反應5-10min,得聚合物支鏈,其中丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸的質(zhì)量比為1:(2.3~3.5),丙烯酰胺與步驟3)所述淀粉膠體引發(fā)劑制備步驟中引入的硝酸鈰銨的質(zhì)量比為1:(2.5~4.3);

5)將步驟2)所得淀粉膠體與步驟4)所得聚合物支鏈,以2000~2500r/min的攪拌速率進行復合交聯(lián)反應,反應5-10min后得到無色凝膠狀物質(zhì),然后進行真空脫水處理,并用丙酮對所得粗產(chǎn)物在索氏提取器中進行提取,再經(jīng)洗滌、干燥,粉磨后得保水組份B,其中淀粉膠體與聚合物支鏈之間的配比分別按步驟2)添加的木薯淀粉和步驟4)添加的丙烯酰胺計,木薯淀粉與丙烯酰胺的質(zhì)量比為(8~10):1;

6)將步驟1)所得微膨脹組份A與步驟5)制得的保水組份B按照質(zhì)量比1:4~3:7進行混合、粉磨、過200目篩、干燥,制得所述的內(nèi)養(yǎng)護材料。

8.根據(jù)權利要求1所述的海砂耐蝕海工混凝土,其特征在于,所述孔結構調(diào)整和侵蝕性離子傳輸抑制劑的制備方法包括以下步驟:

1)將無水碳酸鈉和氫氧化鉀溶于55~60℃的水中并保持恒溫,得混合液I;

2)將硬脂酸置于三口燒瓶中,在55~60℃下加熱融化,并升溫至62~65℃保持恒溫,得硬脂酸溶液;

3)將聚氧乙烯型非離子表面活性劑溶解于步驟1)制得的混合液I中,混合均勻并反應3-5min后得到混合液II,再將混合液II滴加入步驟2)制得的硬脂酸溶液中,以6000~7500r/min的攪拌速率在55~60℃下進行皂化反應5~10min,制得皂液;

4)將步驟3)所得皂液冷卻至25~30℃,加氨水攪拌均勻后,得硬脂酸銨乳液,其中步驟1)~4)中所述無水碳酸鈉、氫氧化鉀、硬脂酸、聚氧乙烯型非離子表面活性劑、氨水之間的質(zhì)量比為1:(1.5~3):(3~4):(0.2~0.45):(0.05~0.2),并控制所得硬脂酸銨乳液的固含量為30~40%;

5)將步驟4)所得硬脂酸銨乳液與3,4,9,10-苝四甲酸酐按照質(zhì)量比70:3~65:2混合均勻后,制得所述的孔結構調(diào)整和侵蝕性離子傳輸抑制劑。

9.根據(jù)權利要求1所述的海砂耐蝕海工混凝土,其特征在于,所述超分散減縮型外加劑的制備方法包括以下步驟:

1)以甲基烯丙醇、氨水和環(huán)氧丙烷為原料,甲基烯丙醇鈉或甲基烯丙醇鉀為催化劑,在壓力為0.10~0.40MPa、溫度為50~150℃的條件下反應3~7h,制得甲基烯丙醇聚氧丙烯醚與三異丙醇胺的混合物,其中甲基烯丙醇、氨水和環(huán)氧丙烷的摩爾比為1:(0.2~0.5):(5.0~78.0),催化劑的添加量為甲基烯丙醇質(zhì)量的0.10~0.60%;

2)以步驟1)制得的甲基烯丙醇聚氧丙烯醚與三異丙醇胺的混合物、丙烯酸磺酸鈉、甲基丙烯酸酯和水為原料,加入帶有回流冷凝器、溫度計和滴液漏斗的三口燒瓶中,加熱升溫至60~90℃,并在2~2.5h內(nèi)勻速滴加丙烯酸和過硫酸銨溶液,保溫反應1.0~1.5h,然后停止加熱,降溫至40~50℃加入NaOH溶液將溶液pH值調(diào)節(jié)至6~8,攪拌20~25min,放料得超分散保坍型聚羧酸減水劑A;該步驟中各原料所占質(zhì)量百分比為:甲基烯丙醇聚氧丙烯醚與三異丙醇胺的混合物80~90%、丙烯酸磺酸鈉1~5%、甲基丙烯酸酯5~10%、水1~5%;過硫酸銨溶液中過硫酸銨的質(zhì)量為甲基丙烯酸酯質(zhì)量的2.0%,丙烯酸為甲基丙烯酸酯摩爾量的3.75%;

3)以甲基丙烯酸、聚丙二醇單甲醚為原料,甲苯磺酸為催化劑、對苯二酚為阻聚劑,在65~75℃的溫度下,反應8~9h,得具有超分散減水功能的甲基丙烯酸聚丙二醇單甲醚單體,其中甲基丙烯酸和聚丙二醇單甲醚的摩爾比為(1.15~1.20):1,催化劑和阻聚劑的添加量分別為甲基丙烯酸和聚丙二醇單甲醚總質(zhì)量的1.5%和0.5%;將二丙二醇單丁醚和馬來酸酐以(1~2):1的摩爾比,在100~140℃下反應3~5h,縮合成具有減縮功能的縮二乙二醇二丙二醇單丁醚單體;

4)按以下質(zhì)量配比:甲基丙烯酸聚丙二醇單甲醚單體75~85%、縮二乙二醇二丙二醇單丁醚單體1~5%、甲基丙烯酸5~10%、二甲胺基乙醇1~5%、甲基丙烯磺酸鈉1~5%;將步驟3)中制備的甲基丙烯酸聚丙二醇單甲醚單體和縮二乙二醇二丙二醇單丁醚單體升溫到90~100℃后滴加甲基丙烯酸、二甲胺基乙醇和甲基丙烯磺酸鈉進行反應,保溫反應5~7h后(反應結束)加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至中性,得到減縮型聚羧酸減水劑B;

5)按以下質(zhì)量配比:超分散保坍型聚羧酸減水劑A 40~60%、減縮型聚羧酸減水劑B 38~55%、葡萄糖酸鈉2~5%,將步驟2)制備的超分散保坍型聚羧酸減水劑A、步驟4)制備的減縮型聚羧酸減水劑B和葡萄糖酸鈉進行復配,得所述的超分散減縮型外加劑。

10.權利要求1~9任一項所述的海砂耐蝕海工混凝土的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

2.原料的稱取,按以下配比稱取各原料:水泥150~300kg/m3、粉煤灰微珠60~100kg/m3、硅灰20~40kg/m3、礦粉100~180kg/m3、碎石1000~1100kg/m3、海砂720~820kg/m3、內(nèi)養(yǎng)護材料0.3~0.5kg/m3、孔結構調(diào)整和侵蝕性離子傳輸抑制劑10~30kg/m3、超分散減縮型外加劑7~10kg/m3、水100~160kg/m3;

2)將稱取的水泥、粉煤灰微珠、硅灰、礦粉、內(nèi)養(yǎng)護材料與碎石、海砂加入攪拌機中干拌混合均勻,將稱取的水、孔結構調(diào)整和侵蝕性離子傳輸抑制劑與超分散減縮型外加劑加入攪拌機中,攪拌均勻,即得所述的海砂耐蝕海工混凝土。

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