[发明专利]一种海工混凝土抗腐蚀外加剂

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种专门用于海工混凝土的抗腐蚀外加剂，属于混凝土外加剂技术领域。

【背景技术】

海工混凝土是指在海洋环境中服役，受海水或海风侵扰的混凝土。在海洋环境中，混凝土结构破坏现象非常普遍，已建的海工工程多数达不到设计寿命的要求，因此提高混凝土耐久性是摆在海工工程投资者、设计者以及施工者面前一个重要而又迫切的问题。

引起海工混凝土破坏的主要原因分别是：钢筋锈蚀、寒冷气候下的冻害、环境侵蚀的物理化学作用等等。其中钢筋锈蚀是造成混凝土破坏的主要原因；当海洋环境中的氯离子扩散进入混凝土结构内部，并在钢筋表面积聚到一定的浓度--临界浓度时，就会破坏混凝土结构内钢筋表面的钝化膜，致使钢筋锈蚀；另外寒冷气候下混凝土的冻害和环境中硫酸盐等有害物质的侵蚀也是造成混凝土破坏的重要原因，由于干湿交替或冻融循环会使混凝土产生结晶压力，而硫酸盐与水化产物生成钙矾石的反应会使混凝土产生体积膨胀，它们作用的结果将导致混凝土的开裂和剥落，并失去对钢筋的保护能力，加速钢筋锈蚀的进程。

研究表明：大幅度提高混凝土的抗渗透性，降低收缩开裂，减少混凝土内部的有害成份，阻止Cl^-在混凝土孔相中的迁移，是改善混凝土抗海水和其他有害介质的侵蚀，提高混凝土结构耐久性的技术关键。目前提高混凝土耐久性的的主要措施有两大类：一是改善混凝土质量，提高混凝土自身的防护能力，采用高密实、高抗裂的混凝土；第二类为采用混凝土外涂层、特殊钢筋(如环氧涂层钢筋、不锈钢筋等)、阴极保护及钢筋阻锈剂等附加措施。由于这些附加措施不同程度地存在着使用寿命短、对混凝土工作性及力学性能有影响、造价昂贵等缺点，而且所有附加措施，都只有在耐久性良好的密实混凝土中才能起到应有的作用，因此，增加混凝土本身的密实性、大幅度的提高混凝土的抗裂抗渗能力、防止Cl^-的侵入才是解决海工混凝土结构耐久性的根本途径。

【发明内容】

本发明针对海洋环境中混凝土结构破坏因素多元化的技术问题，提供了一种抗海水侵蚀的海工混凝土抗腐蚀外加剂。

本发明通过多种材料的合理匹配、复合，形成交互叠加的效应，大幅度的提高混凝土的抗裂抗渗能力，防止Cl^-的侵入，从而达到防止海水及其含有有害物质的侵蚀，达到提高海工混凝土结构使用寿命的目的。

本发明由下列组分按照重量比例配制而成：

硫铝酸盐微膨胀剂40-80％；合成纤维0.1-2.0％；特种防腐助剂1-10％；粉状填料10-40％；减水剂0-12％

所述硫酸盐微膨胀剂为满足JC467-2001标准要求的硫铝酸钙类混凝土膨胀剂或明矾石类膨胀剂。

上述膨胀剂在与水泥水化产物生成钙凡石的过程中可产生0.2-0.7Mpa的自应力，从而可补偿混凝土的收缩，使混凝土的密实性显著提高。

所述合成纤维为混凝土用合成纤维，包括单丝聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、合成粗纤维、聚乙烯醇纤维、网状聚丙烯纤维中的任意一种。数量众多的合成纤维可在混凝土中产生微细配筋及网状承托作用，抑制混凝土的开裂过程。前述合成粗纤维是由聚丙烯与聚乙烯粒子混合熔融拉丝而成的当量直径大于0.5毫米的纤维，有市售。

所述防腐助剂为亚铝酸钠、亚铝酸钙、亚硝酸钾、亚硝酸钡等防锈成分，防腐助剂能够吸纳和固化对钢筋锈蚀危害较大的Cl^-、SO₄^2-等有害物质，保护钢筋免受侵蚀。

所述超细矿物为炼铁用粒化高炉磨细矿粉、粉煤灰、硅灰中的一种或者一种以上任意比例的混合物，这些矿物的粒径尽管各不相同但其比表面积均不低于400m²/kg，远小于水泥颗粒的平均粒径，当他们加入混凝土中时，可与水泥形成具有良好的微级配复合胶凝体系，并在水化过程中相互填充，使混凝土的孔隙率降低，密实性大幅度提高，从而提高混凝土抵抗有害物质侵入。

所述高效减水剂为满足GB8076-1997标准要求的固体高效减水剂或固体缓凝高效减水剂，优选以β-萘磺酸盐甲醛缩合聚物为主要成份的萘系减水剂或聚羧酸减水剂。

本发明的生产方法是采用二级干粉混料工艺，即采用无重力混料机、螺带混料机、双螺旋混料机中的任意两种组合，以提高各组分的混合的均匀性，提高混合效率。

本发明的掺量为混凝土中胶凝材料重量的6-15％(内掺)，具体掺入量根据工程的需要确定。抗一般侵蚀工程掺量为6-10％；抗中等侵蚀工程，掺量为8-12％；抗强侵蚀工程，掺量为10-15％，可等量或部分取代水泥使用。