[发明专利]一种改性水泥及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性水泥及其应用，特别涉及一种适用于北方沿海环境抗海水电化学腐蚀的大掺量矿渣微粉高性能水泥及混凝土，属于建筑材料制备领域。

背景技术

在我国北方沿海地区的混凝土结构不仅遭受海水中氯离子的侵蚀造成钢筋锈蚀，在寒冷冬季还要遭受冻融破坏的作用，造成混凝土的开裂破损，并使得氯离子的侵入更加容易，加剧了混凝土结构的破坏，降低了混凝土结构的耐久性，缩短了其使用寿命，给社会造成了严重的损失，如何提高北方沿海环境下混凝土结构的抗海水侵蚀性能，提高其耐久性已成为国内外研究的热点问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是研制一种适用于北方沿海环境下具有显著的抗海水电化学侵蚀的高性能水泥及混凝土，从而解决北方沿海地区混凝土结构遭受海水侵蚀耐久性降低的问题。本发明所述适用于北方沿海环境抗海水电化学侵蚀混凝土，是大掺量矿渣微粉高性能混凝土，具有显著的抗氯离子渗透性、抗冻融破坏性能以及显著提高混凝土的电阻率，具有优越的抗海水电化学侵蚀特性，阻碍钢筋锈蚀。

一种改性水泥，所述改性水泥包括胶凝材料和添加剂，其中，

胶凝材料由普通水泥和矿渣微粉组成，矿渣微粉占胶凝材料总重量的40～60%；

添加剂由纳米粘土粒子和减水剂组成，纳米粘土粒子重量为胶凝材料总重量的1%，减水剂重量为胶凝材料总重量的1.5～2%。

本发明所述改性水泥在使用时需加水，水的加入量的确定为本领域的现有技术，本发明优选胶凝材料与水的质量比为2:1。

本发明所述矿渣微粉属于矿物废料，具有较高的潜在活性，能促进混凝土的水化反应，提高后期强度，并且其颗粒粒径小数水泥颗粒，能够在混凝土中填充微小空隙，使结构密实性提高。矿渣微粉可提高提高混凝土的抗电化学侵蚀特性从而提高北方沿海环境下混凝土结构的耐久性。

一种改性水泥，优选所述改性水泥由胶凝材料和添加剂组成，其中，

胶凝材料由普通水泥和矿渣微粉组成，矿渣微粉占胶凝材料总重量的40～60%；

添加剂由纳米粘土粒子和减水剂组成，纳米粘土粒子重量为胶凝材料总重量的1%，减水剂重量为胶凝材料总重量的1.5～2%。

本发明所有技术方案中所述矿渣微粉优选为S95级矿渣微粉。

本发明所有技术方案中所述矿渣微粉优选其粒径为6.5～8.4μm。

本发明所有技术方案中所述减水剂为本领域技术人员所知的可用于水泥的减水剂，优选为β-萘磺酸盐甲醛聚合物减水剂。

本发明所有技术方案中所述纳米粘土粒子为纳米高岭土粒子，其平均粒径为300～500nm，平均片层厚度为20～50nm。

本发明的另一目的是提供上述改性水泥的制备方法。

一种改性水泥的制备方法，首先将纳米粘土粒子在水中分散30分钟，再与减水剂混合，最后将纳米粘土与减水剂的混合液倒入胶凝材料中搅拌均匀。

上述方法中优选胶凝材料与水的质量比为2:1。

本发明的另一目的是提供包含上述改性水泥的混凝土。

一种抗冻融混凝土，所述混凝土由上述改性水泥、水、砂子和石子组成。

本发明的有益效果是：本发明充分利用了矿物废料，实现了废料的再利用，节能环保，原材料价格低廉。本发明根据配合比选取适量材料制备大掺量矿渣微粉高性能混凝土，能显著提高混凝土的抗电化学侵蚀特性，其抗渗性可以提高40～60%，抗冻性能提高30%以上，对钢筋的抗锈蚀性能可提高2～4倍，使混凝土结构的使用寿命延长3～4倍；建立了通过电阻率评定矿渣微粉混凝土质量损失率与相对动弹模量变化的定量的关系；为定量评价冻融循环作用下矿渣微粉混凝土材料的损伤提供了一条新途径。本发明所述的混凝土具有优越的抗海水侵蚀性能，抗氯离子渗透性能、抗冻性能显著提高，耐久性显著增强。

附图说明

本发明附图4幅，

图1（a）为矿渣微粉的微观形貌照片；

图1（b）为纳米粘土的微观形貌照片；

图2（a）为混凝土的质量损失率与冻融循环次数的关系图；

图2（b）为混凝土的相对动弹模量与冻融循环次数的关系图；

图3为混凝土电阻率与冻融循环次数的关系图；

图4（a）为混凝土电阻率与质量损失率的关系图；

图4（b）为混凝土电阻率与相对动弹模量的关系图。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1