[发明专利]一种防微生物腐蚀的混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防微生物腐蚀的混凝土及其制备方法。一种防微生物腐蚀的混凝土，包括以下重量份的原料:硅酸盐水泥216～265份，粗骨料450～565份，细骨料490～630份，矿物掺合料54～160份，生物抑制剂4～10份，疏水化合孔栓物86～137份；所述生物抑制剂由季铵盐类破壁剂、异噻唑啉酮、烷基氮苯溴化物和甲酸钙组成,季铵盐类破壁剂2～4份、异噻唑啉酮1～3份、烷基氮苯溴化物0.5‑2份和甲酸钙0.5～1份。本发明的防微生物腐蚀混凝土可用于工业建筑和湖泊河流的混凝土建筑中，其具有增强混凝土的防腐性能，节约成本的优点；另外，本发明的制备方法具有操作简便、稳定性强的优点。

技术领域

本申请涉及混凝土技术领域，更具体地说，它涉及一种防微生物腐蚀的混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土是当今世界上用途最广、用量最大的一种土木工程材料。混凝土结构材料自身和使用环境的特点使得混凝土结构出现耐久性不足等问题，这给国家造成了巨大的经济损失，由此引发的资源、能源和环境保护问题正愈显突出。

然而，近年来混凝土微生物腐蚀受到越来越多的关注，尤其在工业建筑和湖泊河流中常含有大量不同种类的微生物，这些微生物的代谢产物导致钢筋混凝土的腐蚀，使钢筋混凝土表面污损、表层疏松、砂浆脱落、骨料外露，严重时产生开裂和钢筋锈蚀，缩短钢筋混凝土设施服役寿命，增加了维护成本，从而导致严重的经济损失。研究发现，这种由微生物引起的生物化学过程腐蚀过程，是自然界硫循环的一部分，这种化学反应的结果被称为生物硫酸腐蚀，并经实验证明，污水或河水中的硫氧化细菌(SOB)、硫酸盐还原菌(SRB)等细菌的新陈代谢形成的生物硫酸是造成混凝土腐蚀的主要原因。

发明内容

针对以上技术中存在的问题，本申请提供了一种防微生物腐蚀的混凝土，具有优良的防腐性能，增加混凝土的使用年限，减少翻修次数，节约成本。

同时，本申请还提供了该防微生物腐蚀混凝土的制备方法，其具有操作安全简便、稳定性强的优点。

本申请提供的一种防微生物腐蚀的混凝土，包括以下重量份的原料：

胶凝材料216～265份

粗骨料450～565份

细骨料490～630份

矿物掺合料54～160份

生物抑制剂4～10份

疏水化合孔栓物86～137份；

所述生物抑制剂由季铵盐类破壁剂、异噻唑啉酮、烷基氮苯溴化物和甲酸钙组成,季铵盐类破壁剂2～4份、异噻唑啉酮1～3份、烷基氮苯溴化物0.5-2份和甲酸钙0.5～1份。

通过采用上述技术方案，在混凝土中添加了生物抑制剂：季铵盐类破壁剂、异噻唑啉酮、烷基氮苯溴化物和甲酸钙。在厌氧环境下，硫酸盐还原菌将管道底部的硫酸盐或有机硫还原成硫化氢(H₂S)，H₂S进入混凝土管道未充水空间，被硫氧化细菌氧化成生物硫酸。而此时，生物抑制剂的加入破坏了有机硫元素转化的反应链条。其中，季铵盐类破壁剂和异噻唑啉酮协同作用，将硫酸盐还原菌和硫氧化细菌的细胞壁破坏，同时，异噻唑啉酮能够改变细胞膜的结构，促使烷基氮苯溴化物和甲酸钙进入到细胞内部，对细胞内的各个组分进行破坏，使细胞内的酶失活或者不能合成酶，从而使硫酸盐还原菌和硫氧化细菌生长繁殖受抑或死亡。这样便阻止了生物硫酸与混凝土中的氢氧化钙发生反应形成石膏，使石膏无法与混凝土中多余的铝酸三钙进一步发生化学反应生成膨胀性产物钙矾石而使混凝土开裂，从而达到了在源头上解决微生物腐蚀混凝土的现象。

进一步地，所述季铵盐类破壁剂主要由粉末状的十二烷基二甲基苄基氯化铵和液体状的季铵化硅烷混合均匀后烘干而成。

进一步地，所述十二烷基二甲基苄基氯化铵和季铵化硅烷按照重量份比为1：1。