[发明专利]一种抗海水腐蚀的纳米水泥土及其制备方法

说明书

一种抗海水腐蚀的纳米水泥土，所述纳米水泥土由水泥、水、分散剂、混合纳米矿粉和干土粉制成，其中：按照组分质量占总质量的百分比包括以下：水泥10％～11％、水20％～21％，分散剂0.2％、混合纳米矿粉0.4％～0.7％和干土粉67％～69％，所述混合纳米矿粉为纳米二氧化硅和纳米粘土按照质量比为1:1组成。本抗海水腐蚀的纳米水泥土在较长龄期的海水腐蚀条件下能有效的改善软土的力学性能和稳定性，在较长龄期的海水腐蚀条件下抗压强度相较于普通水泥土有显著提高，能够有效的抵抗海水对水泥土的劣化作用，延长工程的使用寿命。

技术领域

本发明涉及纳米水泥土及其制备方法，尤其涉及一种抗海水腐蚀的纳米水泥土及其制备方法。

背景技术

近海环境存在大量的Mg²⁺、SO₄^2-和Cl^-等腐蚀性介质，有些环境土壤地下水中Cl^-浓度超过10000mg/L，Mg²⁺和SO₄^2-浓度也常常会达到1000mg/L。与自然环境中的水泥土特性大有不同，处在腐蚀场地中的水泥加固体，与混凝土、钢材等建筑材料一样，不可避免地受到腐蚀，常常引起水泥土基加固体发生严重劣化。尤其在长期腐蚀情况下，导致水泥土强度衰减引起地基承载力降低，同时造成复合地基长期综合刚度降低，最终导致水泥加固地基产生长期的工后沉降，甚至危害到工程的安全和正常使用，严重缩短工程结构设计使用寿命。在近海地区因水泥土遭受腐蚀而造成路基胀裂、基础开裂破坏的事故时有发生。在这种情况下，即使采用大幅度增加水泥用量等常规手段也难以达到令人满意的技术效果，较长龄期下腐蚀环境引发的水泥土劣化问题已经对水泥土地基的长期性能、工程安全性及耐久性等造成了极大的挑战。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种抗海水腐蚀的纳米水泥土，既可以起到海水腐蚀环境下地基土处理加固，有效提高传统水泥土地基土承载力的作用，又能满足解决腐蚀环境引发的水泥土劣化问题的需要。

本发明的目的之二是提供一种抗海水腐蚀的纳米水泥土的制备方法，工艺简单，易于操作，方便实际生产需求。

本发明实现目的之一所采用的方案是：一种抗海水腐蚀的纳米水泥土，按照质量百分比计包括以下组分：按照各组分质量占总质量的百分比包括以下：水泥10%～11%、水20%～21%，分散剂0.2%、混合纳米矿粉0.4%～0.7%和干土粉67%～69%。

上述技术方案中，所述纳米矿粉中纳米二氧化硅和纳米粘土的质量比为1:1。

上述技术方案中，所述纳米二氧化硅的粒径为10～20 nm。

上述技术方案中，所述纳米粘土材料主要成分为SiO₂和Al ₂O₃，所述纳米粘土的晶片平均厚度在20～50 nm，晶片平均直径在300～500 nm。

上述技术方案中，所述水泥为普通硅酸盐水泥。

上述技术方案中，所述干土粉为普通地下土，干燥后通过2mm的网筛过滤得到。

上述技术方案中，所述分散剂为高分子分散剂聚乙烯吡咯烷酮。

本发明实现目的之二所采用的方案是：

一种抗海水腐蚀的纳米水泥土的制备方法，包括以下步骤：

（1）将干土粉通过孔径为2mm的网筛过滤，得到粒径小于2mm的干土粉；

（2）按质量百分比将步骤（1）得到的干土粉67%～69%，混合纳米矿粉0.4%～0.7% 、水泥10%～11%，分散剂0.2%混合搅拌均匀得到固体混合物，再加入水20%～21%，搅拌均匀后得到纳米水泥土。

本发明的原理是：