[发明专利]一种抗硫酸溶蚀的地聚物混凝土及其制备方法

说明书

本发明属于建筑材料领域，公开了一种抗硫酸溶蚀的地聚物混凝土及其制备方法。所公开的地聚物混凝土由地聚物胶凝材料、粗骨料、细骨料、氢氧化钠、硅酸钠和蒸馏水制备而成。所公开的制备方法是将配方量的各组分按照合理的顺序混合搅拌，装模时分层捣实。本发明按配比制备的地聚物混凝土具有良好的力学性能，同时具备优异的抗硫酸侵蚀性能，将其应用于城市污水管道等基础设施中，可大大提高基础设施的服役寿命。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及到一种抗硫酸溶蚀的地聚物混凝土及其制备方法。

背景技术

城市污水基础设施中的混凝土构筑物常年受到不同介质侵蚀，导致其强度下降，耐久性降低，引发结构失效，服役寿命缩短，修缮成本增加。而微生物诱导混凝土腐蚀被认为是污水基础设施中混凝土结构劣化的主要原因之一。附着在混凝土孔隙中的微生物在潮湿环境下氧化还原硫物质生成硫酸，溶解水泥水化产物及碳酸盐生成CaSO₄等产物，致使混凝土内部pH值降低，体积膨胀，引起拉应力，导致混凝土开裂剥落，发生溶蚀现象。

地聚物，是一类具有优异工程性质(高强度、耐高温、低渗透性、耐酸腐蚀性等)，经强碱激发剂与硅铝原材料发生地质聚合反应生成的无机聚合物胶凝材料。地聚物混凝土发生地质聚合反应生成的Si-O和Al-O网络结构在室温下较难与酸发生反应，而且地质聚合反应后残留的高碱含量可以作为硫酸牺牲介质，缓解混凝土的溶蚀。因此，利用地质聚合反应替代水泥水化反应可以有效改善混凝土的抗酸性能，缓解污水基础设施中混凝土构筑物的溶蚀现象，提升其服役寿命。

但是目前的地聚物混凝土材料，经受酸侵蚀后，试件损伤较大，抗硫酸溶蚀效果一般，难以将其应用到实际工程中。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种抗硫酸溶蚀的地聚物混凝土，该地聚物混凝土经受硫酸侵蚀后，受损伤程度最低。

本发明提供的地聚物混凝土由以下质量分数的原料制备而成：

优选的，本发明的地聚物混凝土由以下质量分数的原料制备而成：

优选的，所述的抗硫酸溶蚀的地聚物混凝土，其地聚物胶凝材料为高钙粉煤灰，且粉煤灰中的钙含量为11.02％；

优选的，所述的抗硫酸溶蚀的地聚物混凝土，其粗骨料为天然石灰石骨料，粒径为4.75mm～9.5mm；

优选的，所述的抗硫酸溶蚀的地聚物混凝土，其细骨料为中砂，细度模数为3.0～2.3，平均粒径为0.5mm～0.35mm；

优选的，所述的抗硫酸溶蚀的地聚物混凝土，其氢氧化钠溶液的浓度为12mol/L，所述硅酸钠为液体硅酸钠，波美度为50；

优选的，所述的抗硫酸溶蚀的地聚物混凝土，其硅酸钠与氢氧化钠溶液的质量比为1.5；

同时本发明提供了上述地聚物混凝土的制备方法。本发明所提供的制备方法包括：

步骤一，制备拌合料：将配方量的粉煤灰与氢氧化钠溶液先混合搅拌，使地聚物原材料发生地质聚合反应；之后加入配方量的细骨料混合搅拌；然后再加入配方量的粗骨料混合搅拌，使浆、骨料充分混合；最后加入配方量的硅酸钠混合搅拌，使地聚物浆体充分包裹骨料；

步骤二，浇筑混凝土：在模具中浇筑拌合料，浇筑过程中分层捣实，装模后即时收浆，然后装入塑料密封袋中，静置1小时；

步骤三，养护混凝土：将装有混凝土的密封袋放入60摄氏度的烘箱中高温养护48小时，之后取出混凝土，冷却1小时后脱模，然后将脱模后的混凝土试块装入密封袋中，在标准养护条件20±2摄氏度，RH≥95％，养护至7天。