[发明专利]高耐久性混凝土矿物助掺剂

说明书

技术领域：

本发明属于混凝土添加剂技术领域，涉及一种以矿物原料加工混合制成的助剂，尤其是耐久性混凝土矿物助掺剂。

背景技术：

混凝土，简称为砼，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水，加或不加外加剂和掺合料，按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，广泛应用于土木工程。所称水泥系将石灰质原料(CaCO₃)及黏土质原料(SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃)按化学成分及欲制成水泥品种决定配料比例，经研磨、烧结再加石膏研磨致所须细度而成。水泥系将石灰质原料(CaCO₃)及黏土质原料(SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃)按化学成分及欲制成水泥品种决定配料比例，经研磨、烧结再加石膏研磨致所须细度而成。自从波特兰水泥出现后，经历了漫长的发展过程。波特兰水泥因起源于英国‘Portland’而得名，在我国称作硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥或普通波特兰水泥指硅酸盐水泥含有5～20％的活性混合材。大于20％更高混合材含量的硅酸盐水泥，一般名称包含混合材名称，例如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥(含两种以上混合材)。制造波特兰水泥之原料，其主要的三种成分为：氧化钙(石灰，CaO)，二氧化硅(SiO₂)，氧化铝(Al₂O₃)；波特兰水泥是一种水硬性水泥，系由烧窑中的水泥烧块(含有水硬性硅酸钙)研磨而成，这种产品的制造是将黏土、石灰石或白垩的混 合物在锅炉中加热，直到温度足够将二氧化碳去除为止。

目前，混凝土和水泥相关技术在不断发展，但是，探究远古时期，在没有现代水泥的情况下，古人如何使得部分建筑历久数百乃至千年保持完好；相比之下，当代混凝土建筑耐久性能仍未被保证，比如，现代混凝土建筑耐久性使用年限被定为30年、50年，最多也不过100至200年。影响混凝土耐久性能的因素很多，主要分为内部和外部两个方面。内部因素有混凝土的强度、密实性、水泥用量、水灰比、氯离子及碱含量、外加剂用量，保护层厚度等；外部因素则主要是环境条件，包括温度、湿度、CO₂含量、侵蚀性介质等。出现耐久性能下降的问题，往往是内、外部因素综合作用的结果。此外，设计不周、施工质量差或使用中维修不当等也会影响耐久性能。这其中重要原因在于混凝土材料及施工的耐久性能缺陷，混凝土的耐久性是指结构对气候作用、化学侵蚀、物理作用或任何其他破坏过程的抵抗能力。耐久的混凝土结构当暴露于使用环境时，具有保持原有形状，质量和适用性的能力，不会由于保护层碳化或裂缝宽度过大而引起钢筋腐蚀，进而不因发生混凝土严重腐蚀而影响结构的使用寿命而破坏，结构的耐久性与结构的使用寿命总是相联系的，结构的耐久性越好，使用寿命越长。

在抗压强度超过50MPa的高强度混凝土技术发展的同时，提高混凝土耐久性能的相关技术也得到关注，已公开的相关技术被称为-高性能混凝土，即High Performance Concrete，简称HPC；要求这种混凝土保证拌合物易于浇筑和密实成型，不发生或尽量减少由温度和收缩产生的裂缝，硬化后有足够的强度，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀性。这种类型的混凝土针对不同用途要求，在耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性、 经济性等性能方面有重点地予以保证。

已公开的相关技术中多为部分替代水泥的外加型掺和料，如中国专利涉96116632.0一种用于配制高性能混凝土的复合掺合料及其工艺，由高炉矿渣∶无水石膏∶活化硅铝酸盐矿物按60-90％∶5-20％∶2-20％重量百分比组成；其制备工艺：先将上述原料分别破碎后按上述组成配合入磨粉磨，粉磨细度控制达勃氏比表面积450-850m²/kg；制成的复合掺合料作为混凝土掺合料可等量替代水泥30-60％，配制出同时满足高强度(C80以上)、大流动度不离析、高耐久性要求的高性能混凝土。该类技术仍主要以增强混凝土强度为目标。

发明内容：

本发明发明目的在于提出一种可以有效提高和改善混凝土耐久性能的混凝土外加助剂，即耐久性混凝土矿物助掺剂。该助掺剂包含细密的矿物质原料，应用于混凝土后可以利于水化和微集料填充作用。