[发明专利]一种硅酸根电迁移法制备密实混凝土的方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土生产技术领域，尤其涉及高致密化和耐久性的混凝土的生产技术。

背景技术

水泥混凝土因有原材料丰富、易浇筑成型、价格低廉与力学性能优越等优点，成为当今世界上应用最为广泛的建筑材料。但是，在工作环境和材料内部因素作用下，水泥混凝土常会遭受耐久性能的劣化。世界各国每年由于混凝土耐久性不足而用于工程的维修加固与重建造成的经济损失是十分惊人的，因此，混凝土耐久性问题是迫切需要解决的一个重要课题。

混凝土是一个典型的多孔介质材料。孔隙不仅是混凝土内部缺陷，也是混凝土微结构的重要组成部分。混凝土耐久性劣化的主要根源是孔隙，孔结构（孔隙率、孔径大小及其分布）则是影响并最终决定混凝土耐久性的关键因素。鉴于孔结构对于混凝土耐久性的决定作用，制备密实的混凝土则成为混凝土耐久性提升的一个重要途径。为此，现今一般采用降低水灰比，掺入足够多的活性掺合料（如硅粉和矿渣微粉等）与高效减水剂的方法配置高性能混凝土。与普通混凝土相比，高性能混凝土孔隙率低，有害孔数目大幅减少，耐久性也有较大提升。但是，与此同时，也使混凝土的自收缩增大，早期以开裂，从而使得高性能混凝土工程并不如预期的那么耐久。

混凝土的自收缩主要发生在早龄期，因此，如果避免使用降低水胶比、掺入过多活性掺合料与高效减水剂引起的早期收缩增大，而待胶凝材料充分水化后，在通过有效手段填充混凝土中孔隙（或早期产生的微裂纹），使混凝土密实，将可摆脱自收缩的束缚，有望在混凝土耐久性的提升上获得新的突破。

本发明提供了一种以硅酸根电迁移反应致密化混凝土，由此提升混凝土耐久性的方法。该方法是以SiO₃^2-为原材料，通过施加外加电场，电迁移驱动进入混凝土，利用SiO₃^2-与孔溶液中Ca(OH)₂反应生成C-S-H凝胶，由此致密化混凝土，并提升混凝土的耐久性。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种硅酸根电迁移法制备密实混凝土的方法，该法显著提升了混凝土的耐久性，且克服了混凝土在早龄期由于自收缩增大造成开裂问题。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种硅酸根电迁移法制备密实混凝土的方法，包括以下步骤：a、将混凝土试件置于电解槽中，并将电解槽分割成阳极池和阴极池，同时在阳极池和阴极池中分别设置阳极和阴极；b、在所述阳极池中注入0.05mol/L～0.5mol/L的硅酸盐溶液，在所述阴极池中注入大于或等于0.01mol/L的钙盐溶液；c、在0～40℃温度下，在阳极和阴极之间施加36V/cm～72V/cm的外加电压进行电迁移反应。

作为优选，所述硅酸盐溶液为硅酸钠或硅酸钾中的一种或两种的混合溶液。

作为优选，所述钙盐溶液为氢氧化钙或硝酸钙中的一种或两种的混合溶液。

作为优选，所述阳极和阴极的材料为石墨、铂、金或钛金属。

作为优选，步骤c中进行电迁移反应的时间为2～12h。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明是以SiO₃^2-为原材料，充分考虑混凝土自身的特性（水泥水化后富含Ca(OH)₂），电迁移驱动SiO₃^2-与孔溶液中Ca(OH)₂反应生成C-S-H凝胶，确保了混凝土材料在处理前后组成与性质的一致性。与现今一般采用降低水灰比，掺入足够多的活性掺合料（如硅粉和矿渣微粉等）与高效减水剂的方法制备密实混凝土的方法相较，本发明以硬化的混凝土为致密化处理对象，克服了上述方法在早龄期由于自收缩增大，混凝土易开裂的缺陷，显著地提升了混凝土耐久性。既可用于新拌混凝土，也可用于在役混凝土的耐久性提升，应用前景十分广阔。此外，本发明提供的致密化混凝土的硅酸根电迁移反应方法简单、操作方便、成本低、效果好。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。