[发明专利]一种梯度结构高耐久混凝土制品及其制备方法

说明书

本发明涉及一种梯度结构高耐久混凝土制品及其制备方法，所述混凝土制品由以下方法制备得到：1)拌和混凝土：以密实掺合料替代部分胶凝材料拌合得到混凝土；2)将混凝土倒入模具中成型，再经养护、脱模得到混凝土试件；3)对混凝土试件进行表面干燥处理，然后置于蒸压釜中在二氧化碳气氛下进行碳化养护，之后再进行标准养护得到梯度结构高耐久混凝土制品。本发明经碳化养护处理在混凝土试件表面形成由内向外逐渐密实的梯度结构，表层碳化致密层可提高混凝土材料的抗侵蚀性能，延长使用寿命，并且由于外层强度高，形成套箍效应“套箍效应”，可提高试件的抗变形能力，并可加快混凝土试件的硬化。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种梯度结构高耐久混凝土制品及其制备方法。

背景技术

混凝土材料是一种复杂的多孔非均质体，其孔隙主要有凝胶孔(主要是指凝胶颗粒间的孔隙)、毛细孔和少量水泥石内部缺陷和微裂纹，外界的有害气体或液体容易通过混凝土的孔隙结构向混凝土内部传输或扩散，因此虽然影响耐久性因素较多且破坏侵蚀过程复杂，混凝土的耐久性能主要还是与其抵抗外部有害气体或液体向其内部渗透的能力有关。目前国内外提出的对混凝土材料进行改性提高耐久性主要包括三个方面：一是大量使用活性掺合料，如专利《一种提高普通混凝土耐久性的复合掺合料及其制备方法》(申请号：201510876654.5)和《一种混凝土抗侵蚀剂及其制备方法和应用》(申请号：200910045612.1)以粉煤灰、废渣、尾矿等活性掺合料大比例取代水泥，降低了混凝土的孔隙率，但由于水泥的减少，不利于早期强度的发挥；二是适当调整水泥熟料矿物体系，如专利《抗侵蚀低钙硅酸盐水泥及其制备方法》(申请号：201510729601.0)通过提高水泥中贝利特含量，降低铝酸三钙含量来提升其抗离子侵蚀性能，并引入微膨胀的MgO来提升材料的抗裂性能；三是采用表面防护措施，如《一种抗碳化抗氯离子弹性建筑涂层》(申请号：201020263050.6)和《一种用于氯盐侵蚀环境的钢筋混凝土基体防护涂层》(申请号：201520631929.4)以多种高分子涂料在混凝土表面刷多层保护层，提高材料的抗碳化抗离子侵蚀能力，这样的防护措施直接而高效，但是在光照条件下易老化，且由于与基体之间界面处热膨胀系数的巨大差异而容易剥落，存在耐久性不足的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种梯度结构高耐久混凝土制品及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种梯度结构高耐久混凝土制品，所述混凝土制品由以下方法制备得到：

1)拌和混凝土：以密实掺合料替代部分胶凝材料拌合得到混凝土；

2)将步骤1)所得混凝土倒入模具中成型，再经养护、脱模得到混凝土试件；

3)对步骤2)所得混凝土试件进行表面干燥处理，然后置于蒸压釜中在二氧化碳气氛下进行碳化养护，之后再进行标准养护得到梯度结构高耐久混凝土制品。

按上述方案，步骤1)所述密实掺合料为钙橄榄石粉或者钙橄榄石粉与硅钙石粉的混合物，混合物中钙橄榄石粉的占比≥50wt％，并且密实掺合料比表面积为5000～6800cm²·g^-1。

按上述方案，步骤1)所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥。即GB175-2007规定的通用水泥。

按上述方案，步骤1)以密实掺合料替代部分胶凝材料，替代率为15-30％。按照普通混凝土实验国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》中的方法拌和混凝土。

按上述方案，步骤2)所述养护条件为：温度20℃±2℃，湿度不小于95％，养护时间24h。

按上述方案，步骤3)所述表面干燥处理条件为：相对湿度为20±5％，温度为50±10℃，干燥处理时间为24h。