[发明专利]混凝土抗硫酸盐类侵蚀的外加剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种混凝土抗硫酸盐类侵蚀的外加剂及其制备方法，其中，外加剂按重量份计，包括20‑23份的矿粉、10‑17份的硅酸钠、40‑54份的钾明矾、20‑27份的硅灰、10‑17份的氢氧化钙、2‑4份的聚合硫酸铁、8‑15份的络合剂。制备方法包括按重量份分别称取各原料，并对各原料分别进行干燥过筛处理；并对各原料分别进行干燥过筛处理；将各原料依次加入到搅拌机中进行搅拌直至均匀；将搅拌均匀后的混合物进行过筛处理，即得外加剂成品。本发明制备的外加剂能提高混凝土的长效防腐性能，使得混凝土具有更长久的抗硫酸盐类侵蚀性能。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种混凝土抗硫酸盐类侵蚀的外加剂及其制备方法。

背景技术

混凝土是土木工程中应用最为广泛的建筑材料，混凝土建筑物的服役寿命已成为近年来人们关注的重点。硫酸盐类侵蚀破坏被认为是引起混凝土材料失效破坏的主要因素之一，当环境中的硫酸根离子达到一定浓度，混凝土结构又不采取任何保护措施时，外界的硫酸根离子便很容易侵入到混凝土内部，发生反应并引起膨胀，最终导致混凝土结构的破坏。

为了抑制混凝土的硫酸盐类侵蚀，现有的做法多是采用外涂防腐剂或增加保护层的厚度，但外涂型的防腐剂无法对灌注桩、连续墙等地下结构进行防腐，而增加保护层厚度会增加混凝土结构的自重，相应的在混凝土结构中增加配筋以及对基础工程的要求导致总造价变高。目前市场上出现了一些内掺到混凝土中的内掺型防腐剂，但现有的内掺型防腐剂与混凝土中的氢氧化钙反应生成的凝胶体中多含有结合水，易发生收缩，在经过一段时间后会导致混凝土的防腐功能失效。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种混凝土抗硫酸盐类侵蚀的外加剂及其制备方法，提高了混凝土的长效防腐性能，使得混凝土具有更长久的抗硫酸盐类侵蚀性能。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案之一是：一种混凝土抗硫酸盐类侵蚀的外加剂，按重量份计，外加剂包括20-23份的矿粉、10-17份的硅酸钠、40-54份的钾明矾、20-27份的硅灰、10-17份的氢氧化钙、2-4份的聚合硫酸铁、8-15份的络合剂。

本发明的有益效果在于：

1、通过矿粉、硅灰作为地聚合物，当硅酸钠遇水溶解后能作为激发地聚合物活性的激发剂，使得地聚合物能生成高强度、不收缩的矿物聚合材料块体；同时，通过钾明矾提高混凝土的膨胀率，以补偿混凝土的收缩，通过聚合硫酸铁的保水功能可以减少混凝土因干缩导致的裂缝，因此，在钾明矾、聚合硫酸铁的共同作用下，能有效减少混凝土前期及后期的裂缝，进而配合矿物聚合材料块体提升混凝土抗硫酸盐类侵蚀的性能；

2、在地聚合物激发的基础上，再辅以硅酸钠与氢氧化钙反应生成水化硅酸钙，以对混凝土中的微小空隙进行填充，使混凝土的密实性进一步提升，进而提升混凝土抗硫酸盐类侵蚀的性能；

3、以硅酸钠作为沉淀剂，通过络合剂在水环境中将氢氧化钙中的钙离子络合成游离态的络离子，络离子在水环境中依靠浓度差进行迁移，与沉淀剂硅酸钠或混凝土中未水化的硅酸根离子发生反应生成水化硅酸钙堵塞混凝土产生的裂缝，失去钙离子后的络合剂继续络合型的钙离子，周而复始，在这个过程中，由于混凝土中有大量的氢氧化钙及未水化的硅酸根离子，而络合剂也不会被消耗，该过程可以被视为是半永久性的，因此，能有效提高混凝土的自愈能力；

4、由于混凝土在水化过程中才会生成氢氧化钙，因此，在外加剂中直接添加氢氧化钙，能使络合剂在一开始与混凝土进行搅拌时就可以络合钙离子，为沉淀剂与钙离子反应做准备，而且在混凝土中掺氢氧化钙能增加混凝土抗钢筋锈蚀能力。

进一步来说，按重量份计，络合剂包括5-9份的甘氨酸、2-4份的柠檬酸盐、1-2份的乙二胺四乙酸四钠。乙二胺四乙酸四钠的络合效果最好，是作为主要的络合剂；柠檬酸盐在作为络合剂的同时还可以增加混凝土塑性，降低混凝土开裂风险；甘氨酸在作为络合剂的同时能降低氯离子活性，进一步增强混凝土抗氯盐的能力。