[发明专利]用于高抗硫酸盐侵蚀环境的泡沫轻质土材料、制备及应用

说明书

本发明公开了用于高抗硫酸盐侵蚀环境的泡沫轻质土材料、制备及应用，其中材料包括以下重量份的原料制成：水泥20~40份、矿粉20~50份，粉煤灰20~50份、即混型复合增强发泡剂0.1~0.5份，混凝土防腐剂0~10份，水60~70份；混凝土防腐剂包括：偏高岭土60~90份；碳酸钡5‑10份；硅灰5~30份。在制备和应用中，大量使用矿粉和粉煤灰或少量防腐剂，可明显提高其抗硫酸盐侵蚀性能，甚至比高抗硫酸盐水泥的抗蚀性都好，更适合于沿海、盐碱、湖泊、工业废水排放等地下填充工程。采用直接将泡沫吹入流动的料浆中，工艺简单、易操控；泡沫与浆体混合采用新型高效泡浆混合器，可以边输送边混合，不需要消耗动力；同时避免了泡沫因强烈搅拌而产生破灭，确保了泡沫轻质土浇注质量的稳定。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，特别涉及用于高抗硫酸盐侵蚀环境的泡沫轻质土材料、制备及应用。

背景技术

水泥生产企业的碳排放是所有工业生产中最大的，除燃煤燃烧排放CO₂外，所用原料CaCO₃分解也排放大量的CO₂。据估计，每生产1T水泥，排放CO₂约0.5~0.9t。

我国海岸线绵长，盐碱、盐湖地域较多，这些地域硫酸盐含量普遍较高；内陆地区虽然远离海岸线，但一些工业废水、城市污泥导致土壤、地下水被污染，也同样含有较高的硫酸盐。根据GB/T50476-2019《混凝土结构耐久性设计标准》，将水中、土中硫酸盐对混凝土结构构件的环境作用等级分为A（轻微）、B（轻度）、C（中度）、D（严重）、E（非常严重）、F（极端严重）等级。

我国沿海一带的海洋中，硫酸根离子浓度一般不超过2500mg/L，作用等级属于V-D（严重），如：舟山近海海水中SO₄^2-浓度约2200mg/L，而上海附近海水中SO₄^2-浓度只有250mg/L。各地海水、地下水中SO₄^2-浓度差异较大，但都没有达到4000mg/L标准。国内许多电站、大坝、隧道、桥梁、地下管网等工程在没有达到预期的设计使用寿命前就发生膨胀、开裂、失效等破坏，很多都是混凝土的服役环境中含有较高硫酸盐导致的。因此，提高混凝土制品的抗硫酸盐侵蚀能力，就有利于提高其耐久性和工程质量。提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力一般采用：①胶凝材料采用高抗硫酸盐水泥；②胶凝材料采用通用水泥与大量掺合料或防腐剂；③制品表面进行防腐处理等。上述措施以胶凝材料采用通用水泥与大量掺合料或防腐剂最经济，效果好，也是施工企业采用最多的方法。

智能网联汽车测试场是近几年开展的大型路基工程项目，占地面积大，一般建设在城市周边，远离闹市区。有的在海边、有的在湖边，土壤、地下水中常含一定的硫酸盐浓度。为保证测试场建设的质量，在软土地基中除浇灌CFG桩后，上面还需浇注几米或十多米高的泡沫轻质土作填充材料，通常一座大型智能网联汽车测试场，需要填充几十万方泡沫轻质土，有的甚至达到百万方。采用纯水泥浇注的泡沫轻质土既不经济，又容易遭受硫酸盐侵蚀环境的破坏，严重影响其耐久性能。

发明内容

本发明提供了用于高抗硫酸盐侵蚀环境的泡沫轻质土材料、制备及应用，用以解决硫酸盐侵蚀环境的低碳轻质泡沫混凝土的组成、制备以及应用等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

用于高抗硫酸盐侵蚀环境的泡沫轻质土材料，由包括以下重量份的原料制成：水泥20~40份、矿粉20~50份，粉煤灰20~50份、即混型复合增强发泡剂0.1~0.5份，混凝土防腐剂0~10份，水60~70份；

所述混凝土防腐剂包括：偏高岭土60~90份；碳酸钡5-10份；硅灰5~30份。

进一步的，包括重量份原料：水泥：30份，矿粉：30份，粉煤灰：40份，即混型复合增强发泡剂0.32份，混凝土防腐剂8份，水65份。