專利名稱：混凝土防腐蝕抗侵蝕劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及混凝土添加劑，特別是涉及混凝土防腐蝕抗侵蝕劑。
背景技術：
現代工程中混凝土作為應用最為廣泛的建筑材料，受到廣泛的認可，其耐久性優良。但在實際工程應用的環境中常常受到酸、堿、鹽影響，使其碳化加深、出現堿-集料反應、硫酸鹽腐蝕、氯離子滲透等，在這些侵蝕下很容易發生膨脹開裂、結構疏松、鋼筋銹蝕等現象，使混凝土結構遭到破壞，不僅影響了建筑物的安全性，而且造成極大的經濟損失和資源的浪費。有的地方僅維修一項工程所需的費用比新建該項工程所需的費用大的多，造成大量的人力、物力的損失，同時給建筑的正常運行帶來不便。長期以來，人們為解決混凝土的侵蝕性問題作了大量工作，如增加水泥用量、摻減水劑、改善集料配比等方法提高混凝土的密實性，防止侵蝕性離子的危害，但該方法收效低、成本高；使用抗硫酸鹽水泥替代普通水泥，提高混凝土的抗硫酸鹽侵蝕，但在氯離子和硫酸根離子并存的條件下防腐效果差，且成本高；增加混凝土保護層厚度，但造價極高；混凝土表面涂漆，但涂漆易脫落。
此外，還可以通過添加混凝土防腐蝕抗侵蝕劑來改善混凝土的防腐蝕抗侵蝕性能 (可參見例如CN101781100A等)。傳統的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑中使用硅灰作為組分之一。 硅灰也稱微硅粉、凝聚硅灰或硅粉，是在高溫冶煉時產生的SiO2和Si氣體與空氣中的氧氣迅速氧化并冷凝而形成的具有火山灰性質無定形超細活性材料(參見中華人民共和國國家標準GB/T18736-2002)。目前，硅灰主要來自于硅鋼冶煉工業的副產品，生產成本高，且硅鋼冶煉工業耗能嚴重，不符合節能減排的理念，大有被其它材料取代的趨勢，而在硅鋼冶煉工業之外單獨生產硅灰是更加不經濟且不環保的。發明內容
鑒于上述現有技術的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種不使用硅灰的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑。
本發明的發明人為解決上述問題進行了深入研究，結果發現通過用偏硅酸鈣來代替硅灰，并對混凝土防腐蝕抗侵蝕劑中各組分的含量進行限定，可以解決上述技術問題，從而完成了本發明。
SP，本發明如下。
1. 一種混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，以干燥質量計，該混凝土防腐蝕抗侵蝕劑包含
偏硅酸鈣 45-65質量％，
塑化劑0. 5-6質量％，以及
輕燒氧化鎂8-10質量
硅鋁質材料余量。
2.根據項1所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述偏硅酸鈣為硅灰石。
3.根據項1所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述硅鋁質材料的主要有效成分為Al2O3H 35質量％，Si0248 62質量％。
4.根據項1所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述硅鋁質材料中，SiO2含量在 50-55質量％、Al2O3含量在20-；35質量％。
5.根據項4所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述硅鋁質材料是選自地開石、 煤矸石、礬石、粉煤灰中的一種或兩種以上。
6.根據項5所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述粉煤灰是I級或II級粉煤灰。
7.根據項1所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述輕燒氧化鎂的燒成溫度在 800-900°C, MgO含量在85質量％以上。
8.根據項1所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述塑化劑為選自聚羧酸類、氨基磺酸類、萘系磺酸類、三聚氰胺類減水劑中的一種或兩種以上的混合物。
9.根據項1所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述減水劑的劑型為粉劑。
10.根據項2所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述硅灰石是針狀粉。
11.根據項2所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述硅灰石的比表面積是 200 550m2/kgo
12.根據項1 11中任意一項所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑的制備方法，其中，將所述各組分按所述量以任何順序混合，并充分攪拌均勻，即得混凝土防腐蝕抗侵蝕劑。
13.根據項12所述的制備方法，其中，各組分的混合方式為干混。
14. 一種混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，以干燥質量計，該混凝土防腐蝕抗侵蝕劑包含
偏硅酸鈣45-65質量％ ；
硅鋁質材料余量；
輕燒氧化鎂8-10質量％ ；
聚羧酸類粉劑減水劑0. 5-2質量％。
15. 一種混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，以干燥質量計，該混凝土防腐蝕抗侵蝕劑包含
偏硅酸鈣45-65質量％ ；
硅鋁質材料余量；
輕燒氧化鎂8-10質量％ ；
氨基磺酸類粉劑減水劑1-4質量％。
16. 一種混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，以干燥質量計，該混凝土防腐蝕抗侵蝕劑包含
偏硅酸鈣45-65質量％ ；
硅鋁質材料余量；
輕燒氧化鎂8-10質量％ ；
萘系磺酸類粉劑減水劑3-5質量％。
17. 一種混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，以干燥質量計，該混凝土防腐蝕抗侵蝕劑包含
偏硅酸鈣45-65質量％ ；
硅鋁質材料余量；
輕燒氧化鎂8-10質量％ ；
三聚氰胺類粉劑減水劑4-6質量％。
本發明的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑具有良好的防腐蝕抗侵蝕性能，且其中不含硅灰，解決了上述本發明的技術問題。
而且，令人意料不到的是，與含硅灰的同類混凝土防腐蝕抗侵蝕劑相比，當在水泥中添加相同量的本發明的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑來制備混凝土材料時，在控制流動度相同的條件下，可以省水約4%。在水資源十分寶貴的今天，考慮到混凝土行業龐大的用水量，這無疑具有重大的經濟價值和環保價值。
發明的具體實施方式
本發明的一個方面中提供一種混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，以干燥質量計，該混凝土防腐蝕抗侵蝕劑包含
偏硅酸鈣 45-65質量％，
塑化劑 0. 5-6質量％，以及
輕燒氧化鎂8-10質量％ ；
硅鋁質材料余量。
優選地，所述偏硅酸鈣為硅灰石。本發明中，所述硅灰石是天然硅灰石，屬于低溫三斜硅灰石，常呈白色至灰白色，玻璃光澤到珍珠光澤，密度2. 78-2. 91g/m3，硬度4. 5_5，熔點1544°C。所述硅灰石的作用在于自身的三斜晶系，細板狀晶體，集合體呈放射狀或纖維狀結構，本身無毒，熱穩定性及尺寸穩定良好，一般情況下耐酸、耐堿、耐化學腐蝕。提高混凝土均質性，針狀結構填充混凝土毛細孔，使其密實讓腐蝕物質難以進入到混凝土內部。
優選地，所述硅灰石是硅灰石粉，可以是塊粒、普通粉、細粉、超細粉或針狀粉。 關于塊粒、普通粉、細粉、超細粉或針狀粉的定義，參見中華人民共和國建材行業標準JC/ T535-2007。此外，優選所述硅灰石的比表面積是200 550m2/kg。
關于硅灰石的一般概念，可參見中華人民共和國建材行業標準JT/T535-2007。本發明中使用的硅灰石優選符合上述行業標準。
所述硅鋁質材料優選主要有效成分為Al2O3H 35質量％，Si0248 62質量％。 例如優選SW2含量在50-55質量％ ,Al2O3含量在20-35質量％。所述硅鋁質材料可以是選自地開石、煤矸石、礬石、粉煤灰中的一種或兩種以上，例如優選為I級或II級粉煤灰。所述硅鋁質材料可以具有通常在混凝土防腐蝕抗侵蝕劑中使用時的比表面積，本領域技術人員可以根據需要適宜選擇。所述硅鋁質材料的作用在于節約了大量的水泥和細骨料；減少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增強混凝土的可泵性；減少了混凝土的徐變；減少水化熱、熱能膨脹性；提高混凝土抗滲能力和耐久能力。
所述輕燒氧化鎂的燒成溫度優選在800-900°C，其中MgO含量優選在85%以上。例如，所述輕燒氧化鎂為菱鎂礦經過溫度在800-900°C燒成的熟料、MgO含量在85%以上且經過粉磨的，比表面積在150 300m2/kg之間的粉體材料。所述輕燒氧化鎂的作用在于燒氧化鎂具有膨脹性能，可以進一步使混凝土密實增強，減少干縮。顯著降低混凝土的透水性和各種離子的滲透性。5
本發明中，所述塑化劑優選為聚羧酸類、氨基磺酸類、萘系磺酸類、三聚氰胺類減水劑粉劑的一種或混合物，包括等同有效質量的水劑減水劑。通過添加塑化劑，膠凝材料高度分散，降低了用水量，可極大的增加混凝土強度，改善和提高混凝土的施工性能和服役性能。
優選地，本發明提供下述混凝土防腐蝕抗侵蝕劑。
一種混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，以干燥質量計，該混凝土防腐蝕抗侵蝕劑包含
偏硅酸鈣45-65質量％ ；
硅鋁質材料余量；
輕燒氧化鎂8-10質量％ ；
聚羧酸類粉劑減水劑0. 5-2質量％。
一種混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，以干燥質量計，該混凝土防腐蝕抗侵蝕劑包含
偏硅酸鈣45-65質量％ ；
硅鋁質材料余量；
輕燒氧化鎂8-10質量％ ；
氨基磺酸類粉劑減水劑1-4質量％。
一種混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，以干燥質量計，該混凝土防腐蝕抗侵蝕劑包含
偏硅酸鈣45-65質量％ ；
硅鋁質材料余量；
輕燒氧化鎂8-10質量％ ；
萘系磺酸類粉劑減水劑3-5質量％。
一種混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，以干燥質量計，該混凝土防腐蝕抗侵蝕劑包含
偏硅酸鈣45-65質量％ ；
硅鋁質材料余量；
輕燒氧化鎂8-10質量％ ；
三聚氰胺類粉劑減水劑4-6質量％。
此外，本發明的其它方面還提供上述混凝土防腐蝕抗侵蝕劑的制備方法，其中，按質量比例稱量各個組分，共同粉磨混合，或者將各種原料分別制成粉體后用物理方法混合均勻即得到所述產品。各組分的混合方式為干混。實施例
如無特殊提及，下述實施例中的“％，，為“質量％ ”。
實施例1
制備混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，該防腐蝕抗侵蝕劑中的塑化劑為聚羧酸粉劑減水劑，其中，按照以下組分含量備料
硅灰石50% ；(硅灰石的比表面積為280m2/kg)
硅鋁質材料39. 3% ；(硅鋁質材料為地開石，比表面積^0m2/kg)
輕燒氧化鎂10 % ；比表面積^0m2/kg
聚羧酸減水劑0.7%。
將上述材料按比例混合至均勻，即得到成品。
摻加占膠凝材料重量10%的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，抗蝕系數達到1. 05。抗蝕系數的定義及測定方法，參見建材行業標準《JCT 1011-2006混凝土抗硫酸類侵蝕防腐劑》。
實施例2
制備混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，該防腐蝕抗侵蝕劑中的塑化劑為氨基磺酸類粉劑減水劑，其中，按照以下組分含量備料
硅灰石60% ；(硅灰石的比表面積為310m2/kg)
硅鋁質材料30. 5% ；(硅鋁質材料為煤矸石，比表面積275m2/kg)
輕燒氧化鎂8% ；比表面積^0m2/kg
氨基磺酸減水劑1. 5 %。
將上述材料按比例混合至均勻，即得到成品。
摻加占膠凝材料重量10%的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，抗蝕系數達到1. 1。抗蝕系數的定義及測定方法，參見建材行業標準《JCT 1011-2006混凝土抗硫酸類侵蝕防腐劑》。
實施例3
制備混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，該防腐蝕抗侵蝕劑中的塑化劑為萘系磺酸類粉劑減水劑，其中，按照以下組分含量備料
硅灰石45% ；(硅灰石的比表面積為295m2/kg)
硅鋁質材料42% ；(硅鋁質材料為礬石，比表面積^0m2/kg)
輕燒氧化鎂9% ；比表面積^0m2/kg
萘系磺酸減水劑4%。
將上述材料按比例混合至均勻，即得到成品。
摻加占膠凝材料重量10%的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，抗蝕系數達到1. 0。抗蝕系數的定義及測定方法，參見建材行業標準《JCT 1011-2006混凝土抗硫酸類侵蝕防腐劑》。
實施例4:
制備混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，該防腐蝕抗侵蝕劑中的塑化劑為三聚氰胺類粉劑減水劑，其中，按照以下組分含量備料
硅灰石65% ；(硅灰石的比表面積為256m2/kg)
硅鋁質材料21 % ；(硅鋁質材料為II級粉煤灰)
輕燒氧化鎂9% ；比表面積^0m2/kg
三聚氰胺類粉劑減水劑5%。
將上述材料按比例混合至均勻，即得到成品。
摻加占膠凝材料重量10%的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，抗蝕系數達到1. 05。抗蝕系數的定義及測定方法，參見建材行業標準《JCT 1011-2006混凝土抗硫酸類侵蝕防腐劑》。
實施例5
將450g基準水泥加入攪拌鍋，加入225ml水后，再加入1350g標準砂攪拌均勻，攪拌方法按照GB/T17671標準攪拌。按GB/TM19測量流動度為155mm。7
然后將含有硅灰的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑(配比為硅灰45%，II級粉煤灰42%， 輕燒氧化鎂9% (比表面積^0m2/kg)，萘系減水劑4% ) 45g與405g的基準水泥，1350g標準砂攪拌。控制流動度為155mm時的用水量為215ml。
最后將含有硅灰石的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑(配比為硅灰石45% (比表面積 295m2/kg)，II級粉煤灰42%，輕燒氧化鎂9% (比表面積260m2/kg)，萘系減水劑4% ) 45g 與405g的基準水泥，1350g標準砂攪拌。控制流動度為155mm時的用水量為207ml。
權利要求
1.一種混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，以干燥質量計，該混凝土防腐蝕抗侵蝕劑包含偏硅酸鈣 45-65質量％，塑化劑 0.5-6質量％，以及輕燒氧化鎂8-10質量硅鋁質材料余量。
2.根據權利要求1所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述偏硅酸鈣為硅灰石。
3.根據權利要求1所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述硅鋁質材料的主要有效成分為Al2O3H 35質量％，Si0248 62質量％。
4.根據權利要求1所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述硅鋁質材料中，SiO2含量在50-55質量％、Al2O3含量在20-35質量％。
5.根據權利要求4所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述硅鋁質材料是選自地開石、煤矸石、礬石、粉煤灰中的一種或兩種以上。
6.根據權利要求5所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述粉煤灰是I級或II級粉煤灰。
7.根據權利要求1所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述輕燒氧化鎂的燒成溫度在800-900°C，MgO含量在85質量％以上。
8.根據權利要求1所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述塑化劑為選自聚羧酸類、 氨基磺酸類、萘系磺酸類、三聚氰胺類減水劑中的一種或兩種以上的混合物。
9.根據權利要求1所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述減水劑的劑型為粉劑。
10.根據權利要求2所述的混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，所述硅灰石是針狀粉。
全文摘要
本發明提供一種混凝土防腐蝕抗侵蝕劑，其中，以干燥質量計包含偏硅酸鈣45-65質量％，塑化劑0.5-6質量％，輕燒氧化鎂8-10質量％，余量為硅鋁質材料。
文檔編號C04B24/12GK102515617SQ20111038009
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者劉虎, 吳翠娥, 師偉奇 申請人:武漢源錦特種建材有限責任公司