本发明涉及一种防锈抗腐蚀混凝土及其制备方法，属于建筑材料制备技术领域。
背景技术：
目前，钢筋混凝土是当下最主流的建筑结构，但在沿海地区和岛礁的工程建设中，由于工程复杂且施工时间长，工序多，大部分钢筋结构需要提前布置。裸露的钢筋在沿海气候及盐雾影响下，钢筋结构短时间内大量锈蚀，导致钢筋混凝土耐久性下降及大量经济损失。为此，工程上应用环氧树脂等涂料进行涂覆防护，但是此类涂料在后期施工时严重降低了钢筋与混凝土之间的握裹力，影响了钢筋混凝土结构的强度。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种防锈抗腐蚀混凝土及其制备方法，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种防锈抗腐蚀混凝土及其制备方法。
本发明的一种防锈抗腐蚀混凝土，包括按重量份数计的以下原料：
60～70份普通硅酸盐水泥；
10～20份酯化预聚产物；
3～5份复合固化剂；
3～5份聚乙烯醇；
10～15份重钙粉；
20～25份多功能防锈填料；
50～60份膨胀珍珠岩；
200～250份水；
所述酯化预聚产物是由没食子酸、蒸馏水、羟甲基磺酸钠溶液、甲基丙烯酸缩水甘油、环氧树脂e-44、三苯基膦反应制得；
所述复合固化剂是由对苯二胺、聚乙烯醇缩丁醛、丙酮和乙酸乙酯反应制得；
所述多功能防锈填料是由猪骨、蔗糖、氯化钙溶液、酵母菌菌液、阿拉伯胶液反应制得。
一种防锈抗腐蚀混凝土的制备方法，具体制备步骤为：
（1）将没食子酸和蒸馏水混合得混合液，再加入羟甲基磺酸钠溶液，反应，过滤，蒸发，浓缩，得浓缩物；
（2）向三口烧瓶中加入甲基丙烯酸缩水甘油、环氧树脂e-44、浓缩物、三苯基膦，加热升温，搅拌反应后出料，得到酯化预聚产物，备用；
（3）将对苯二胺和聚乙烯醇缩丁醛混合，得混合物，再将混合物和丙酮、乙酸乙酯混合，即得复合固化剂；
（4）取猪骨粉碎，得到猪骨粉碎物，将得到的猪骨粉碎物炭化后，得到猪骨炭材料；
（5）称取猪骨炭材料、蔗糖、氯化钙溶液超声震荡浸渍，过滤得到滤饼，即为预处理猪骨炭；
（6）将上述预处理猪骨炭和酵母菌菌液混合后静置富集，富集完成后得到载菌猪骨炭，再将载菌猪骨炭和阿拉伯胶液混合，反应结束后过滤得到滤渣，自然干燥后得到多功能防锈填料；
（7）称取普通硅酸盐水泥、酯化预聚产物、复合固化剂、聚乙烯醇、重钙粉、多功能防锈填料、膨胀珍珠岩和水依次装入搅拌车中，搅拌后出料，即得防锈抗腐蚀混凝土。
进一步的，具体制备步骤为：
（1）将没食子酸和蒸馏水混合得到混合液，再向混合液中加入蒸馏水质量一半的质量分数为30%的羟甲基磺酸钠溶液，于75～80℃下保温反应4～5h，过滤，取滤液旋转蒸发，浓缩至20波美度，得浓缩物；
（2）按重量份数计，向装有搅拌器的三口烧瓶中加入10～15份甲基丙烯酸缩水甘油、15～20份环氧树脂e-44、15～20份上述浓缩物、5～10份三苯基膦，搅拌反应后出料，得到酯化预聚产物，备用；
（3）将对苯二胺和聚乙烯醇缩丁醛混合，得混合物，再将混合物和丙酮、乙酸乙酯按质量比为1:2:3混合搅拌15～20min，即得复合固化剂；
（4）取猪骨放入粉碎机中粉碎1～2h，得到猪骨粉碎物，将得到的猪骨粉碎物放入炭化炉中，在氮气保护下，保温炭化后，得到猪骨炭材料；
（5）按重量份数计，称取30～40份猪骨炭材料、12～15份蔗糖、150～180份质量分数为10%的氯化钙溶液装入超声震荡仪中，超声震荡浸渍，过滤得到滤饼，即为预处理猪骨炭；
（6）将上述预处理猪骨炭和浓度为107cfu/ml的酵母菌菌液混合后在35～40℃下静置富集40～50min，富集完成后得到载菌猪骨炭，再将载菌猪骨炭和质量分数为30%的阿拉伯胶液按质量比为1:6混合搅拌40～50min，反应结束后过滤得到滤渣，自然干燥后得到多功能防锈填料；
（7）按重量份数计，称取60～70份普通硅酸盐水泥、10～20份酯化预聚产物、3～5份复合固化剂、3～5份聚乙烯醇、10～15份重钙粉、20～25份多功能防锈填料、50～60份膨胀珍珠岩和200～250份水依次装入搅拌车中，搅拌后出料，即得防锈抗腐蚀混凝土。
进一步的，所述步骤（1）中没食子酸和蒸馏水的质量比为1:10。
进一步的，所述步骤（2）中搅拌反应的温度为100～120℃，转速为200～300r/min，搅拌反应的时间为40～60min。
进一步的，所述步骤（3）中对苯二胺和聚乙烯醇缩丁醛的质量比为1:2。
进一步的，所述步骤（4）中保温碳化的温度为300～400℃，保温炭化的时间为1～2h。
进一步的，所述步骤（5）中超声震荡浸渍的频率为30～40khz，超声震荡浸渍的时间为40～60min。
进一步的，所述步骤（6）中预处理猪骨炭和浓度为107cfu/ml的酵母菌菌液的质量比为1:10。
进一步的，所述步骤（7）中搅拌的转速为70～80r/min，搅拌的温度为45～55℃，搅拌的时间为4～5min。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明制得的防锈抗腐蚀混凝土通过添加自制的酯化预聚产物、自制的复合固化剂和自制的多功能防锈填料，不但能发挥原料之间各自的防锈防辐射功能，更能发挥相互之间的协同反应，起到极佳的防锈抗腐蚀性能，具有广阔的应用前景。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
（1）按质量比为1:10将没食子酸和蒸馏水混合得到混合液，再向混合液中加入蒸馏水质量一半的质量分数为30%的羟甲基磺酸钠溶液，于75～80℃下保温反应4～5h，过滤，取滤液旋转蒸发，浓缩至20波美度，得浓缩物；利用羟甲基磺酸钠对没食子酸进行改性，向没食子酸中引入磺酸基团，利用酚羟基和磺酸基的协同作用与金属离子的配位能力大大增加，能够与锈层中的金属离子形成非常稳定的分子内螯合物，抑制锈层的生长，起到稳定铁锈的作用，在已锈蚀的金属表面上，能有效地稳定铁锈，抑制新锈的生成；
（2）按重量份数计，向装有搅拌器的三口烧瓶中加入10～15份甲基丙烯酸缩水甘油、15～20份环氧树脂e-44、15～20份上述浓缩物、5～10份三苯基膦，加热升温至100～120℃，以200～300r/min的转速搅拌反应40～60min后出料，得到酯化预聚产物，备用；由于没食子酸结构中含有1个羧基和3个酚羟基，能与环氧树脂e-44发生开环聚合反应得到多酚型树脂，而且3个酚羟基也具有很强的络合能力，在酸性条件下酯化后，能与铁离子和亚铁离子发生螫合作用形成非常稳定的难溶性的铁络合物，起到防锈作用；
（3）将对苯二胺和聚乙烯醇缩丁醛按质量比为1:2混合，得混合物，再将混合物和丙酮、乙酸乙酯按质量比为1:2:3混合搅拌15～20min，即得复合固化剂；改性后的酯化预聚产物在聚乙烯醇缩丁醛的作用下容易固化，磺化没食子酸酯上羟基的邻对位与醛基反应形成亚甲基桥，最终生成不溶于水的高聚物而实现没食子酸酯的固化，同时在胺类固化剂的作用下，使得环氧树脂也同时固化，最终和水泥无机材料复合后，聚合物与水化产物互穿形成连续网络结构，得到半刚性混凝土材料，聚合物成分的存在使其能够形成坚韧高强、具有连贯性的防水结构，同时可以改善钢筋与浇筑混凝土的界面性能，半钢性特质可以改善水泥的多孔和微裂纹的性质，有效防止外界水汽和氧气的侵入，从而进一步避免铁质氧化生锈，起到防锈效果。
（4）取猪骨放入粉碎机中粉碎1～2h，得到猪骨粉碎物，将得到的猪骨粉碎物放入炭化炉中，在氮气保护下，加热升温至300～400℃，保温炭化1～2h后，得到猪骨炭材料；以生物质猪骨为原料，经过碳化得到具有多孔并且生物亲和性好的猪骨炭材料；
（5）按重量份数计，称取30～40份猪骨炭材料、12～15份蔗糖、150～180份质量分数为10%的氯化钙溶液装入超声震荡仪中，以30～40khz的频率超声震荡浸渍40～60min，过滤得到滤饼，即为预处理猪骨炭；利用猪骨炭材料的孔隙空间结构吸附蔗糖和钙离子盐；
（6）将上述预处理猪骨炭和浓度为107cfu/ml的酵母菌菌液按质量比为1:10混合后在35～40℃下静置富集40～50min，富集完成后得到载菌猪骨炭，再将载菌猪骨炭和质量分数为30%的阿拉伯胶液按质量比为1:6混合搅拌40～50min，反应结束后过滤得到滤渣，自然干燥后得到多功能防锈填料；利用猪骨碳材料孔隙中的蔗糖富集酵母菌，再加入阿拉伯胶液，利用阿拉伯胶液和猪骨炭材料进行胶结封装反应，进而将微生物固着休眠，得到富集固载微生物的猪骨炭材料；
（7）按重量份数计，称取60～70份普通硅酸盐水泥、10～20份酯化预聚产物、3～5份复合固化剂、3～5份聚乙烯醇、10～15份重钙粉、20～25份多功能防锈填料、50～60份膨胀珍珠岩和200～250份水依次装入搅拌车中，以70～80r/min的转速在45～55℃温度条件下搅拌4～5min后出料，即得防锈抗腐蚀混凝土。普通的混凝土在后期使用过程中，由于微裂纹的存在，则外界的水分和氧气就会通过微裂缝伸入混凝土内部，并和钢筋接触进行腐蚀生锈，而本发明的防锈抗腐蚀混凝土由于使用了富集固载微生物的猪骨炭材料，一方面由于生物质炭的高比表面积，使其在混凝土中实现层层叠加效应，形成了致密的网状堆叠结构，使得腐蚀介质的扩散渗透路径变得相当曲折，很难渗透到里层和钢筋接触，起到了突出的物理隔绝作用，又由于炭质材料的化学惰性，使添加了炭质材料的混凝土材料的防腐性得到了极大地提升。另一方面，富集固载微生物的猪骨炭材料中的酵母菌会与从微裂缝中渗入的水分条件下，以阿拉伯胶和蔗糖为养分，进行新陈代谢释放二氧化碳并产生高温，二氧化碳的释放使得体系膨胀，一方面，体积膨胀使得混凝土进一步压实，致密度得到提升，抵消了部分微裂缝，起到封闭水分和氧气入渗通道的效果，提高防腐蚀性能，其次，产生的二氧化碳和水会与重钙粉碳酸钙发生反应，使得重钙粉溶解成碳酸氢钙溶液，在微裂缝的毛细管作用下碳酸氢钙溶液又被吸附到微裂缝中，在微生物新陈代谢产生的热量作用下，这些碳酸氢钙重新沉积形成碳酸钙晶体，从而对微裂缝进行封堵，进一步起到封闭水分和氧气入渗通道的效果，再一次提高混凝土材料的防腐蚀、防锈性能，具有广阔的应用前景。
实例1
按质量比为1:10将没食子酸和蒸馏水混合得到混合液，再向混合液中加入蒸馏水质量一半的质量分数为30%的羟甲基磺酸钠溶液，于75℃下保温反应4h，过滤，取滤液旋转蒸发，浓缩至20波美度，得浓缩物；按重量份数计，向装有搅拌器的三口烧瓶中加入10份甲基丙烯酸缩水甘油、15份环氧树脂e-44、15份上述浓缩物、5份三苯基膦，加热升温至100℃，以200r/min的转速搅拌反应40min后出料，得到酯化预聚产物，备用；将对苯二胺和聚乙烯醇缩丁醛按质量比为1:2混合，得混合物，再将混合物和丙酮、乙酸乙酯按质量比为1:2:3混合搅拌15min，即得复合固化剂；取猪骨放入粉碎机中粉碎1h，得到猪骨粉碎物，将得到的猪骨粉碎物放入炭化炉中，在氮气保护下，加热升温至300℃，保温炭化1h后，得到猪骨炭材料；按重量份数计，称取30份猪骨炭材料、12份蔗糖、150份质量分数为10%的氯化钙溶液装入超声震荡仪中，以30khz的频率超声震荡浸渍40min，过滤得到滤饼，即为预处理猪骨炭；将上述预处理猪骨炭和浓度为107cfu/ml的酵母菌菌液按质量比为1:10混合后在35℃下静置富集40min，富集完成后得到载菌猪骨炭，再将载菌猪骨炭和质量分数为30%的阿拉伯胶液按质量比为1:6混合搅拌40min，反应结束后过滤得到滤渣，自然干燥后得到多功能防锈填料；按重量份数计，称取60份普通硅酸盐水泥、10份酯化预聚产物、3份复合固化剂、3份聚乙烯醇、10份重钙粉、20份多功能防锈填料、50份膨胀珍珠岩和200份水依次装入搅拌车中，以70r/min的转速在45℃温度条件下搅拌4min后出料，即得防锈抗腐蚀混凝土。
实例2
按质量比为1:10将没食子酸和蒸馏水混合得到混合液，再向混合液中加入蒸馏水质量一半的质量分数为30%的羟甲基磺酸钠溶液，于76℃下保温反应4h，过滤，取滤液旋转蒸发，浓缩至20波美度，得浓缩物；按重量份数计，向装有搅拌器的三口烧瓶中加入11份甲基丙烯酸缩水甘油、16份环氧树脂e-44、16份上述浓缩物、6份三苯基膦，加热升温至104℃，以220r/min的转速搅拌反应44min后出料，得到酯化预聚产物，备用；将对苯二胺和聚乙烯醇缩丁醛按质量比为1:2混合，得混合物，再将混合物和丙酮、乙酸乙酯按质量比为1:2:3混合搅拌16min，即得复合固化剂；取猪骨放入粉碎机中粉碎1h，得到猪骨粉碎物，将得到的猪骨粉碎物放入炭化炉中，在氮气保护下，加热升温至340℃，保温炭化1h后，得到猪骨炭材料；按重量份数计，称取32份猪骨炭材料、13份蔗糖、154份质量分数为10%的氯化钙溶液装入超声震荡仪中，以32khz的频率超声震荡浸渍44min，过滤得到滤饼，即为预处理猪骨炭；将上述预处理猪骨炭和浓度为107cfu/ml的酵母菌菌液按质量比为1:10混合后在36℃下静置富集42min，富集完成后得到载菌猪骨炭，再将载菌猪骨炭和质量分数为30%的阿拉伯胶液按质量比为1:6混合搅拌42min，反应结束后过滤得到滤渣，自然干燥后得到多功能防锈填料；按重量份数计，称取62份普通硅酸盐水泥、12份酯化预聚产物、3份复合固化剂、3份聚乙烯醇、11份重钙粉、21份多功能防锈填料、52份膨胀珍珠岩和220份水依次装入搅拌车中，以72r/min的转速在46℃温度条件下搅拌4min后出料，即得防锈抗腐蚀混凝土。
实例3
按质量比为1:10将没食子酸和蒸馏水混合得到混合液，再向混合液中加入蒸馏水质量一半的质量分数为30%的羟甲基磺酸钠溶液，于77℃下保温反应4h，过滤，取滤液旋转蒸发，浓缩至20波美度，得浓缩物；按重量份数计，向装有搅拌器的三口烧瓶中加入13份甲基丙烯酸缩水甘油、17份环氧树脂e-44、17份上述浓缩物、7份三苯基膦，加热升温至110℃，以250r/min的转速搅拌反应50min后出料，得到酯化预聚产物，备用；将对苯二胺和聚乙烯醇缩丁醛按质量比为1:2混合，得混合物，再将混合物和丙酮、乙酸乙酯按质量比为1:2:3混合搅拌17min，即得复合固化剂；取猪骨放入粉碎机中粉碎1h，得到猪骨粉碎物，将得到的猪骨粉碎物放入炭化炉中，在氮气保护下，加热升温至350℃，保温炭化1h后，得到猪骨炭材料；按重量份数计，称取35份猪骨炭材料、14份蔗糖、165份质量分数为10%的氯化钙溶液装入超声震荡仪中，以35khz的频率超声震荡浸渍50min，过滤得到滤饼，即为预处理猪骨炭；将上述预处理猪骨炭和浓度为107cfu/ml的酵母菌菌液按质量比为1:10混合后在38℃下静置富集45min，富集完成后得到载菌猪骨炭，再将载菌猪骨炭和质量分数为30%的阿拉伯胶液按质量比为1:6混合搅拌45min，反应结束后过滤得到滤渣，自然干燥后得到多功能防锈填料；按重量份数计，称取65份普通硅酸盐水泥、15份酯化预聚产物、4份复合固化剂、4份聚乙烯醇、13份重钙粉、23份多功能防锈填料、55份膨胀珍珠岩和230份水依次装入搅拌车中，以75r/min的转速在50℃温度条件下搅拌4min后出料，即得防锈抗腐蚀混凝土。
实例4
按质量比为1:10将没食子酸和蒸馏水混合得到混合液，再向混合液中加入蒸馏水质量一半的质量分数为30%的羟甲基磺酸钠溶液，于78℃下保温反应5h，过滤，取滤液旋转蒸发，浓缩至20波美度，得浓缩物；按重量份数计，向装有搅拌器的三口烧瓶中加入14份甲基丙烯酸缩水甘油、19份环氧树脂e-44、19份上述浓缩物、9份三苯基膦，加热升温至116℃，以280r/min的转速搅拌反应54min后出料，得到酯化预聚产物，备用；将对苯二胺和聚乙烯醇缩丁醛按质量比为1:2混合，得混合物，再将混合物和丙酮、乙酸乙酯按质量比为1:2:3混合搅拌19min，即得复合固化剂；取猪骨放入粉碎机中粉碎2h，得到猪骨粉碎物，将得到的猪骨粉碎物放入炭化炉中，在氮气保护下，加热升温至380℃，保温炭化2h后，得到猪骨炭材料；按重量份数计，称取38份猪骨炭材料、14份蔗糖、172份质量分数为10%的氯化钙溶液装入超声震荡仪中，以38khz的频率超声震荡浸渍56min，过滤得到滤饼，即为预处理猪骨炭；将上述预处理猪骨炭和浓度为107cfu/ml的酵母菌菌液按质量比为1:10混合后在39℃下静置富集48min，富集完成后得到载菌猪骨炭，再将载菌猪骨炭和质量分数为30%的阿拉伯胶液按质量比为1:6混合搅拌48min，反应结束后过滤得到滤渣，自然干燥后得到多功能防锈填料；按重量份数计，称取68份普通硅酸盐水泥、18份酯化预聚产物、4份复合固化剂、4份聚乙烯醇、14份重钙粉、24份多功能防锈填料、58份膨胀珍珠岩和244份水依次装入搅拌车中，以78r/min的转速在53℃温度条件下搅拌5min后出料，即得防锈抗腐蚀混凝土。
实例5
按质量比为1:10将没食子酸和蒸馏水混合得到混合液，再向混合液中加入蒸馏水质量一半的质量分数为30%的羟甲基磺酸钠溶液，于80℃下保温反应5h，过滤，取滤液旋转蒸发，浓缩至20波美度，得浓缩物；按重量份数计，向装有搅拌器的三口烧瓶中加入15份甲基丙烯酸缩水甘油、20份环氧树脂e-44、20份上述浓缩物、10份三苯基膦，加热升温至120℃，以300r/min的转速搅拌反应60min后出料，得到酯化预聚产物，备用；将对苯二胺和聚乙烯醇缩丁醛按质量比为1:2混合，得混合物，再将混合物和丙酮、乙酸乙酯按质量比为1:2:3混合搅拌20min，即得复合固化剂；取猪骨放入粉碎机中粉碎2h，得到猪骨粉碎物，将得到的猪骨粉碎物放入炭化炉中，在氮气保护下，加热升温至400℃，保温炭化2h后，得到猪骨炭材料；按重量份数计，称取40份猪骨炭材料、15份蔗糖、180份质量分数为10%的氯化钙溶液装入超声震荡仪中，以40khz的频率超声震荡浸渍60min，过滤得到滤饼，即为预处理猪骨炭；将上述预处理猪骨炭和浓度为107cfu/ml的酵母菌菌液按质量比为1:10混合后在40℃下静置富集50min，富集完成后得到载菌猪骨炭，再将载菌猪骨炭和质量分数为30%的阿拉伯胶液按质量比为1:6混合搅拌50min，反应结束后过滤得到滤渣，自然干燥后得到多功能防锈填料；按重量份数计，称取70份普通硅酸盐水泥、20份酯化预聚产物、5份复合固化剂、5份聚乙烯醇、15份重钙粉、25份多功能防锈填料、60份膨胀珍珠岩和250份水依次装入搅拌车中，以80r/min的转速在55℃温度条件下搅拌5min后出料，即得防锈抗腐蚀混凝土。
对照例1：制备方法和本发明的实例1基本相同，唯有不同的是不添加酯化预聚产物和复合固化剂，同样制得混凝土材料；
对照例2：制备方法和本发明的实例1基本相同，唯有不同的是不添加多功能防锈填料，同样制得混凝土材料；
对照例3：制备方法和本发明的实例1基本相同，唯有不同的是不添加重钙粉，同样制得混凝土材料；
分别对本发明的实例1-5和对照例1-3进行性能检测，检测结果如表1所示：
检测方法：
按照混凝土耐久性检测方法gb/t50082《普通混凝土长期性与耐久性》进行混凝土的耐腐蚀、防锈蚀性能检测；
检测结果如表1所示：
表1性能检测结果
由上表中检测数据可以看出，对照例1由于没有添加本发明酯化预聚产物和复合固化剂，最终制成的混凝土的抗腐蚀性和防锈性能都显著减低，由此可见本发明酯化预聚产物和复合固化剂的使用的确提高了混凝土材料的抗腐蚀性和防锈性能，对照例2由于没有添加多功能防锈填料，因此最终制成的混凝土的抗腐蚀性和防锈性能都显著减低，由此可见本发明多功能防锈填料的使用的确提高了混凝土材料的抗腐蚀性和防锈性能，对照例3由于没有添加重钙粉，因此最终制成的混凝土的抗腐蚀性和防锈性能都显著减低，但是没有对照例2降低幅度大，由此可见本发明重钙粉对混凝土抗腐蚀性和防锈性影响程度低于多功能防锈填料的影响程度，而且两者联合使用最大限度的提高了混凝土材料的抗腐蚀性和防锈性能，具有广阔的应用前景。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。