退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土及其制备方法与流程

本发明属于建筑材料领域，具体来讲，涉及一种退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、海水养殖过程中会有大量的养殖化学试剂、na+、mg2+、so42-、cl-等成分持续沉积和渗透在土壤中，造成退役养殖地块的盐碱化。

2、退役海水养殖地块土壤中大量残存的so42-、cl-等会与新拌合的混凝土组分发生化学反应，生成粘结性差、强度低的钙化物等结晶物，减小钢筋保护层厚度；此外，土壤中大量的养殖化学试剂、so42-、cl-、硫酸盐还原菌(srb)和产酸菌(apb)等物质成分加速钢筋表层钝化膜的损失，加快钢筋锈蚀速率，降低地下钢筋混凝土结构（如桩基、地下梁、地下板、地下墙）的承载能力，缩短结构物的使用寿命。盐碱化土壤环境下地下钢筋混凝土结构的抗腐蚀性和耐久性问题一直是工程界的技术难题。

3、通过改良土壤环境来主动削减土壤中不利成分的含量是一个技术方向，但地下环境复杂、现有技术不成熟、治理成本高昂。如针对钢筋混凝土这一特定的应用对象，开发制备低成本高成效的耐腐蚀混凝土具有重大的工程意义和应用价值。

技术实现思路

1、针对现有钢筋混凝土耐腐蚀能力较低、外加剂会对混凝土材料性能产生负面影响等问题，本发明提供一种适用于退役海水养殖地块环境的耐腐蚀地下混凝土，通过在混凝土组分中添加负载型抗渗防腐剂，利用抑制渗透材料缓释、吸附、疏水等特点，对混凝土中钢筋起到高效防腐蚀作用。

2、为了达到上述发明目的，本发明提供了如下的技术方案：

3、一种退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土，包括以下以重量份数计的原料：硅酸盐水泥150-300份、粗骨料760-900份、细骨料350-560份、粉煤灰30-90份、矿渣50-70份、负载型抗渗防腐剂4-8份、石墨烯3-6份、减水剂5-8份、引气剂3-5份、水150-200份；

4、其中，所述负载型抗渗防腐剂由改性粉煤灰负载抗渗防腐剂制备而成，所述抗渗防腐剂由铈盐、2-巯基苯并咪唑与溴代十六烷基吡啶以质量比为1:1-4:5-8复配得到。

5、一种退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土的制备方法，包括如下步骤：

6、(1)将石墨烯、减水剂、引气剂按照重量份数加入部分水中混合均匀得到外加剂水溶液；

7、(2)按照重量份数，将硅酸盐水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰、矿渣和负载型抗渗防腐剂加入搅拌机，搅拌均匀得到混合粉料；

8、(3)将剩余的部分水加入搅拌均匀的混凝土粉料得到混凝土浆料；

9、(4)将外加剂水溶液加入步骤(3)得到的混凝土浆料，混合均匀，即得；

10、其中，所述负载型抗渗防腐剂由改性粉煤灰负载抗渗剂制备而成，所述抗渗防腐剂由铈盐、2-巯基苯并咪唑与溴代十六烷基吡啶以质量比为1:1-4:5-8复配得到。

11、具体地，所述负载型抗渗防腐剂采用以下步骤制备：

12、s1、粉煤灰预处理：将粉煤灰进行研磨、清洗；

13、s2、粉煤灰改性：将预处理的粉煤灰和改性剂硅烷偶联剂加入到溶剂中，加热回流反应，然后经固液分离、洗涤、干燥后得到改性粉煤灰粉体；

14、s3、抗渗防腐剂复配：将铈盐、2-巯基苯并咪唑与溴代十六烷基吡啶溶于有机溶液中进行复配，得到复配混合液；

15、s4、抗渗防腐剂负载：将改性粉煤灰粉体置于反应器中，将配制好的复配混合液加入到反应器中与改性粉煤灰混合，搅拌吸附，静置，经固液分离、洗涤、干燥，即得负载型抗渗防腐剂。

16、进一步地，步骤s1中，所述预处理中，将粉煤灰研磨至粒径为5-20μm，若研磨粒度过细，将阻塞粉煤灰孔隙通道，不利于后续负载步骤的进行。

17、进一步地，步骤s2中，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲基硅烷或3-氨丙基三乙基硅烷，所述粉煤灰与硅烷偶联剂的用量比为 1g：2-5ml。

18、进一步地，步骤s3中，所述复配混合液的浓度为每100ml有机溶液加入5-20g抗渗防腐剂组分，所述有机溶液为乙醇溶液或丙酮溶液。

19、进一步地，步骤s4中，所述改性粉煤灰与复配混合液用量比为1g:5-10ml,所述搅拌吸附反应温度为50-80℃，时间为10-24h。

20、本发明的有益效果在于：

21、(1)本发明使用复配抗渗防腐剂，其中含有的极性基团易于在金属表面形成多点位吸附，而非极性基团能够与混凝土中的氢氧化钙发生反应，形成不溶性沉淀，从而形成一层疏水保护膜，达到抑制腐蚀的目的。同时，发明人研究发现在复配抗渗防腐剂中，添加特定量的稀土离子铈,与2-巯基苯并咪唑和溴代十六烷基吡啶产生协同作用，耐腐蚀性能得以大大提高。

22、(2)本发明通过负载的方式，在混凝土制备过程中将抗渗防腐剂组分引入混凝土，随着时间的推移，抗渗防腐剂组分逐渐释放，这种缓释作用可以很好的加强混凝土防腐蚀的耐久效果。

23、(3)本发明选取粉煤灰作为负载型抗渗防腐剂载体，粉煤灰不仅具有较强的吸附性能力，能够实现吸附后的缓释效果，并且是常用的混凝土掺混物，与水泥基材料相容性好，在加入后不会对水泥基材料产生负面影响；同时，硅烷改性的粉煤灰具有疏水性，能够提升混凝土防腐蚀性能。

24、(4)本发明在混凝土组分中加入石墨烯，在混凝土中形成结构规范整齐的微晶体，从而提升混凝土结构的韧度和强度。此外，在混凝土组分中掺加粉煤灰和矿渣，不仅可以提高耐腐蚀混凝土的密实性，提升抗压强度，同时也可以提高硫酸盐离子的扩散阻力。

技术特征：

1.一种退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土，其特征在于:

2.如权利要求1所述的退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土，其特征在于：所述抗渗防腐剂由铈盐、2-巯基苯并咪唑与溴代十六烷基吡啶以质量比为1:3:7复配得到。

3.一种如权利要求1所述的退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.如权利要求3所述退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土的制备方法，其特征在于：所述负载型抗渗防腐剂采用以下步骤制备：

5.如权利要求4所述退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述预处理中，将粉煤灰研磨至粒径为5-20μm。

6. 如权利要求4所述退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲基硅烷或3-氨丙基三乙基硅烷，所述粉煤灰与硅烷偶联剂的用量比为 1g：2-5ml。

7.如权利要求4所述退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土的制备方法，其特征在于：步骤s3中，所述铈盐、2-巯基苯并咪唑、溴代十六烷基吡啶的质量比为1:3:7。

8.如权利要求4中所述退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土的制备方法，其特征在于：步骤s3中，所述复配混合液的浓度为每100ml有机溶液加入5-20g抗渗防腐剂组分，所述有机溶液为乙醇溶液或丙酮溶液。

9.如权利要求4所述退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土的制备方法，其特征在于：步骤s4中，所述改性粉煤灰与复配混合液用量比为1g:5-10ml。

10.如权利要求4所述退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土的制备方法，其特征在于：步骤s4中，所述搅拌吸附反应温度为50-80℃，时间为10-24h。

技术总结
本发明涉及建筑材料领域，具体公开了一种退役海水养殖地块环境耐腐蚀地下混凝土及其制备方法，所述混凝土包括以下原料：硅酸盐水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰、矿渣、负载型抗渗防腐剂、石墨烯、减水剂、引气剂、水；其中，所述负载型抗渗防腐剂由改性粉煤灰负载抗渗剂制备而成。本发明的用于退役海水养殖地块环境的耐腐蚀地下混凝土利用负载型抗渗防腐剂的缓释、吸附、疏水等特点，对混凝土中钢筋起到高效防腐蚀作用。

技术研发人员：唐忠平,刘静雅,肖鲲,李建中,吴顺,黄兴栎,潘孝铖
受保护的技术使用者：浙江中邑环境科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22