一种复合促凝型防腐材料及其制备方法与流程

1.本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种复合促凝型防腐材料及其制备方法。


背景技术：

2.喷射混凝土是将胶凝材料、骨料等按一定比例拌制的混凝土拌和物送入喷射设备，借助压缩空气或其他动力，高速喷射至受喷面所成型的一种混凝土。相较于浇筑成型的混凝土，在成型工艺方面，喷射成型工艺集输送、浇注、捣固三道工序为一体，操作便捷，极大地提升了工作人员的施工效率；在物理性能方面，喷射混凝土具有凝结时间短，强度增长快，粘结力强等诸多特点，因此逐渐成为了一种关键性的结构支护材料，并被广泛应用于隧道衬砌、矿井锚固支护以及基坑支护等一系列重大地下建设工程。
3.隧道工程中地质环境复杂，喷射混凝土作为隧道结构的保护层极易受到外部环境侵蚀，例如地下水中的硫酸根离子和氯离子，前者会造成喷射混凝土内部结构开裂，后者则会导致混凝土中的钢筋表面发生腐蚀行为，在两者作用下喷射混凝土的力学性能和耐久性均会显著下降，从而大幅缩短了隧道结构的服役周期。此外，液体无碱速凝剂是喷射混凝土中必不可少的外加剂，但现阶段市场主流的液体无碱速凝剂均是由高含量的硫酸盐研制而成，因此较大掺量的液体无碱速凝剂会致使喷射混凝土中硫酸根离子浓度偏高，从而进一步加剧了硫酸盐对喷射混凝土的侵蚀劣化作用。
4.混凝土防腐剂是具有调节胶凝体系的化学组成，增强混凝土结构对盐类侵蚀介质抵抗能力的一种重要外加剂，在合理的掺量范围内，能够显著提升混凝土的抗盐类离子侵蚀性、抗冻融性以及抗渗性等。在应用领域方面，混凝土防腐剂主要应用于沿海港口、滨海盐田以及海水渗入区的钢筋混凝土结构中，因此学术界更加倾向于研究海工混凝土专用防腐剂，而对于喷射混凝土专用防腐剂的研究相对较少。在现有技术中，2020年8月25日公开号为cn111333362a的专利公布了一种喷射混凝土用多组分复合增效剂及其制备方法，复合增效剂由以下原料制备而成：纳米级硅灰20-40％，改性矿粉30-50％，膨胀剂10-20％，晶核早强剂0-5％，流化剂1-5％，三聚磷酸钠1-5％，羧甲基纤维素钠0.5-2％，葡萄糖酸钠0.5-2％，硫氰酸钠5-10％，聚丙烯纤维0-0.5％，有机硅消泡剂0.05-0.2％。其中，复合增效剂的掺量为水泥质量的5％-15％。显然，该复合增效剂中纳米级材料用量过大，导致生产成本偏高；同时纳米级材料自身需水量高，用量过大会造成喷射混凝土工作性能下降，不利于在实际工程中应用。2021年12月3日公开号为cn113735489a的专利公布了一种抗硫酸盐侵蚀防腐剂、喷射混凝土及其制备方法，抗硫酸盐侵蚀防腐剂由以下原料制备而成：矿物掺合料30-50份，硅灰10-25份，钙粉5-15份，膨胀剂5-10份，二氧化硅5-10份，氧化石墨烯0-5份，石膏0-5份，分散剂1-2.5份，消泡剂0-0.2份，表面活性剂0-1份。其中，抗硫酸盐侵蚀防腐剂的掺量为水泥质量的8％～12％。在该混凝土防腐剂中，矿物掺合料用量较高，致使水泥中碱性物质的数量相对减少，而上述原料中未引入早强组分，因此水泥水化早期进程和混凝土早期强度发展均受到了一定的延缓作用，从而影响喷射混凝土的施工效果。


技术实现要素：

5.本发明的目的之一在于提供一种复合促凝型防腐材料，能够提升喷射混凝土的抗硫酸盐侵蚀性，抑制氯离子对喷射层钢筋的锈蚀行为，增强喷射混凝土的耐久性，延长隧道结构的服役周期；同时加速水泥水化早期进程，激发防腐材料与速凝剂在喷射混凝土中的协同互补作用，降低液体无碱速凝剂的实际掺量，改善喷射混凝土的施工效果。
6.本发明目的之二在于提供一种复合促凝型防腐材料的制备方法，能够实现多种工业废弃物的资源化利用，降低喷射混凝土的使用成本，简化防腐材料的生产工艺流程。
7.为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
8.一种复合促凝型防腐材料，所述复合促凝型防腐材料包括以下质量份原料：矿物掺合料45～55份，防腐组分16～25份，增强剂8～12份，促凝组分10～15份，膨胀剂4～8份。
9.所述矿物掺合料由电石渣细粉、改性赤泥按照1：2.5～4的重量比组成，由电石渣细粉和改性赤泥在混料机中于80～120r/min转速混合4～6h得到。电石渣细粉作为矿物掺合料能够提高水泥液相中ca
2+
浓度，加速了c3a的水化反应进程，并在水泥液相中形成了无规则的网状结构，有效缩短了水泥浆体的凝结时间；改性赤泥中的c3a和β-c2s等矿物组分含量相对较高，有助于提高水泥早期水化速率，加速水泥浆体的凝结硬化。
10.所述电石渣细粉的粒径低于75μm；
11.所述改性赤泥由赤泥经干燥、球磨、筛分、焙烧得到，所述焙烧的条件为500～600℃焙烧1～2h。
12.所述改性赤泥的制备方法具体包括以下步骤：
13.1)称取的赤泥，在干燥箱中进行烘干处理，具体烘干条件是指：烘干温度在100～105℃范围内，烘干时间在1～3h范围内，烘干赤泥直至恒重状态；
14.2)对烘干的赤泥进行球磨处理，具体球磨条件是指：采用行星式球磨机，球磨机转速在300～350r/min范围内，球磨时间在2～4h范围内；
15.3)对球磨后的赤泥进行筛分处理，具体筛分条件是指：试验筛目数为200目，筛分后的赤泥粉末粒径低于75μm；
16.4)对筛分后的赤泥进行焙烧活化处理，具体焙烧条件是指：焙烧温度在500～600℃范围内，焙烧时间在1～2h范围内，以激发出赤泥的内在活性。
17.所述电石渣细粉的制备方法为：将电石渣经干燥、球磨、筛分得到。
18.所述电石渣细粉的制备方法具体包括以下步骤：
19.a)称取的电石渣，在干燥箱中进行烘干处理，具体烘干条件是指：烘干温度在120～140℃范围内，烘干时间在2.5～3.5h范围内，烘干电石渣直至恒重状态；
20.b)对烘干的电石渣进行球磨处理，具体球磨条件是指：采用行星式球磨机，球磨机转速在200～250r/min范围内，球磨时间在4～5h范围内；
21.c)对球磨后的电石渣进行筛分处理，具体筛分条件是指：试验筛目数为200目，筛分后的电石渣粉末粒径低于75μm，且具有良好的分散性和表面活性。
22.所述防腐组分由超细云母粉、玄武岩纤维粉、eva胶粉按照1：1.5～2：0.8～1.2的重量比组成。超细云母粉具有良好的电绝缘性，能够促使喷射混凝土的电阻率显著提升，同时能够填充混凝土中的孔隙结构，一方面增加了混凝土的密实度，另一方面阻断了氯离子在混凝土内部中的传播路径，增强了喷射混凝土的抗氯离子渗透性；玄武岩纤维粉能够阻
止腐蚀后期混凝土内部裂缝的延展，同时纤维粉能够提高混凝土的密实度，延缓基体中的化学反应，降低混凝土内部的膨胀应力，增强喷射混凝土的抗硫酸盐侵蚀性；eva胶粉能够在水泥水化过程中促进钙矾石晶体的形成，有助于改善各个水化龄期下喷射混凝土的力学强度，并且eva胶粉具有良好的耐应力开裂性和粘结性能，能够有效提升喷射混凝土的耐久性。
23.所述超细云母粉为白云母粉或绢云母粉的任意一种，且颗粒粒径分布在1500～2000目范围内；所述玄武岩纤维粉的纤维直径在9～18μm范围内，纤维长度在30～60μm范围内；所述eva胶粉的颗粒粒径在30～60μm范围内。这样的超细云母粉、玄武岩纤维粉、eva胶粉能够满足水泥的颗粒级配，本发明中提供的复合促凝型防腐材料在配制喷射混凝土时是取代水泥或矿物掺合料而使用的，而水泥颗粒粒径在3～32μm和32～65μm范围内对混凝土的后期强度贡献较高，因此本发明限定超细云母粉在上述的粒径、玄武岩纤维粉、eva胶粉在上述的尺寸范围内。
24.所述增强剂为硅灰；硅灰可以为水泥水化产物提供“成核”作用，使水化产物在硅灰颗粒表面沉积，加速水泥矿物的水化速率，缩短水泥浆体的凝结时间，提高混凝土在各个水化龄期下的抗压强度。同时，硅灰还具有填充作用，能够减少混凝土的孔隙结构，增强喷射混凝土的抗硫酸盐侵蚀性和抗氯离子渗透性。
25.所述促凝组分由偏铝酸盐、碳酸盐和石灰石粉按照1：1.5～2：1.5～2.5的重量比组成。偏铝酸盐能够加速c3a的水化进程，在水泥液相中形成大量的钙矾石晶体，与其他水化产物相互搭接形成了无规则的网状结构，加快水泥凝结硬化的速度，同时水解的oh-在水化初期会促进c3s的溶解和c-s-h凝胶的形成，缩短了水泥浆体的凝结时间；碳酸盐同样能够促进c3a的快速水化，通过在水泥液相中形成类似钙矾石晶体的水化产物(c3a
·
3caco3·
30h2o)，实现促凝的效果；石灰石粉能够为c-s-h生长提供结晶点位置、起到微观结构细化的作用，改善了硬化浆体的力学性能，同时石灰石粉能够促进碳铝酸盐水化产物的形成，进一步缩短水泥浆体的凝结时间。
26.所述偏铝酸盐为偏铝酸钠或偏铝酸钾中的任意一种或两种；
27.所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾或碳酸锂中的任意一种或多种；
28.所述石灰石粉的颗粒粒径分布在10～30μm范围内。
29.所述膨胀剂为氧化镁、氧化钙中的任意一种或两种。氧化镁或氧化钙晶体在形成氢氧化镁或氢氧化钙的过程中会引起体积膨胀，能够改善混凝土内部的孔隙结构，减少硫酸盐的侵入量，同时利用填充作用抑制微裂纹的进一步延伸。
30.所述的复合促凝型防腐材料应用时部分取代水泥或矿物掺合料，掺量为胶凝材料质量的6-10％，主要应用于喷射混凝土等建筑材料领域。
31.本发明提供的所述一种复合促凝型防腐材料的制备方法，包括以下步骤：将配方量的各原料混合均匀即可，具体为：将配方量的各原料放入混料机中，于80～120r/min转速下混合4～6h。
32.与现有技术相比，本发明具有以下优势：
33.1、激发了改性赤泥、电石渣细粉和eva胶粉在水泥浆体中的协同增效作用。改性赤泥和电石渣细粉可以提供充足的铝源和钙源，两者在碱性环境下能够在水泥液相中形成大量纤维状结构的钙矾石晶体，有效促进了水泥浆体的凝结硬化；而eva胶粉在碱性环境下会
生成带羟基的高分子链，一方面会吸附到水泥表面，并与c-a-h凝胶表面形成氢键作用，进一步促进了钙矾石晶体的形成，在缩短水泥凝结时间的同时改善了喷射混凝土的力学强度；另一方面带羟基的高分子链能够络合水泥液相中的al
3+
、ca
2+
，与纤维状结构的钙矾石相互搭接形成有机-无机无规则网络互穿结构，显著增强了喷射混凝土的密实性。
34.2、使用了本发明的复合促凝型防腐材料，优化了喷射混凝土的孔隙结构，避免了混凝土内部发生体积膨胀，提升了喷射混凝土的抗硫酸盐侵蚀性，同时阻断了氯离子在混凝土内部的迁移路径，有效抑制了氯离子对喷射层钢筋的锈蚀行为，在两者共同作用下增强了喷射混凝土的耐久性，降低了喷射混凝土加固养护的成本，有效延长了隧道结构的服役周期。
35.3、在采用大掺量矿物掺合料取代胶凝材料的前提下，引入促凝组分加速了水泥水化早期进程，同时激发了防腐材料与速凝剂在喷射混凝土中的协同互补作用，降低了液体无碱速凝剂的掺量，避免了硫酸盐对喷射混凝土的过度侵蚀，有效改善了喷射混凝土的施工效果。
36.4、实现了多种工业废弃物的资源化利用，降低了喷射混凝土的使用成本，同时有助于水泥行业的节能降耗，促进了循环经济的可持续发展。除此之外，在制备防腐材料过程中未引入任何有毒或污染性原料，绿色安全环保，并且生产工艺流程趋于简单化。
附图说明
37.图1为本发明提供的复合促凝型防腐材料中eva胶粉、改性赤泥和电石渣细粉在水泥浆体中的协同作用机理。
具体实施方式
38.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
40.各实施例及对比例中所使用的超细云母粉的颗粒粒径分布在1500～2000目范围内；玄武岩纤维粉的纤维直径在9～18μm范围内，纤维长度在30～60μm范围内；eva胶粉的颗粒粒径在30～60μm范围内；石灰石粉的颗粒粒径分布在10～30μm范围内。
41.实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
42.实施例1
43.本实施例提供了一种复合促凝型防腐材料，由下述重量份数的原料制成：矿物掺合料45份，防腐组分25份，硅灰12份，促凝组分10份，氧化镁8份。
44.所述矿物掺合料，由电石渣细粉和改性赤泥按照1:2.5的重量比混合制成，
45.所述电石渣细粉的制备方法为：
46.1)称取的电石渣，在干燥箱中进行烘干处理，具体烘干条件是指：烘干温度为120℃，烘干时间为3.5h，烘干电石渣直至恒重状态；
47.2)对烘干的电石渣进行球磨处理，具体球磨条件是指：采用行星式球磨机，球磨机转速为250r/min，球磨时间为4h；
48.3)对球磨后的电石渣进行筛分处理，具体筛分条件是指：试验筛目数为200目，筛分后的电石渣粉末粒径低于75μm，且具有良好的分散性和表面活性。
49.所述改性赤泥的制备方法为：
50.1)称取的赤泥，在干燥箱中进行烘干处理，具体烘干条件是指：烘干温度为105℃，烘干时间为3h，烘干赤泥直至恒重状态；
51.2)对烘干的赤泥进行球磨处理，具体球磨条件是指：采用行星式球磨机，球磨机转速为350r/min，球磨时间为2h；
52.3)对球磨后的赤泥进行筛分处理，具体筛分条件是指：试验筛目数为200目，筛分后的赤泥粉末粒径低于75μm；
53.4)对筛分后的赤泥进行焙烧活化处理，具体焙烧条件是指：焙烧温度为600℃，焙烧时间为1h，以激发出赤泥的内在活性。
54.所述矿物掺合料的制备方法为：
55.1)按照设置的重量比称取电石渣细粉和改性赤泥，在混料机中进行混料处理，具体的混料条件是指：混料机转速为120r/min，混料时间为4h，混料均匀后，即得到一种改性矿物掺合料。
56.所述防腐组分，由超细云母粉、玄武岩纤维粉以及eva胶粉按照1：1.5：0.8的重量比混合制成；
57.所述促凝组分，由偏铝酸钠、碳酸钠以及石灰石粉按照1：2：2.5的重量比混合制成；
58.上述复合促凝型防腐材料的制备方法具体为：按照设置的比例依次称取改性矿物掺合料、防腐组分、增强剂、膨胀剂以及促凝组分，在混料机中进行混料处理，具体混料条件是指：混料机转速为120r/min，混料时间为8h，混料均匀后，即制得一种复合促凝型防腐材料。
59.实施例2
60.本实施例提供了一种复合促凝型防腐材料，由下述重量份数的原料制成：矿物掺合料50份，防腐组分20份，硅灰10份，促凝组分12份，氧化钙8份。
61.所述矿物掺合料，由电石渣细粉和改性赤泥按照1：4的重量比混合制成，
62.所述电石渣细粉的制备方法为：
63.1)称取的电石渣，在干燥箱中进行烘干处理，具体烘干条件是指：烘干温度为120℃，烘干时间为3.5h，烘干电石渣直至恒重状态；
64.2)对烘干的电石渣进行球磨处理，具体球磨条件是指：采用行星式球磨机，球磨机转速为200r/min，球磨时间为5h；
65.3)对球磨后的电石渣进行筛分处理，具体筛分条件是指：试验筛目数为200目，筛分后的电石渣粉末粒径低于75μm，且具有良好的分散性和表面活性。
66.所述改性赤泥的制备方法为：
67.1)称取的赤泥，在干燥箱中进行烘干处理，具体烘干条件是指：烘干温度为100℃，烘干时间为3h，烘干赤泥直至恒重状态；
68.2)对烘干的赤泥进行球磨处理，具体球磨条件是指：采用行星式球磨机，球磨机转速为350r/min，球磨时间为3h；
69.3)对球磨后的赤泥进行筛分处理，具体筛分条件是指：试验筛目数为200目，筛分后的赤泥粉末粒径低于75μm；
70.4)对筛分后的赤泥进行焙烧活化处理，具体焙烧条件是指：焙烧温度为600℃，焙烧时间为2h，以激发出赤泥的内在活性。
71.所述矿物掺合料的制备方法为：
72.1)按照设置的比例称取电石渣细粉和改性赤泥，在混料机中进行混料处理，具体的混料条件是指：混料机转速为100r/min，混料时间为5h，混料均匀后，即得到一种改性矿物掺合料。
73.所述防腐组分，由超细云母粉、玄武岩纤维粉以及eva胶粉按照1：2：0.8的重量比混合制成；
74.所述促凝组分，由偏铝酸钠、碳酸钠以及石灰石粉按照1：2：1.5的重量比混合制成；
75.上述复合促凝型防腐材料的制备方法具体为：按照设置的比例依次称取改性矿物掺合料、防腐组分、增强剂、膨胀剂以及促凝组分，在混料机中进行混料处理，具体混料条件是指：混料机转速为100r/min，混料时间为10h，混料均匀后，即制得一种复合促凝型防腐材料。
76.实施例3
77.本实施例提供了一种复合促凝型防腐材料，由下述重量份数的原料制成：矿物掺合料55份，防腐组分16份，硅灰10份，促凝组分15份，氧化镁4份。
78.所述矿物掺合料，由电石渣细粉和改性赤泥按照1：4的重量比混合制成，
79.所述电石渣细粉的制备方法为：
80.1)称取的电石渣，在干燥箱中进行烘干处理，具体烘干条件是指：烘干温度为140℃，烘干时间为2.5h，烘干电石渣直至恒重状态；
81.2)对烘干的电石渣进行球磨处理，具体球磨条件是指：采用行星式球磨机，球磨机转速为200r/min，球磨时间为5h；
82.3)对球磨后的电石渣进行筛分处理，具体筛分条件是指：试验筛目数为200目，筛分后的电石渣粉末粒径低于75μm，且具有良好的分散性和表面活性。
83.所述改性赤泥的制备方法为：
84.1)称取的赤泥，在干燥箱中进行烘干处理，具体烘干条件是指：烘干温度为105℃，烘干时间为3h，烘干赤泥直至恒重状态；
85.2)对烘干的赤泥进行球磨处理，具体球磨条件是指：采用行星式球磨机，球磨机转速为300r/min，球磨时间为4h；
86.3)对球磨后的赤泥进行筛分处理，具体筛分条件是指：试验筛目数为200目，筛分后的赤泥粉末粒径低于75μm；
87.4)对筛分后的赤泥进行焙烧活化处理，具体焙烧条件是指：焙烧温度为500℃，焙烧时间为2h，以激发出赤泥的内在活性。
88.所述矿物掺合料的制备方法为：
89.1)按照设置的重量比称取电石渣细粉和改性赤泥，在混料机中进行混料处理，具体的混料条件是指：混料机转速为80r/min，混料时间为6h，混料均匀后，即得到一种改性矿物掺合料。
90.所述防腐剂，由超细云母粉、玄武岩纤维粉以及eva胶粉按照1：2：1.2的重量比混合制成；
91.所述促凝组分，由偏铝酸钠、碳酸钠以及石灰石粉按照1：1.5：1.5的重量比混合制成；
92.上述复合促凝型防腐材料的制备方法具体为：按照设置的重量比依次称取改性矿物掺合料、防腐组分、增强剂、膨胀剂以及促凝组分，在混料机中进行混料处理，具体混料条件是指：混料机转速为80r/min，混料时间为12h，混料均匀后，即制得一种复合促凝型防腐材料。
93.对比例1
94.对比例1与实施例1的差别仅在于，对比例1中未添加防腐组分，其余原料的制备方法及其含量与实施例1相一致。
95.对比例2
96.对比例2与实施例2的差别仅在于，对比例2中未添加促凝组分，其余原料的制备方法及其含量与实施例2相一致。
97.对比例3
98.对比例3与实施例3的差别仅在于，对比例3中未添加增强剂，其余原料的制备方法及其含量与实施例3相一致。
99.对比例4
100.对比例4与实施例1的差别仅在于，对比例4中未添加膨胀剂，其余原料的制备方法及其含量与实施例1相一致。
101.对比例5
102.其他同实施例1，只是将原料中的eva胶粉全部替换为玄武岩纤维粉。
103.对比例6
104.其他同实施例1，只是将原料中的碳酸钠全部替换为石灰石粉。
105.对比例7
106.其他同实施例1，只是将原料中的改性赤泥全部替换为电石渣细粉。
107.应用例
108.以上述各实施例或对比例所提供的防腐材料取代部分水泥或矿物掺合料制备喷射混凝土，与水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰、硅灰、聚羧酸类高性能减水剂、硫酸铝系无氟无碱速凝剂以及水一起加入强制式搅拌机中混合搅拌后得到喷射混凝土，搅拌时间不低于120s。
109.具体的，喷射混凝土的原料组成为：水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰、硅灰、聚羧酸类高性能减水剂、实施例或对比例中的防腐材料、巴斯夫sa型硫酸铝系无氟无碱速凝剂以及水。其中，水泥采用海螺po42.5级水泥，粗骨料采用5～10mm的单级配石灰岩质碎石，表观密度为2.819g/cm3，含泥量为0.2％；细骨料采用细度模数为2.8的河砂，表观密度为2.592g/cm3，含泥量为0.3％；粉煤灰为二级粉煤灰，比表面积为408.1m2/kg；硅灰密度为2.209g/
cm3，sio2含量≥90％；聚羧酸类高性能减水剂采用宁波海螺材料科技股份有限公司生产的hlp-mh240，其含固量为40％，减水率为32％，掺量按坍落度(210
±
10)mm调整。
110.每kg/m3喷射混凝土中各原料的配合比如表1所示，防腐材料掺量为胶凝材料质量的6％或10％，巴斯夫sa型硫酸铝系无氟无碱液体速凝剂掺量为胶凝材料质量的7％或6％，砂率为50％。
111.表1
[0112][0113]
喷射混凝土的施工方法为：采用湿拌法喷射施工，按照设计的配合比将称量后的水泥、硅灰、粉煤灰、河砂、碎石、防腐材料、聚羧酸类高性能减水剂以及水依次加入强制式搅拌机中，搅拌均匀之后装入喷射机，利用高压空气将混凝土送至喷嘴处与速凝剂进行混合，进而以高速将混凝土喷射至隧道围岩表面。
[0114]
依据中国行业标准jgj/t372-2016《喷射混凝土应用技术规程》的要求检测了掺有硫酸铝系无氟无碱液体速凝剂和复合促凝型防腐材料的水泥净浆凝结时间，同时采用贯入法检测了喷射混凝土在1d水化龄期下的抗压强度，在标准条件下养护7d后，采用切割法从混凝土大板上进行喷射混凝土试件的制取，抗压强度实验采用100mm
×
100mm
×
100mm的试件，在标准条件下养护至28d，依据中国国家标准gb/t50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》的要求进行抗压强度的检测。除此之外，对上述混凝土试件按照gb/t 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中规定的方法，利用抗蚀系数试验和干湿循环试验，系统性评估了混凝土的抗硫酸盐侵蚀性，同时测定了混凝土的氯离子扩散电量，评价了混凝土的抗氯离子渗透能力。下述实验所采用的水泥品牌均为海螺水泥，型号为po42.5。
[0115]
各实施例、对重量比以及对照组的性能测试结果见表2。其中对照组为仅添加硫酸铝系无氟无碱液体速凝剂，而不加任何防腐材料的混凝土样品，其他原料及用量均相同。
[0116]
表2性能测试统计结果
[0117][0118]
从表1中可以明显看出，本发明提供的一种复合促凝型防腐材料，能够显著增强喷射混凝土的抗硫酸盐侵蚀性和抗氯离子渗透性。其中，实施例1中混凝土的抗蚀系数为1.21，抗硫酸盐侵蚀等级为ks150及以上，且28d电通量为772c。通过对照组和实施例1-3的性能测试统计结果来看，在不影响喷射混凝土工作性能的前提下，防腐材料的引入能够有效降低硫酸铝系无氟无碱速凝剂的使用掺量，同时提升了水泥砂浆在各个水化龄期下的抗压强度，并且显著增强了喷射混凝土的抗硫酸盐侵蚀性和抗氯离子渗透性，延长了隧道结构的服役周期；通过实施例1和对比例1的性能测试统计结果来看，防腐组分在抵抗硫酸铝侵蚀和抑制氯离子渗透方面能够发挥出关键性作用；通过实施例2和对比例2的性能测试统计结果来看，防腐剂中引入促凝组分能够缩短水泥浆体的凝结时间，同时促进水泥早期强度发展，有效避免了因大掺量矿物掺合料取代胶凝材料而产生施工效果差的问题；通过实施例3和对比例3的性能测试统计结果来看，增强剂有助于优化混凝土内部的孔隙结构，在提高混凝土密实度的同时实现各个水化龄期下抗压强度的有效提升，并且能够在一定程度上进一步增强喷射混凝土的抗硫酸盐侵蚀性和抗氯离子渗透性；通过实施例1和对比例4的性能测试统计结果来看，膨胀剂能够在混凝土凝结硬化初期产生体积膨胀，抑制混凝土中微裂缝的形成与延伸，因此有助于改善混凝土的力学强度，同时也能够有效提升喷射混凝土抵抗硫酸盐和氯离子侵蚀劣化的能力；通过实施例1和对比例5的性能测试统计结果来看，将防腐组分中的eva胶粉全部替换成玄武岩纤维粉，会明显弱化喷射混凝土的抗硫酸盐侵蚀性和抗氯离子渗透性，不利于隧道结构的长期服役；通过实施例1和对比例6的性能测试统计结果来看，将促凝组分中碳酸钠全部替换成石灰石粉，会导致水泥浆体的凝结时间
有所延长，同时相对降低了混凝土的早期强度；通过实施例1和对比例7的性能测试统计结果来看，将矿物掺合料中改性赤泥全部替换成电石渣细粉，会导致电石渣细粉在胶凝材料中含量过高，造成水泥液相中的ca(oh)2大量析出，显著降低了喷射混凝土的后期强度，同时对混凝土的抗硫酸盐侵蚀性和抗氯离子渗透性也造成了一定的负面影响。
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上述参照实施例对一种复合促凝型防腐材料及制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种复合促凝型防腐材料，其特征在于，所述复合促凝型防腐材料包括以下质量份原料：矿物掺合料45～55份，防腐组分16～25份，增强剂8～12份，促凝组分10～15份，膨胀剂4～8份。2.根据权利要求1所述的复合促凝型防腐材料，其特征在于，所述矿物掺合料由电石渣细粉、改性赤泥按照1：2.5～4的重量比组成。3.根据权利要求2所述的复合促凝型防腐材料，其特征在于，所述电石渣细粉的粒径低于75μm；所述改性赤泥由赤泥经干燥、球磨、筛分、焙烧得到，所述焙烧的条件为500～600℃焙烧1～2h。4.根据权利要求1所述的复合促凝型防腐材料，其特征在于，所述防腐组分由超细云母粉、玄武岩纤维粉、eva胶粉按照1：1.5～2：0.8～1.2的重量比组成。5.根据权利要求1所述的复合促凝型防腐材料，其特征在于，所述促凝组分由偏铝酸盐、碳酸盐和石灰石粉按照1：1.5～2：1.5～2.5的重量比组成。6.根据权利要求1所述的复合促凝型防腐材料，其特征在于，所述增强剂为硅灰。7.根据权利要求1所述的复合促凝型防腐材料，其特征在于，所述膨胀剂为氧化镁、氧化钙中的任意一种或两种。8.根据权利要求1所述的复合促凝型防腐材料，其特征在于，所述的复合促凝型防腐材料主要应用于喷射混凝土等建筑材料领域。9.根据权利要求1或8所述的复合促凝型防腐材料，其特征在于，所述的复合促凝型防腐材料在应用时部分取代水泥或矿物掺合料，掺量为胶凝材料质量的6-10％。10.如权利要求1-9任意一项所述的一种复合促凝型防腐材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将配方量的各原料混合均匀。

技术总结
本发明公开了一种复合促凝型防腐材料及制备方法，所述复合促凝型防腐材料包括以下质量份原料：矿物掺合料45～55份，防腐组分16～25份，增强剂8～12份，促凝组分10～15份，膨胀剂4～8份；其能够提升喷射混凝土的抗硫酸盐侵蚀性，抑制氯离子对喷射层钢筋的锈蚀行为，增强喷射混凝土的耐久性，延长隧道结构的服役周期；同时加速水泥水化早期进程，激发防腐材料与速凝剂在喷射混凝土中的协同互补作用，降低液体无碱速凝剂的实际掺量，改善喷射混凝土的施工效果。施工效果。施工效果。


技术研发人员：朱志强 许庚友 陈烽 钱珊珊 宋南京 司宏振 姜标 王长青 严超 曹卫华 赵畅 李凤仪
受保护的技术使用者：安徽海螺材料科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/7/25