超低離子傳輸性能的夾層混凝土的製作方法

2023-05-26 05:52:41

專利名稱：：超低離子傳輸性能的夾層混凝土的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種用於海洋工程的超低離子傳輸性能的夾層混凝土。
背景技術：
：跨海大橋、跨海隧道、海港碼頭、海上石油平臺等海洋工程的混凝土結構需要長期在海水、海風、海霧等海洋環境中服役，由於海水中的氯離子(標準海水的氯離子濃度為19000ppm)會通過混凝土中的孔隙、細微裂縫滲入至鋼筋表面積聚，當鋼筋表面的氯離子濃度達到臨界值後，氯離子就會破壞鋼筋表面鈍化膜，致使脫鈍的鋼筋形成腐蝕電池，再加上氯離子的陽極去極化作用，就會加速鋼筋鏽蝕，此為氯離子侵蝕引發鋼筋鏽蝕。氯離子侵蝕引發鋼筋鏽蝕是海洋環境下混凝土結構耐久性的主要影響因素。氯離子侵蝕引發鋼筋鏽蝕導致混凝土保護層剝落、鋼筋性能退化，嚴重時混凝土保護層開裂以致破壞混凝土構件，從而縮短混凝土工程服役壽命，不僅影響了混凝土工程的整體功能，而且重建或維修會導致可觀的經濟損失。防治和控制氯離子侵蝕引發鋼筋鏽蝕的關鍵是控制氯離子在混凝土中的傳輸速度。實際上，海洋環境下鋼筋混凝土耐久性的首要影響因素是海水中的氯離子在混凝土中的"侵蝕"速度，而氯離子在混凝土中的"侵蝕"速度主要取決於混凝土保護層抵抗侵蝕性介質(如C廠、SO廣、Mg2+等)侵入的能力，混凝土抵抗侵蝕性介質侵入的能力可通過其離子傳輸性能來表徵，由此可見，海洋環境下鋼筋混凝土耐久性與其離子傳輸性能，特別是其保護層的離子傳輸性能密切相關。混凝土保護層是阻止環境水和各種侵蝕性介質向混凝土內部遷移的第一道防線，也是最主要防線。因此，提高海洋環境下鋼筋混凝土耐久性的關鍵是改善混凝土離子傳輸性能，特別是其保護層的離子傳輸性能。
發明內容本發明的目的是提供一種用於海洋工程的超低離子傳輸性能的夾層混凝土，以有效降低海洋工程混凝土的離子傳輸性能，探索防治和控制海洋工程混凝土中鋼筋鏽蝕的新思路，延長海洋工程服役壽命。為實現上述目的，本發明所採用的技術方案是一種夾層混凝土，其結構特徵在於由上面板、中間芯、下面板構成，中間芯的上下分別連接上面板和下面板，其中上面板和下面板的厚度均為2.03.0cm，中間芯的厚度可根據工程實際來確定。所述的上面板和下面板均由氯離子擴散係數《0.8X10—"rri7s的超低離子滲透性水泥基材料製成。超低離子滲透性水泥基材料主要由預製千粉料、液體添加劑和水按一定比例混合而成，其所佔重量份數為預製乾粉料1.00份、液體添加劑0.0140.016份、水O.090.ll份。預製乾粉料由水泥、平均粒徑在O.100.30nm且比表面積為1800022000m7kg的矽粉、平均粒徑在1030ym且比表面積為350450m'7kg的粉煤灰、長度為310mm的聚丙烯纖維、水泥基滲透結晶型防水材料(粉劑)、粒徑為120500um且細度模數為1.201.60的石英砂按一定比例混磨而成，其所佔重量份數為水泥1.00份、矽粉0.150.20份、粉煤灰O.500.70份、聚丙烯纖維0.0030.004份、水泥基滲透結晶型防水材料0.020.03份、石英砂2.002.20份。液體添加劑由減縮劑(水劑)和高效減水劑(水劑)複合而成，其所佔重量份數為減縮劑1.00份、高效減水劑1.401.80份。所述中間芯由強度等級》C50的海工高性能混凝土製成。所述的夾層混凝土的技術參數根據GBJ82—85標準，抗滲標號》S40;根據美國ASTMC1202—97標準，6h導電量《80庫侖；根據中國土木工程學會CCES—2004標準推薦的NEL法，氯離子擴散係數《1.0X10—13m7s。本發明針對海洋環境中氯離子侵蝕嚴重的特徵，在海洋工程混凝土的結構設計中引入夾層結構設計原理，進行超低離子傳輸性能的夾層混凝土的設計，旨在為海洋工程混凝土結構設計探索一種新思路，用於指導海洋工程混凝土中鋼筋鏽蝕的控制和防治。圖l是本發明的結構示意圖。具體實施方式本發明是一種用於海洋工程的超低離子傳輸性能的夾層混凝土，其在海洋工程混凝土的結構設計中引入夾層結構設計原理，進行超低離子傳輸性能的夾層混凝土的設計。下面結合實施例及附圖對本發明作進一步說明。如圖1所示，一種超低離子傳輸性能的夾層混凝土，它由上面板l、中間芯2、下面板3構成，其中上面板l和下面板3的厚度均為2.5cm，中間芯2的厚度為45.0cm。所述的上面板1和下面板3均由超低離子滲透性水泥基材料製成。超低離子滲透性水泥基材料主要由預製乾粉料、液體添加劑和水按一定比例混合而成，其所佔重量份數為預製乾粉料1.00份、液體添加劑0.0140.016份、水O.090.ll份。預製乾粉料由P1152.5水泥、平均粒徑在0.100.30ym且比表面積為1800022000m7kg的微矽粉、平均粒徑在1030um且比表面積為350450m7kg的粉煤灰、長度為310mm的聚丙烯纖維、上海滲克防水材料有限公司生產的THINKABLE防水材料(粉劑)、粒徑為120500um且細度模數為L201.60的石英砂按一定比例混磨而成，其所佔重量份數為水泥1.00份、微矽粉0.150.20份、粉煤灰0.500.70份、聚丙烯纖維0.0030.004份、防水材料0.020.03份、石英砂2.002.20份。液體添加劑由江蘇博特新材料有限公司生產的JM-SRA混凝土減縮劑(水劑)和美國格雷斯公司生產的ADVA180高效減水劑(水劑)複合而成，其所佔重量份數為減縮劑1.00份、高效減水劑1.401.80份。所述中間芯2由強度等級》C50的海工高性能混凝土製成。為了說明面板對於夾層混凝土離子傳輸性能的重要影響，實施例設計了兩種不同面板的夾層混凝土(SC—1和SC—2)，其面板分別採用普通砂漿、超低離子滲透性水泥基材料來製備，夾層混凝土的材料和厚度如表1所示。其中普通砂漿由P1152.5水泥、細度模數為2.502.60的中砂、高效減水劑(水劑)和水按一定比例混合而成，其所佔重量份數為水泥l.OO份、中砂1.902.10份、高效減水劑0.0070.009份、水O.340.36份。夾層混凝土測試包括抗滲標號(GBJ82—85);6h導電量(ASTMC1202—97);氯離子擴散係數(NEL法)。從表2夾層混凝土各項測試指標可以看出，採用普通砂漿作面板的夾層混凝土SC—1的抗滲標號僅為S30，而採用超低離子滲透性水泥基材料作面板的夾層混凝土SC—2的抗滲標號〉S45;SC—1的6h導電量為1955庫侖，而SC—2的6h導電量僅為73庫侖，低於80庫侖；SC—1的氯離子擴散係數為12.38X10—13m2/s，而SC—2的氯離子擴散係數僅為0.62X10—13m7s，低於1.0X10—13m7s。由此可見，採用超低離子滲透性水泥基材料作面板的夾層混凝土SC—2的離子傳輸性能遠低於採用普通砂漿作面板的夾層混凝土SC—1的，夾層混凝土SC—2用於海洋工程可有效提高其耐久性。表l夾層混凝土的材料和厚度tableseeoriginaldocumentpage6權利要求1、一種超低離子傳輸性能的夾層混凝土，它由上面板、中間芯和下面板構成，中間芯的上下分別連接上面板和下面板，其特徵是上面板和下面板均由氯離子擴散係數≤0.8×10-13m2/s的超低離子滲透性水泥基材料製成，中間芯由強度等級≥C50的海工高性能混凝土製成。2、根據權利要求1所述的超低離子傳輸性能的夾層混凝土，其特徵在於超低離子滲透性水泥基材料主要由預製乾粉料、液體添加劑和水按一定比例混合而成，其所佔重量份數為預製乾粉料l.00份、液體添加劑0.0140.016份、水0.090.11份。3、根據權利要求2所述的超低離子傳輸性能的夾層混凝土，其特徵在於預製乾粉料由水泥、平均粒徑在0.100.30um且比表面積為1800022000m7kg的矽粉、平均粒徑在1030um且比表面積為350450mVkg的粉煤灰、長度為310mm的聚丙烯纖維、水泥基滲透結晶型防水材料、粒徑為120500um且細度模數為1.201.60的石英砂按一定比例混磨而成，其所佔重量份數為水泥1.00份、矽粉0.150.20份、粉煤灰0.500.70份、聚丙烯纖維0.0030.004份、水泥基滲透結晶型防水材料0.020.03份、石英砂2.002.20份。4、根據權利要求2所述的超低離子傳輸性能的夾層混凝土，其特徵在於液體添加劑由減縮劑和高效減水劑複合而成，其所佔重量份數為減縮劑1.00份、高效減水劑1.401.80份。5、根據權利要求l所述的超低離子傳輸性能的夾層混凝土，其特徵在於上面板和下面板和厚度均為2.0-3.Ocm。全文摘要本發明涉及一種用於海洋工程的超低離子傳輸性能的夾層混凝土。一種超低離子傳輸性能的夾層混凝土，其特徵在於由上面板、中間芯、下面板構成，其中上面板和下面板均由氯離子擴散係數≤0.8×10-13m2/s的水泥基材料製成，厚度均為2.0～3.0cm，中間芯由強度等級≥C50的海工高性能混凝土製成，厚度可根據工程實際來確定。超低離子傳輸性能的夾層混凝土的抗滲標號≥S40，6h導電量≤80庫侖，氯離子擴散係數≤1.0×10-13m2/s。本發明可以有效降低海洋工程混凝土的離子傳輸性能。文檔編號C04B16/00GK101264680SQ20081004690公開日2008年9月17日申請日期2008年2月18日優先權日2008年2月18日發明者宋固全,王信剛,胡明玉申請人:南昌大學