一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂及其制备方法与流程

本申请涉及土木工程材料领域，更具体地说，它涉及一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂及其制备方法。

背景技术：

1、混凝土是土木工程中应用最为广泛的结构材料，近年来，混凝土建筑物的服役寿命越来越受到人们的广泛关注。混凝土的耐久性与其所处的周围环境密切相关，当环境中的硫酸根离子达到一定浓度，混凝土结构又不采取任何保护措施，外界的硫酸根离子便很容易侵入到混凝土内部，发生反应并引起膨胀，最终导致结构的破坏，严重的甚至可能威胁人们的生命和财产安全。因此，关于混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂的研究具有着重要意义。

2、在实际工程中，为了抑制混凝土的硫酸盐侵蚀破坏，人们多采用抗硫酸盐水泥作为胶凝材料进行混凝土的配合比设计，或者在混凝土设计时加入粉煤灰、矿渣和硅灰等矿物掺合料，然而其效果并不十分理想，有时甚至导致混凝土的其他性能的降低，不利于混凝土整体耐久性的提高。近年来，市面上也出现了一些高分子聚合物类的防腐剂，其作用机理主要是改善了混凝土的孔结构，进而减少硫酸盐离子的侵入，短期内降低硫酸盐离子的侵入对于减缓混凝土硫酸盐腐蚀行为具有一定作用，但对于工程结构而言，服役年限是长期的，通过减少硫酸盐离子的侵入来降低混凝土硫酸盐腐蚀行为对于有着长期服役要求的工程结构而言仅是“权宜之计”，并非最佳方案。

3、因此，需要针对硫酸盐侵蚀行为的机理，研究开发即可降低环境中硫酸根离子的侵入，又能将已侵入硫酸根离子固化沉淀为无害物质的新型防腐蚀剂，从内驱外防两个层次保护混凝土不受硫酸盐侵蚀破坏，同时减少对混凝土力学强度的影响。

技术实现思路

1、本申请提供一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂及其制备方法，不仅防止外部环境硫酸根离子侵入，还能降低已侵入硫酸根离子含量，阻止硫酸根离子的进一步扩散，进而达到混凝土抗硫酸盐侵蚀的目的，而且其制备成本低廉，易于推广应用，同时不会对混凝土的力学强度产生过多的影响。

2、第一方面，本申请提供一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，采用如下的技术方案：

3、一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，按照质量百分比包括以下组分：37％～59％的尾矿渣、3％～10％的水玻璃、10％～19％的钡盐、20％～33％的氯丁胶乳、1％～2％的胶乳改性剂；所述尾矿渣包括锂矿、铁矿、铜矿、铬矿、锰矿中至少一种的尾渣，所述尾矿渣的si/ca质量比为4.0～10.0。

4、通过采取上述技术方案，相比于本领域采用常规地补加新的较为复杂防腐组分的手段，本申请从尾矿渣本申请的性质出发，采用具有特定si/ca比化学成分特性的尾矿材料作为抗硫酸盐防腐剂的主要成分，在激发剂的作用下调节混凝土中水泥基材料的水化机制与水化进程，提高水泥基材料水化产物之间的密实性，同时二次水化可改善混凝土中的碱性环境，有助于氯丁乳胶进一步发挥细化孔隙结构的作用。钡盐的加入可将已侵入混凝土的硫酸根离子固化，并进一步阻碍硫酸根离子在混凝土内的传输，降低硫酸根离子的扩散。混凝土抗硫酸盐侵蚀系数可达0.90以上，混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能得到了明显提高，且不会对混凝土的力学强度产生过多的影响。

5、进一步地，所述胶乳改性剂包括二苯基硫脲和己二酸酯的混合物。所述二苯基硫脲在防腐剂中的质量掺量为0.5％～1.0％。所述已二酸酯在防腐剂中的质量掺量为0.5％～1.0％。本申请的二苯基硫脲的加入起到了很好的硫化促进剂的作用，同时，已二酸酯改善氯丁胶乳本身耐低温性能差的问题。

6、进一步地，所述水玻璃为固态水玻璃，其模数范围为2.5～3.0。

7、进一步地，所述钡盐包括硅酸钡、磷酸钡、偏磷酸钡和碳酸钡中的至少一种。

8、第二方面，本申请提供一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂的制备方法，采用如下的技术方案：

9、一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂的制备方法，包括以下步骤：首先将尾矿渣、钡盐两种粉体按比例混合好备用作为a组分，水玻璃单独备用作为b组分，氯丁胶乳跟胶乳改性剂混合好备用作为c组分，a组分、b组分、c组分即组成防腐剂。

10、综上所述，本申请具有以下有益效果：

11、1、与现有技术相比，本发明的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，具有很好的抗硫酸盐侵蚀的效果，使用本发明的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，在较低掺量情况下，混凝土抗硫酸盐侵蚀系数可达0.90以上，混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能得到了明显提高，且混凝土的力学强度等其他性能不下降；

12、2、本发明的制备方法采用尾矿渣材料属于工业废渣，废物利用，成本低廉，具有显著的经济和社会意义；本发明的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂在混凝土中应用，具备很好的实用性。

技术特征：

1.一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：按照质量百分比包括以下组分：37％～59％的尾矿渣、3％～10％的水玻璃、10％～19％的钡盐、20％～33％的氯丁胶乳、1％～2％的胶乳改性剂；所述尾矿渣包括锂矿、铁矿、铜矿、铬矿、锰矿中至少一种的尾渣，所述尾矿渣的si/ca质量比为4.0～10.0。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：所述胶乳改性剂包括二苯基硫脲和己二酸酯的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：所述二苯基硫脲在防腐剂中的质量掺量为0.5％～1.0％。

4.根据权利要求2所述的一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：所述已二酸酯在防腐剂中的质量掺量为0.5％％～1.0％。

5.根据权利要求1所述的一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：所述水玻璃为固态水玻璃，其模数范围为2.5～3.0。

6.根据权利要求1所述的一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，其特征在于：所述钡盐包括硅酸钡、磷酸钡、偏磷酸钡和碳酸钡中的至少一种。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先将尾矿渣、钡盐两种粉体按比例混合好备用作为a组分，水玻璃单独备用作为b组分，氯丁胶乳跟胶乳改性剂混合好备用作为c组分，a组分、b组分、c组分即组成防腐剂。

技术总结本申请涉及土木工程材料技术领域，具体公开了一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂及其制备方法；其中混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，按照质量百分比包括以下组分：37％～59％的尾矿渣、3％～10％的水玻璃、10％～19％的钡盐、20％～33％的氯丁胶乳、1％～2％的胶乳改性剂；所述尾矿渣包括锂矿、铁矿、铜矿、铬矿、锰矿中至少一种的尾渣，所述尾矿渣的Si/Ca质量比为4.0～10.0。该抗硫酸盐侵蚀防腐剂具有很好的抗硫酸盐侵蚀的效果，使用本发明的混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，混凝土抗硫酸盐侵蚀系数可达0.90以上，混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能得到了明显提高，且不会对混凝土的力学强度产生过多的影响。技术研发人员：李柯,戈雪良,张捷,吴朝月,杨虎,程伟科,刘伟宝,禹红娜,陆采荣,孙元陆,王珩,明特,陆冬婷,梅国兴,张政男,刘紫玫,段宇炜,徐海燕,蒋袁圆受保护的技术使用者：中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5