專利名稱:一種硅酸根電遷移法制備密實混凝土的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于混凝土生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及高致密化和耐久性的混凝土的生產(chǎn)技術(shù)。
背景技術(shù):
水泥混凝土因有原材料豐富、易澆筑成型、價格低廉與力學(xué)性能優(yōu)越等優(yōu)點,成為當今世界上應(yīng)用最為廣泛的建筑材料。但是,在工作環(huán)境和材料內(nèi)部因素作用下,水泥混凝土常會遭受耐久性能的劣化。世界各國每年由于混凝土耐久性不足而用于工程的維修加固與重建造成的經(jīng)濟損失是十分驚人的,因此,混凝土耐久性問題是迫切需要解決的一個重要課題。混凝土是一個典型的多孔介質(zhì)材料??紫恫粌H是混凝土內(nèi)部缺陷,也是混凝土微結(jié)構(gòu)的重要組成部分?;炷聊途眯粤踊闹饕词强紫叮捉Y(jié)構(gòu)(孔隙率、孔徑大小及 其分布)則是影響并最終決定混凝土耐久性的關(guān)鍵因素。鑒于孔結(jié)構(gòu)對于混凝土耐久性的決定作用,制備密實的混凝土則成為混凝土耐久性提升的一個重要途徑。為此,現(xiàn)今一般采用降低水灰比,摻入足夠多的活性摻合料(如硅粉和礦渣微粉等)與高效減水劑的方法配置高性能混凝土。與普通混凝土相比,高性能混凝土孔隙率低,有害孔數(shù)目大幅減少,耐久性也有較大提升。但是,與此同時,也使混凝土的自收縮增大,早期以開裂,從而使得高性能混凝土工程并不如預(yù)期的那么耐久?;炷恋淖允湛s主要發(fā)生在早齡期,因此,如果避免使用降低水膠比、摻入過多活性摻合料與高效減水劑引起的早期收縮增大,而待膠凝材料充分水化后,在通過有效手段填充混凝土中孔隙(或早期產(chǎn)生的微裂紋),使混凝土密實,將可擺脫自收縮的束縛,有望在混凝土耐久性的提升上獲得新的突破。本發(fā)明提供了一種以硅酸根電遷移反應(yīng)致密化混凝土,由此提升混凝土耐久性的方法。該方法是以SiO廣為原材料,通過施加外加電場,電遷移驅(qū)動進入混凝土,利用SiO32-與孔溶液中Ca(OH)2反應(yīng)生成C-S-H凝膠,由此致密化混凝土,并提升混凝土的耐久性。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足,本發(fā)明的目的是提供一種硅酸根電遷移法制備密實混凝土的方法,該法顯著提升了混凝土的耐久性,且克服了混凝土在早齡期由于自收縮增大造成開裂問題。技術(shù)方案為實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種硅酸根電遷移法制備密實混凝土的方法,包括以下步驟a、將混凝土試件置于電解槽中,并將電解槽分割成陽極池和陰極池,同時在陽極池和陰極池中分別設(shè)置陽極和陰極;b、在所述陽極池中注入O. 05mol/L O. 5mol/L的娃酸鹽溶液,在所述陰極池中注入大于或等于O. 01mol/L的隹丐鹽溶液;c、在O 40°C溫度下,在陽極和陰極之間施加36V/cm 72V/cm的外加電壓進行電遷移反應(yīng)。作為優(yōu)選,所述硅酸鹽溶液為硅酸鈉或硅酸鉀中的一種或兩種的混合溶液。作為優(yōu)選,所述鈣鹽溶液為氫氧化鈣或硝酸鈣中的一種或兩種的混合溶液。作為優(yōu)選,所述陽極和陰極的材料為石墨、鉬、金或鈦金屬。作為優(yōu)選,步驟c中進行電遷移反應(yīng)的時間為2 12h。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明是以SiO廣為原材料,充分考慮混凝土自身的特性(水泥水化后富含Ca(OH)2),電遷移驅(qū)動SiO廣與孔溶液中Ca (OH) 2反應(yīng)生成C-S-H凝膠,確保了混凝土材料在處理前后組成與性質(zhì)的一致性。與現(xiàn)今一般采用降低水灰比,摻入足夠多的活性摻合料(如硅粉和礦渣微粉等)與高效減水劑的方法制備密實混凝土的方法相較,本發(fā)明以硬化的混凝土為致密化處理對象,克服了上述方法在早齡期由于自收縮增大,混凝土易開裂的缺陷,顯著地提升了混凝土耐久性。既可用于新拌混凝土,也可用于在役混凝土的耐久性提升,應(yīng)用前景十分廣闊。此外,本發(fā)明提供的致密化混凝土的硅酸根電遷移反應(yīng)方法簡單、操作方便、成本低、效果好。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例,進一步闡明本發(fā)明,應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍,在閱讀了本發(fā)明之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。米用尺寸為20mmX40mmX 160mm的細集料混凝土試件,水泥為42. 5級普通娃酸鹽水泥,水灰比O. 5,灰砂比1:2. 5。將混凝土試件標準養(yǎng)護28d,然后在飽和Ca(OH)2溶液中浸泡一天后,取出,置入電解槽中部,并將電解槽分割成陽極池與陰極池二個部分。用硅膠將混凝土試件與電解槽結(jié)合處進行完全密封。在陽極池中放入一定濃度的Na2SiO3溶液,在陰極池中放入飽和Ca (OH) 2溶液。此外,在陽極池、陰極池中同時放入純度為98 %鈦網(wǎng)板作 為導(dǎo)電電極,并分別用導(dǎo)線外接直流電源的正極和負極。實施例I :所用的Na2SiO3溶液濃度為O. lmol/L,Ca (OH) 2溶液為飽和溶液,外加電壓為96V,溶液溫度固定在20°C,通電8個小時后,測量混凝土試件的飽和面干吸水率和電阻率,其值分別為7. 4%和131. 5 Ω ·ι ,相對于未處理前,飽和面干吸水率減小了 2. 2%,而電阻率則提高了 58%。實施例2 :所用的Na2SiO3溶液濃度為O. 2mol/L,Ca (OH) 2溶液為飽和溶液,外加電壓為96V,溶液溫度固定在20°C,通電6個小時后,測量混凝土試件的飽和面干吸水率和電阻率,其值分別為7. 6%和185. 6 Ω .m,相對于未處理前,飽和面干吸水率減小了 I. 9%,而電阻率則提高了 48%。實施例3 :所用的Na2SiO3溶液濃度為O. 05mol/L, Ca (OH) 2溶液為飽和溶液,外加電壓為144V,溶液溫度固定在40°C。通電6個小時后,測量混凝土試件的飽和面干吸水率和電阻率,其值分別為6. 4%和25. 6 Ω · m,相對于未處理前,飽和面干吸水率減小了 I. 1%,而電阻率則提聞了 20%。
權(quán)利要求
1.一種硅酸根電遷移法制備密實混凝土的方法,其特征在于包括以下步驟 a、將混凝土試件置于電解槽中,并將電解槽分割成陽極池和陰極池,同時在陽極池和陰極池中分別設(shè)置陽極和陰極; b、在所述陽極池中注入O.05mol/L O. 5mol/L的娃酸鹽溶液,在所述陰極池中注入大于或等于O. Olmol/L的鈣鹽溶液; C、在O 40°C溫度下,在陽極和陰極之間施加36V/cm 72V/cm的外加電壓進行電遷移反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述硅酸根電遷移法制備密實混凝土的方法,其特征在于所述硅酸鹽溶液為硅酸鈉或硅酸鉀中的一種或兩種的混合溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述硅酸根電遷移法制備密實混凝土的方法,其特征在于所述鈣鹽溶液為氫氧化鈣或硝酸鈣中的一種或兩種的混合溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述硅酸根電遷移法制備密實混凝土的方法,其特征在于所述陽極和陰極的材料為石墨、鉬、金或鈦金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述硅酸根電遷移法制備密實混凝土的方法,其特征在于步驟c中進行電遷移反應(yīng)的時間為2 12h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅酸根電遷移法制備密實混凝土的方法,它是以SiO32-為原材料,充分考慮混凝土水化后富含Ca(OH)2的特性,電遷移驅(qū)動SiO32-與孔溶液中Ca(OH)2反應(yīng)生成C-S-H凝膠,確保了混凝土材料在處理前后組成與性質(zhì)的一致性。相對現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明以硬化的混凝土為致密化處理對象,克服了上述方法在早齡期由于自收縮增大,混凝土易開裂的缺陷,顯著地提升了混凝土耐久性。既可用于新拌混凝土,也可用于在役混凝土的耐久性提升,應(yīng)用前景十分廣闊。此外,本發(fā)明提供的致密化混凝土的硅酸根電遷移反應(yīng)方法簡單、操作方便、成本低、效果好。
文檔編號C04B41/65GK102910938SQ20121039038
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者徐金霞, 唐力, 張長寬, 蔣林華, 高國福, 徐云浦 申請人:河海大學(xué)