本發(fā)明涉及海洋工程領(lǐng)域，具體涉及一種海工混凝土專用的復合外加劑。
背景技術(shù)：
21世紀是海洋的世紀，原子能和海洋技術(shù)、宇航科技一起被稱為當代世界三大尖端科技革命的重要內(nèi)容。我國海域遼闊，海岸線長達18000多千米，跨越了幾乎所有的氣候帶區(qū)。隨著海洋開發(fā)、沿海核電、軍民港口建設(shè)、沿海風力發(fā)電站、石油鉆井和化工、跨海大橋、海底隧道等大型工程的建設(shè)，人們對海工混凝土的耐久性變得特別關(guān)切。但是，由于沒有使用海洋工程專用的混凝土，使每個工程在施工前都必須進行大量的試驗研究，才能確定工程所需的混凝土配合比及外加劑體系，而且還無法確保該混凝土結(jié)構(gòu)的安全、耐久、長效。海水中的氯離子、鎂離子和硫酸根離子參與水化反應，與水泥水化產(chǎn)物ch、c-s-h凝膠反應生成新的難溶鹽類，改變混凝土內(nèi)部應力情況，加之其他可溶性鹽類在海水反復沖刷作用下溶出，這不僅給海工混凝土的生產(chǎn)和施工帶來不利影響，更給將來混凝土工程的使用和維護增加困難。因此，對海洋環(huán)境下混凝土微觀結(jié)構(gòu)的研究具有重要的工程意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為彌補現(xiàn)有海洋技術(shù)的不足，使海工混凝土構(gòu)筑物滿足設(shè)計使用壽命，發(fā)明了一種可以提高水泥混凝土抗?jié)B性、抗硫酸鹽侵蝕和氯離子侵蝕性能的海工混凝土專用復合外加劑。
本發(fā)明的另一目的是充分利用現(xiàn)有工業(yè)副產(chǎn)物，具有一定的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。
具體技術(shù)方案如下：
一種海工混凝土專用復合外加劑，是由以下重量百分比的原料組成的：偏高嶺土11%-28%，磨細石英砂16%-32%，廢硅粉12%-31%，氯離子吸附劑8%-22%，亞硝酸鈉4%-6%，硫酸鈉3%-6%，硫鋁酸鈣5%-9%，聚羧酸減水劑2%-4%。
所述的偏高嶺土為高嶺土在600℃-900℃下高溫煅燒得到，粉磨至細度為1250目-4000目，平均粒徑為3.5μm–12μm,比表面積為450m2/kg-950m2/kg。
所述的石英砂細度為1250目-3500目，平均粒徑為4μm–12μm,比表面積為440m2/kg-750m2/kg，sio2含量大于90%。
所述的廢硅粉為生產(chǎn)多晶硅片的工業(yè)副產(chǎn)物，細度為6000目-30000目，平均粒徑為0.5μm-2.5μm,比表面積為1000m2/kg-2900m2/kg，sio2含量＞95%。
所述的氯離子吸附劑由硅基介孔分子篩、漂珠和納米二氧化硅按照重量比硅基介孔分子篩：漂珠：納米二氧化硅=25-35:30-50:15-30的比例均勻混合得到。
本發(fā)明中偏高嶺土是具有火山灰活性的人工火山灰質(zhì)材料，可與水泥熟料水化產(chǎn)物ch發(fā)生反應生成膠凝物質(zhì)，也可與氯離子通過形成化學鍵生成friedel鹽，對氯離子起到固化作用；磨細石英砂活性低，顆粒較小，可填充于其它材料的間隙，使其緊密堆積，提高膠凝材料密實性，減少海水中氯離子等破壞性物質(zhì)的滲透；廢硅灰為高活性超細粉，粒徑比水泥低一個數(shù)量級，可以充分填充由水泥顆粒形成的孔隙，提高水泥石的致密度，此外，還可以與熟料水化產(chǎn)物ch發(fā)生二次水化生成低鈣的c-s-h凝膠，提高致密度，增加強度；氯離子吸附劑以其大的表面能對氯離子具有很強的吸附能力，同時參與水化反應生成膠凝物質(zhì)，使水泥石致密度進一步提高，堵塞毛細管通道，減少有害離子的滲透，在運輸途徑上阻礙氯離子等有害離子進入水泥混凝土內(nèi)部；亞硝酸鈉中的亞硝酸根離子可以與亞鐵離子相互作用生成具有保護作用的鈍化膜，抑制鋼筋銹蝕，此外，亞硝酸鈉與硫酸鈉在石膏存在的條件下，具有早強作用，可以有效提高水泥混凝土的早期強度；硫鋁酸鈣可與水泥水化產(chǎn)物ch反應生成鈣礬石，固相體積增大，使水泥更加致密。聚羧酸減水劑可以通過調(diào)整用水量減少水泥混凝土內(nèi)部孔隙率，起到增強、提高致密度的作用。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的各種原料均為常用且易于得到的組分，各組分充分發(fā)揮其特性，產(chǎn)生疊加效應，在不同階段改善水泥混凝土的性能。通過形成良好的顆粒級配，提高水泥石的致密度，從而提高了抵抗氯離子、硫酸根離子等有害離子進入水泥石內(nèi)部的能力。通過參與水化反應生成膠凝物質(zhì)，填充原先由水占據(jù)的空間，進一步提高水泥混凝土的致密度。以其較大的表面能對有害離子進行物理吸附，通過與氯離子形成化學鍵，生成friedel鹽，減少游離氯離子的含量，從而減少對海工混凝土構(gòu)筑物的破壞，使海工水泥混凝土具有較高的早期、后期強度和優(yōu)良的耐久性能。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例子具體說明本發(fā)明。
實施例1
一種海工混凝土專用復合外加劑，是由以下重量百分比的原料組成的：偏高領(lǐng)土11%，磨細石英砂32%，廢硅粉12%，氯離子吸附劑22%，亞硝酸鈉6%，硫酸鈉4%，硫鋁酸鈣9%，聚羧酸減水劑4%。
所述的偏高嶺土為高嶺土在600℃-900℃下高溫煅燒得到，粉磨至細度為1250目，平均粒徑12μm，比表面積為450m2/kg。
所述的石英砂細度為1250目，平均粒徑為12μm，比表面積為440m2/kg，sio2含量大于90%。
所述的廢硅粉為生產(chǎn)多晶硅片的工業(yè)副產(chǎn)物，細度為6000目，平均粒徑為2.5μm，比表面積為1000m2/kg，sio2含量＞95%。
所述的氯離子吸附劑由硅基介孔分子篩、漂珠和納米二氧化硅按照重量比硅基介孔分子篩：漂珠：納米二氧化硅=30:45:25的比例均勻混合得到。
實施例2
一種海工混凝土專用復合外加劑，是由以下重量百分比的原料組成的：偏高領(lǐng)土15%，磨細石英砂26%，廢硅粉20%，氯離子吸附劑18%，亞硝酸鈉5%，硫酸鈉5%，硫鋁酸鈣7%，聚羧酸減水劑4%。
所述的偏高嶺土為高嶺土在600℃-900℃下高溫煅燒得到，粉磨至細度為2000目，平均粒徑為7.5μm，比表面積為600m2/kg。
所述的磨細石英砂細度為2000目，平均粒徑為7.5μm，比表面積為510m2/kg，sio2含量大于90%。
所述的廢硅粉為生產(chǎn)多晶硅片的工業(yè)副產(chǎn)物，細度為10000目，平均粒徑為1.5μm，比表面積為1800m2/kg，sio2含量＞95%。
所述的氯離子吸附劑由硅基介孔分子篩、漂珠和納米二氧化硅按照重量比硅基介孔分子篩：漂珠：納米二氧化硅=35:50:15的比例均勻混合得到。
其余同實施例1。
實施例3
一種海工混凝土專用復合外加劑，是由以下重量百分比的原料組成的：偏高領(lǐng)土20%，磨細石英砂21%，廢硅粉26%，氯離子吸附劑15%，亞硝酸鈉5%，硫酸鈉4%，硫鋁酸鈣6%，聚羧酸減水劑3%。
所述的偏高嶺土為高嶺土在600℃-900℃下高溫煅燒得到，粉磨至細度為3000目，平均粒徑為5μm，比表面積為750m2/kg。
所述的磨細石英砂細度為3000目，平均粒徑為5μm，比表面積為628m2/kg，sio2含量大于90%。
所述的廢硅粉為生產(chǎn)多晶硅片的工業(yè)副產(chǎn)物，細度為20000目，平均粒徑為0.75μm，比表面積為2300m2/kg，sio2含量＞95%。
所述的氯離子吸附劑由硅基介孔分子篩、漂珠和納米二氧化硅按照重量比硅基介孔分子篩：漂珠：納米二氧化硅=30:40:30的比例均勻混合得到。
其余同實施例1。
實施例4
一種海工混凝土專用復合外加劑，是由以下重量百分比的原料組成的：偏高領(lǐng)土28%，磨細石英砂16%，廢硅粉31%，氯離子吸附劑8%，亞硝酸鈉4%，硫酸鈉5%，硫鋁酸鈣5%，聚羧酸減水劑3%。
所述的偏高嶺土為高嶺土在600℃-900℃下高溫煅燒得到，粉磨至細度為4000目，平均粒徑為3.5μm，比表面積為950m2/kg。
所述的磨細石英砂細度為3500目，平均粒徑為4μm，比表面積為754m2/kg，sio2含量大于90%。
所述的廢硅粉為生產(chǎn)多晶硅片的工業(yè)副產(chǎn)物，細度為30000目，平均粒徑為0.5μm，比表面積為2900m2/kg，sio2含量＞95%。
所述的氯離子吸附劑由硅基介孔分子篩、漂珠和納米二氧化硅按照重量比硅基介孔分子篩：漂珠：納米二氧化硅=25:50:25的比例均勻混合得到。
其余同實施例1。
比較例1
一種摻加專用復合外加劑的海工膠凝材料，是由以下重量百分比的原料組成的：海工硅酸鹽水泥85%，本發(fā)明實施例1復合外加劑15%。
所述的復合外加劑是由以下重量百分比的原料組成的：偏高領(lǐng)土11%，磨細石英砂32%，廢硅粉12%，氯離子吸附劑22%，亞硝酸鈉6%，硫酸鈉4%，硫鋁酸鈣9%，聚羧酸減水劑4%。
所述的海工硅酸鹽水泥是由以下重量百分比的原料組成的：硅酸鹽水泥熟料35%，粉煤灰13%，礦粉45%，石膏7%，硅灰2%，其性能指標滿足gb/t31289-2014《海工硅酸鹽水泥》國家標準的要求。
所述的偏高嶺土為高嶺土在600℃-900℃下高溫煅燒得到，粉磨至細度為1250目，平均粒徑12μm，比表面積為450m2/kg。
所述的石英砂細度為1250目，平均粒徑為12μm，比表面積為440m2/kg，sio2含量大于90%。
所述的廢硅粉為生產(chǎn)多晶硅片的工業(yè)副產(chǎn)物，細度為6000目，平均粒徑為2.5μm，比表面積為1000m2/kg，sio2含量＞95%。
所述的氯離子吸附劑由硅基介孔分子篩、漂珠和納米二氧化硅按照重量比硅基介孔分子篩：漂珠：納米二氧化硅=30:45:25的比例均勻混合得到。
比較例2
一種摻加專用復合外加劑的海工膠凝材料，是由以下重量百分比的原料組成的：海工硅酸鹽水泥（組成見比較例1）85%，本發(fā)明實施例2復合外加劑15%。
所述的復合外加劑是由以下重量百分比的原料組成的：偏高領(lǐng)土15%，磨細石英砂26%，廢硅粉20%，氯離子吸附劑18%，亞硝酸鈉5%，硫酸鈉5%，硫鋁酸鈣7%，聚羧酸減水劑4%。
所述的偏高嶺土為高嶺土在600℃-900℃下高溫煅燒得到，粉磨至細度為2000目，平均粒徑為7.5μm，比表面積為600m2/kg。
所述的磨細石英砂細度為2000目，平均粒徑為7.5μm，比表面積為510m2/kg，sio2含量大于90%。
所述的廢硅粉為生產(chǎn)多晶硅片的工業(yè)副產(chǎn)物，細度為10000目，平均粒徑為1.5μm，比表面積為1800m2/kg，sio2含量＞95%，。
所述的氯離子吸附劑由硅基介孔分子篩、漂珠和納米二氧化硅按照重量比硅基介孔分子篩：漂珠：納米二氧化硅=35:50:15的比例均勻混合得到。
其余同比較例1。
比較例3
一種摻加專用復合外加劑的海工膠凝材料，是由以下重量百分比的原料組成的：海工硅酸鹽水泥（組成見比較例1）90%，本發(fā)明實施例3復合外加劑10%。
所述的復合外加劑是由以下重量百分比的原料組成的：偏高領(lǐng)土20%，磨細石英砂21%，廢硅粉26%，氯離子吸附劑15%，亞硝酸鈉5%，硫酸鈉4%，硫鋁酸鈣6%，聚羧酸減水劑3%。
所述的偏高嶺土為高嶺土在600℃-900℃下高溫煅燒得到，粉磨至細度為3000目，平均粒徑為5μm，比表面積為750m2/kg。
所述的磨細石英砂細度為3000目，平均粒徑為5μm，比表面積為628m2/kg，sio2含量大于90%。
所述的廢硅粉為生產(chǎn)多晶硅片的工業(yè)副產(chǎn)物，細度為20000目，平均粒徑為0.75μm，比表面積為2300m2/kg，sio2含量＞95%。
所述的氯離子吸附劑由硅基介孔分子篩、漂珠和納米二氧化硅按照重量比硅基介孔分子篩：漂珠：納米二氧化硅=30:40:30的比例均勻混合得到。
其余同比較例1。
比較例4
一種摻加專用復合外加劑的海工膠凝材料，是由以下重量百分比的原料組成的：海工硅酸鹽水泥（組成見比較例1）90%，本發(fā)明實施例4復合外加劑10%。
所述的復合外加劑是由以下重量百分比的原料組成的：偏高領(lǐng)土28%，磨細石英砂16%，廢硅粉31%，氯離子吸附劑8%，亞硝酸鈉4%，硫酸鈉5%，硫鋁酸鈣5%，聚羧酸減水劑3%。
所述的偏高嶺土為高嶺土在600℃-900℃下高溫煅燒得到，粉磨至細度為4000目，平均粒徑為3.5μm，比表面積為950m2/kg。
所述的磨細石英砂細度為3500目，平均粒徑為4μm，比表面積為754m2/kg，sio2含量大于90%。
所述的廢硅粉為生產(chǎn)多晶硅片的工業(yè)副產(chǎn)物，細度為30000目，平均粒徑為0.5μm，比表面積為2900m2/kg，sio2含量＞95%。
所述的氯離子吸附劑由硅基介孔分子篩、漂珠和納米二氧化硅按照重量比硅基介孔分子篩：漂珠：納米二氧化硅=25:50:25的比例均勻混合得到。
其余同比較例1。
性能測試結(jié)果
對以上比較例1-4制得的海工膠凝材料，按照gb/t31289-2014《海工硅酸鹽水泥》規(guī)定的測試方法進行測試，性能測試結(jié)果見下表1。
表1性能測試結(jié)果