一种用于污水管道的碱激发混凝土

技术领域

本发明涉及一种碱激发材料的制备，具体为一种用于污水管道的碱激发材料制备，属建筑材料领域。

背景技术

城市污水管道是重要的基础设施，对城市生态安全、社会生产发展等都起着至关重要的作用。近年来，随着社会经济的飞速发展和城镇化的不断加快，城市用水量和污水排放量不断增大，污水成分愈加复杂，无疑将加剧管道混凝土的污水腐蚀，且在在城市环境工程建设中，大多采用混凝土作为原材料进行地下排污管道的加工，因处于埋地式的封闭或半封闭形态，且长期受酸碱、大气、冲刷、微生物等多种腐蚀作用，会对混凝土结构造成破坏，进而影响了下水管道的使用寿命。由于污水管道埋藏于地下，其耐久性问题常常被人们忽视，如不加以重视，将会带来巨大的社会经济损失和生态环境污染。

其中，在众多的腐蚀因素中，硫化氢引起的硫酸盐腐蚀是混凝土污水管道腐蚀的主要原因。由于混凝土的主要成分(水泥的水化物)可与硫酸反应，导致混凝土结构的最终破坏。因此，根据硫化氢对混凝土管的腐蚀机理来看，要想提高混凝土管道的抗蚀性和耐久性，可通过改善混凝土本身的结构，提高其对腐蚀介质的抵御能力。改善混凝土本身的结构，提高其抗蚀性和耐久性，常用方法有：选用合适的原材料品种、确定水灰、灰砂等材料的适当配合比、引人新型外加剂、引入抗菌剂和合理施工等。其中原材料品种的确定是至关重要的，应慎重选择原材料。具有优良的抗硫酸盐侵蚀性能的碱激发混凝土材料在凝结硬化后自身结构致密，且在硫酸盐侵蚀环境下，钙矾石和石膏的形成是引起混凝土开裂的主要原因，而碱激发混凝土材料中所形成的水化产物中存在更多类水滑石结构，可消耗部分铝相，且其吸附硫酸根离子的特性阻碍了钙矾石等侵蚀产物的形成，从而获得良好的抗硫酸盐侵蚀能力，其非常适用于城市污水管道的建设和发展。

本发明旨在提供一种适用于污水管道的碱激发混凝土材料。该材料能具备有较好的防腐能力，能够有效延长下水道设施的使用寿命，减少不必要的经济损失。

发明内容

鉴于此，本发明提出一种用于污水管道的碱激发混凝土及其制备方法，解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

(1)按重量份数比由下列组分及含量组成：矿渣45-75份，硅灰10-15份，偏高岭土6-12份，粉煤灰5-10份，水40-50份，碱激发剂35-45份，外加剂0.25-0.5份，纤维0.5-1份，细骨料100-150份，粗骨料75-125份。

(2)按重量份数比由下列组分及含量组成：矿渣60份，硅灰13份，偏高岭土10份，粉煤灰8份，水45份，碱激发剂40份，外加剂0.4份，纤维0.8份，细骨料125份，粗骨料100份。

(3)将细骨料、矿渣、硅灰、偏高岭土、粉煤灰和纤维依次加入到搅拌机中，启动搅拌机慢速干拌50～80s；然后依次加入水、碱激发剂和外加剂，继续搅拌50～80s；之后加入粗骨料，继续搅拌50～80s后振捣15～20秒，得到用于污水管道的碱激发混凝土浆体。

(4)养护方式为湿养护。

作为优选的实施方案，所述的矿渣为产自河南省的S95级矿渣，活性较高，能为材料提供较高的强度。

作为优选的实施方案，所述的硅灰产自云南省，呈白色，平均粒径为0.2μm，比表面积为26m

作为优选的实施方案，所述的偏高岭土为产自内蒙古的高活性偏高岭土，成分以SiO

作为优选的实施方案，所述的粉煤灰为产自重庆电厂的C级高钙粉煤灰，表观密度为2.45g·cm

作为优选的实施方案，所述的水为自来水。

作为优选的实施方案，所述的碱激发剂为钾水玻璃。

作为优选的实施方案，所述的外加剂为抗菌剂烷基氮苯溴化物，其具有有效的杀菌效果，耐酸耐碱，易溶、微毒，能提高拌合物的流动度而不降低其强度。

作为优选的实施方案，所述的纤维采用耐腐蚀性好的束状单丝聚丙烯纤维，直径为0.045，长度为8mm。

作为优选的实施方案，细骨料采用河砂，细度模数为2.8。

作为优选的实施方案，所采用的粗骨料采用破碎的石灰石且级配良好。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

因此，本发明提供的适用于污水管道的碱激发混凝土材料，原材料选择如矿渣粉煤灰等，可显著改善混凝土的抗渗和耐久性，使混凝土自身具备较好对的抗硫酸盐侵蚀能力；配合比设计良好使所制备的混凝土结构致密、抗渗性能好，腐蚀介质向其内部渗透速率愈慢，减缓混凝土的腐蚀；添加外加剂如抗菌剂烷基氮苯溴化物，抑制硫氧化细菌的繁殖，减少硫酸盐对混凝土的腐蚀作用；最后通过合理的搅拌和养护得到适用于污水管道，且各项性能优良的碱激发混凝土材料。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。

本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

一种于污水管道的碱激发混凝土：包括以下重量份原料：矿渣45份，硅灰10份，偏高岭土6份，粉煤灰5份，水40份，碱激发剂35份，外加剂0.25份，纤维0.5份，细骨料100份，粗骨料75份。

实施例2

一种于污水管道的碱激发混凝土：包括以下重量份原料：矿渣75份，硅灰15份，偏高岭土12份，粉煤灰10份，水50份，碱激发剂45份，外加剂0.5份，纤维1份，细骨料150份，粗骨料125份。

实施例3

一种用于污水管道的碱激发混凝土，包括以下重量份原料：矿渣60份，硅灰13份，偏高岭土10份，粉煤灰8份，水45份，碱激发剂40份，外加剂0.4份，纤维0.8份，细骨料125份，粗骨料100份。

上述实施例1～3采用以下制备方法：

将细骨料、矿渣、硅灰、偏高岭土、粉煤灰和纤维依次加入到搅拌机中，启动搅拌机慢速干拌60s；然后依次加入水、碱激发剂和外加剂，继续搅拌60s；之后加入粗骨料，继续搅拌60s后振捣18秒，得到用于污水管道的碱激发混凝土浆体。

实施例4

一种用于污水管道的碱激发混凝土，包括以下重量份原料：矿渣60份，硅灰13份，偏高岭土10份，粉煤灰8份，水45份，碱激发剂40份，外加剂0.4份，纤维0.8份，细骨料125份，粗骨料100份；

将细骨料、矿渣、硅灰、偏高岭土、粉煤灰和纤维依次加入到搅拌机中，启动搅拌机慢速干拌50s；然后依次加入水、碱激发剂和外加剂，继续搅拌50s；之后加入粗骨料，继续搅拌50s后振捣15秒，得到用于污水管道的碱激发混凝土浆体。

实施例5

一种用于污水管道的碱激发混凝土，包括以下重量份原料：矿渣60份，硅灰13份，偏高岭土10份，粉煤灰8份，水45份，碱激发剂40份，外加剂0.4份，纤维0.8份，细骨料125份，粗骨料100份；

将细骨料、矿渣、硅灰、偏高岭土、粉煤灰和纤维依次加入到搅拌机中，启动搅拌机慢速干拌80s；然后依次加入水、碱激发剂和外加剂，继续搅拌50～80s；之后加入粗骨料，继续搅拌80s后振捣20秒，得到用于污水管道的碱激发混凝土浆体。

对比例1

本对比例与实施例3的区别在于，一种用于污水管道的碱激发混凝土，包括以下重量份原料：矿渣35份，硅灰5份，偏高岭土5份，粉煤灰2份，水60份，碱激发剂30份，外加剂0.20份，纤维0.1份，细骨料50份，粗骨料55份。

对比例2

本对比例与实施例3的区别在于，一种用于污水管道的碱激发混凝土，包括以下重量份原料：矿渣60份，硅灰13份，偏高岭土10份，粉煤灰8份，水45份，碱激发剂30份，外加剂0.20份，纤维0.1份，细骨料50份，粗骨料55份。

对比例3

本对比例与实施例3的区别在于，一种用于污水管道的碱激发混凝土，包括以下重量份原料：矿渣35份，硅灰5份，偏高岭土5份，粉煤灰2份，水45份，碱激发剂40份，外加剂0.4份，纤维0.8份，细骨料125份，粗骨料100份

一、验证实验

将实施例1～5和对比例1～3所制得碱激发混凝土测试抗蚀性和抗压强度，测试结果如下：

由上述测试结果可知，本发明的适用于污水管道的碱激发混凝土材料，各原料科学配比，协同发挥作用，实施例1～5坍落度为236～250mm，7d抗压强度为53.0～55.8MPa，28d抗压强度为56.8～60.3MPa，90d抗压强度为73.1～77.9MPa；与对比例1～3比较，说明本发明的碱激发混凝土材料具有优异的工作及强度性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。