防腐混凝土原材料的选择 考虑混凝土防腐主要是材料的耐久性,因为耐久性对结构的维修和更新费用,有重大经济意义。耐久性被定义为材料在给定的环境条件下的使用年限。一般,密实的或不透水的混凝土具有长期的耐久性,而取决于它的配合比、捣实的程度和养护及正常环境的温度和湿度。
在以往工程中采用抗硫酸盐水泥配制防腐混凝土。但由于抗硫酸盐水泥作为特种水泥,目前国内生产厂家生产规模较小,并受工艺、运距、数量、价格较高等因素影响,制约了防腐混凝土商品化的发展。而我们利用普通硅酸盐水泥和NF-C耐腐蚀防水剂和优质粉煤灰,配制防腐混凝土并应用到永坎铜矿改线工程上,既解决了混凝土的防腐问题,又降低了混凝土成本,取得了较好的经济和社会效益。
2.1水泥
国内外有关资料的分析表明,在水泥的各个主要矿物组成中,C3A的含量大小对水泥的抗硫酸盐侵蚀能力影响最大,其次取决于C3S含量。
水泥中各主要矿物的含量对抗硫酸盐性能的影响。水泥用量增加可提高混凝土密实度,从而可以提高混凝土的抗硫酸盐性能。G.J.Verbeck对加利福尼亚州萨拉曼都硫酸盐土壤(含10%Na2SO4)中的混凝土试件进行长期研究。从图1可见,当水泥用量为225kg/m3和310kg/m3时,硫酸盐溶液对混凝土的破坏程度随着C3A的增加而增大,但当水泥用量达390kg/m3时,硫酸盐溶液对混凝土的破坏随着C3A含量的增加而只有稍微增加。ASTM标准的5种水泥中除早强型水泥外,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ型水泥(水泥中C3A含量分别为10%、4%、8%和3%)混凝土的破坏几乎为零。这说明高水泥用量会显著地增强混凝土的抗渗性,进而提高混凝土的抗侵蚀能力。防腐混凝土使用的水泥除物理性能满足标准要求外,其C3A含量不超过8%,同时为防止碱集料反应,应尽量采用低碱水泥。
2.2粉煤灰
在本项的混凝土施工过程中,掺入一定量的粉煤灰,这样可改善混凝土的抗腐蚀性能,因为首先用火山灰质混合材将降低水泥中的C3A和C3S的含量,相当于在混凝土中所用的胶结材料是低C3A和低C3S的水泥。其次这些火山灰质混合材的水泥水化过程中产生Ca(OH)2,引起化学反应生成C-S-H凝胶,除了消除一部分Ca(OH)2外,还能提高强度。Ca(OH)2的消除将减轻其膨胀危害,强度的提高则能限制其膨胀。C-S-H凝胶的产生使结构致密,降低了SO42-渗透进混凝土的能力。所以我们选用了江西贵溪电厂Ⅱ级粉煤灰。
2.3砂
为降低混凝土中的Cl-含量,我们选用了级配良好、含泥量等符合标准的中砂。
2.4卵石
通常,天然砾石呈圆形,具有光滑的表面结构;破碎的岩石表面具有粗糙结构,粗糙度取决于岩石类型及所选择的破碎设备。破碎的骨料可以含有相当数量的扁平和长条颗粒,这类颗粒对混凝土许多性质起不良影响。呈高度蜂窝状的浮石轻骨料同样呈多角形和粗糙结构,但陶粒或页岩轻骨料通常呈圆形和光滑结构。为提高混凝土密实度,我们选用0.5~4.0cm连续级配卵石配制防腐混凝土。
2.5防腐剂
为了抑制混凝土的侵蚀,并对市场上的调查,我们选定了NF-C耐腐蚀防水剂,此剂具有一定的引气和减水功能,降低了混凝土的用水量,在混凝土中形成大量的密闭、均匀的微气孔,改善了混凝土的孔结构,提高了混凝土的密实度。
