耐油混凝土的配制优化与应用.pdf

耐油混凝土的配制优化与应用 P r e p a r a t i o n Op t i mi z a t i o n a n d Ap p l ic a t i o n o f Oi l P r o o f C o n c r e t e 曹霖 吴迎春 汪廷秀 朱敏涛 上海市建筑构件制品有限公司 上海 2 0 0 0 9 0 摘要 ：对不同水胶比、不同密实剂耐油混凝土的耐油性能进行了试验比较 ，并通过添加密实剂的方式提高了混凝土的 耐油性能。结合工程实际，开发了C S K 功能型矿物外加剂，试验确定其最佳掺量为胶凝材料的2 0 左右，其除了有添加 方便、易于计量、满足拌站高效率生产要求等优点，还具有比传统密实剂更好的耐油性能，有很大的推广价值 ，可为 相 关工程作参考 。 关键词：耐油混凝土 吸油率 密实剂 C S K 功能性矿物外加剂 中图分类号：T U 5 2 8 3 2 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 3 ) 0 8 0 7 5 1 0 3 本文主要通过三氯化铁复合密实剂配制的耐油混凝土 与普通抗渗混凝土进行 比较 ，分析 降低水胶 比和添加密实 剂等措施对混凝土耐油性能的影响，并在 分析传统密实剂 使用优缺点后 ，开发出了实用性和耐油性能更强的密实剂 产品 。 1 原材料与试验方法 1 1 原材料 ( a) 水泥 ：选用上海海螺明珠牌R O 4 2 5 普通硅酸盐 水泥。2 8 d 抗折强度为7 8 MP a ，抗压强度为5 0 0 MP a 。 ( b) 粉煤灰 ：选用上海前景工贸有限公司的 l l 级粉煤 灰 ，细度为1 6 6 ，含水量为0 2 。 ( C) 矿粉 ：选用宝 田s 9 5 型高炉粒化矿渣粉。 ( d) 细骨料 ：选用安徽庐江牌， I l 区中砂，细度模数 为2 6 ，含泥量为0 5 ，含水率为5 2 ，泥块含量为0 2 。 ( e)粗骨料 ：选用湖 州金丰石场人工碎 石 ，粒径 为 5 2 5 mm，含泥量 为0 5 ，针片状含量为5 3 ，泥块含量 为0 3 。 ( f ) 密实剂 ：研究过程中选用了2种密实剂。一种是 三氯化铁复合密实剂 ，另一种是我们 自行开发的C S K 功能 型矿物外加剂。 1 2 试验方法 由于耐油混凝土还没有国家标准和行业标准 ，所以参 考 混凝土防水剂 中抗渗试验方法进行混凝土抗渗等级 的判定 ：参照树脂型混凝土耐酸试验 的标准进行混凝土强 ： = 作 者 简 介： 曹 霖( i 9 6 7) 男 本 科 工 程 师 。 j = 通 橱 t 蚍： 上 海 市 军 工 路 2 8 0 o 号 ( 2 o o 4 3 8 ) 。 j l l 收稿日 期 2 0 l 3 o 5 瑚 i i 度增长率和机油渗透率、渗透深度等试验。 渗透深度 的试验 ：将标养2 8 d 的试件浸入机油中浸泡 3 0 d 后取 出，在压力试验机下 ( 或用人工将其劈开 ) 测量 试件 中机油 的渗透深度。深度的测试 方法和数据处理参照 混凝土碳化深度的测试方法。 混凝土渗透等级的试验 ：将标养2 8 d 的试件提前一天 取出 ，用石蜡进行密封后装入混凝土抗渗仪中，按防水剂 抗渗试验进行。 2 耐油混凝土的耐油性能研究 为了研 究提高混凝土水胶 比、添加 密实剂 等因素对 耐油混凝土耐油性能的影响 ，我们选择 了C 3 0( 水胶 比为 O 5 3) 和C 4 0( 水胶 比为0 4 2) 配制 了普通抗渗混凝土 ， 并用三氯化铁复合密实剂配制了同水胶比的两种耐油混凝 土。从混凝土强度增长率、机油渗透率、渗透深度等耐油 性能指标研究混凝土的耐油性能 。 试验配合比如表1 所示。 表1 混凝土配合比设计 混凝土 水 水 矿 粉 外加剂 三氯化铁复合密实剂 编号 胶 泥 粉 煤 水 砂 石 s O - S P 8 F e C L 3 6 H 2 O 明矾 比 灰 II C 7 0 1 C 3 O - P - P 8 O 5 3 2 1 0 7 0 6 0 1 8 0 7 9 2 1 0 2 3 4 O 8 | | C3 0 N- Fe CI O 5 3 2 l 0 7 0 6 0 1 8 O 7 9 2 1 0 2 3 6 1 2 | 8 5 0 0 3 4 C 4 0 一 P - P 8 0 4 2 2 2 5 7 5 9 0 1 6 5 7 4 5 l 0 4 0 3 9 0 C4 0 一 N F e Cl O 4 2 2 2 5 7 5 9 0 1 6 5 7 4 5 l 0 4 0 6 6 3 9 7 5 O 3 9 以下为表1 中的注意事项 ： ( a)混凝土编号为，第一项表示混凝土的强度等级 ， 第二项表示混凝土的种类 ，P 表示普通混凝土 ，N 表示耐油 2 0 1 3 8 B u i l d i n g C 。 n 8 t r u c t i 。 n I 7 5 1 蕾曩 霖 混凝土 ；第三项对普通混凝土而言 ，表示混凝土的抗渗等 级信息 ，对耐油混凝土而言表示密实剂种类 ，其中 ，F e C I 指密实剂为三氯化铁复合密实剂； (b)耐油 混 凝 土 由于掺 加 了F e CI 6H， 0和 明矾 K A L ( S O ) 2 1 2 H O，混凝 土变得非常黏稠 ，流动性差 ， 因此将 外加剂 的掺 量在普 通 混凝土 掺量 的基础 上提 高 0 - 5 0-7 。 ( C)密实剂 F e C1 3 6 H 0的掺量 为胶凝 材料 总量的 1 5 ，明矾K AL ( S O )2 1 2 H O的掺量 为胶凝材料总量的 0 1 。 4种混凝土强度增长率、吸油率、机油渗透深度试验 结 果如表2 所示 。 表2 混凝土强度增长率试验结果 强度增长 吸油率代表 混凝土机油渗透 渗透高度 mm 编号 率 值， 深度， m m ( 5 d 后 ) C3 O - P P 8 9 6 5 1 3 1 5 0 C3 0 一 N- F e CI ， 1 7 2 2 9 1 9 4 0 C4 0 一 P P 8 9 5 4 O 2 9 4 5 C4 0 - N- F e Cl l 5 5 2 3 l 5 3 6 从表2中可 以看出 ，对于水胶 比相同的c 3 O 混凝土 ， 采用三氯化铁复合密实剂的耐油混凝土相比普通抗渗混凝 土 ，浸油3 0 d 强度增长率由9 6 提高到1 7 2 ，吸油率 由 5 1 降低到2 9 ，机油渗透深度由3 1 mm降到1 9 mm，渗 透深度 由5 0 mm降低到4 O mm，这些都一致地说明采用三 氯化铁复合密实剂配制的耐油混凝土比抗渗混凝土具有更 优的耐油性能，c 4 0 混凝土也反映了同样的规律。 s 誉7 蟊 6 善s 4 蓬 2 图1 降低水胶比和添加密实剂对 混凝土吸油率的影响 图2 降低水胶 比和添加密实剂对 机油渗透深度的影 响 混凝土遭受油质侵蚀的原因主要是混凝土 自身的多孔 结构造成油质渗透。因此，配制耐油混凝土的机理 主要是 通过一定的途径和措施增加混凝土的密实度 ，阻碍油质的 渗透 ，从而使混凝土达到耐油效果 ，通常的技术措施是通 过降低水胶比和添加化学类密实剂。图1 和图2 分别为降低 水胶 t L $ o 添加密实剂两种措施对混凝土吸油率和机油渗透 深度 的影响。由图1 和图2 可知 ，对于水胶 比为o 5 3 的混凝 土 ，添加密实剂比降低水胶 比能更好地降低混凝土的吸油 率和渗透深度指标 ，从而提高混凝土耐油性能。 7 5 9 l 建 筑 施 工第 3 5 卷第 8 期 F e C I 复合密实剂能明显提高混凝土的耐油性能的原因 是由于F e C I 的加入与混凝土中的拌合物中水化产物C a ( O H ) 发生化学作用，生成F e ( OH ) 胶体 ，不仅能提高混凝土的抗 渗能力 ，而且在长期受油的浸渍下 ，其强度仍能增长 ，起 至 I 了很好的耐油作用 。 由于其很好 的耐油性能 ，F e C I 复合密实剂是配制耐 油混凝土的 良好选择 ，但由于其对配制用原料 ( F e C I 和明 矾 )的品质和组 分要求严格 ，且 F e CI 和 明矾都是晶体 固 体 ，故使用时需要人工不停地搅拌 ，不适宜现代拌站的规 模化高效率生产要求，同时其由于其含有氯离子 ，如果掺 量过大 ，易造成钢筋锈蚀 ，对混凝土的干缩不利 ，所 以我 们必须研制新的外加剂。 3 功能型耐油矿物外加剂的开发 密实剂是耐油混凝土的关键。我们基于拌站高效生产 的要求 ，开发配制了一种新型的功能型耐油矿物外加剂 ， 取名为C S K 功能型耐油矿物外加剂 ，旨在改善混凝 土的耐 油性能。C S K 以超细矿物外加剂为主要原料 ，再以一定比 例的其它粉状密实组分配制而成 。 3 1 C S K 功能型耐油矿物外加剂最优掺量的确定 为了确定该外加剂的最优掺量 ，我们选择C 3 0 耐油混 凝土进行试验，试验设置C S K 功能型矿物外加剂的掺量为 1 O 、1 5 、2 0 、2 5 进行试验，混凝土配合 比如表3 所 示。试验指标选择吸油率指标。 表3混凝土配合比 单位k g ， m 混凝土 水泥 粉煤灰 水 砂 石 C S K 功能型 外加帮 编号 矿物外加剂 S Q 一 1 C 7 0 t S P 8 C3 O - N- C S K l O 2 4 6 6 0 1 8 O 7 9 2 1 0 2 3 3 4 4 0 8 C3 O N CS K- 1 5 2 2 9 6 0 1 8 O 7 9 2 1 0 2 3 5 l 4 O 8 | C3 O N- CS K- 2 O 2 1 2 6 0 1 8 O 7 9 2 1 0 2 3 6 8 4 O 8 | C3 O - N- CS K一 2 5 1 9 5 6 0 1 8 O 7 9 2 1 0 2 3 8 5 4 0 8 表3 中，混凝土编号前3项 内容含义与表1 一致，第4 项表示所用密实剂的掺量，以密实剂的用量与胶凝材料的 用量之比表示，C 3 0 N C S K 一 1 O 中的1 0 表示密实剂的掺量为 1 O ，以此类推。试验结果如表4 所示。 表4 C S K 功能型矿物外加剂掺量试验结果 序号 混凝土编号 平均吸油率 1 C 3 0 - N CS K一 1 0 3 -3 2 C 3 O - N CS K- 1 5 2 I8 3 C 3 O - N CS K- 2 0 2 4 4 C3 0 N CS K- 2 5 2 5 从图3 中可 以得 出，C S K 一 耐油混凝土的平均吸油率随 着C S K 功能型矿物外加剂掺量的增加而减小 ，在2 0 掺量左