本發(fā)明屬于建筑材料，具體來講，涉及一種噴射混凝土用抗溶蝕外加劑及其制備方法、以及其在噴射混凝土中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、噴射混凝土常用于灌筑隧道內(nèi)襯、墻壁、天棚等薄壁結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)的襯里以及鋼結(jié)構(gòu)的保護(hù)層，由此，混凝土結(jié)構(gòu)長期暴露在環(huán)境水中，混凝土孔溶液和環(huán)境水之間存在離子濃度差，導(dǎo)致鈣離子等持續(xù)擴(kuò)散流失到環(huán)境水中，并引起c-s-h凝膠溶解，混凝土堿度降低，材料性能下降，造成溶蝕?？梢哉f，溶蝕是噴射混凝土的主要病害之一。

2、現(xiàn)有關(guān)于噴射混凝土抗溶蝕性能提升的研究報(bào)道中，主要是通過提高混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性與疏水性，來降低混凝土內(nèi)部水分傳輸速率來改善的；也就是說，通過限制環(huán)境水在混凝土內(nèi)部的傳輸來提升噴射混凝土的抗溶蝕性能。增強(qiáng)密實(shí)性，主要是通過向噴射混凝土中摻入外加劑或活性填充材料來降低孔隙率，但作用效果有限。而混凝土疏水改性主要分為表面疏水與整體疏水；混凝土表面疏水會(huì)受到開裂、剝落等因素的影響，而整體疏水所需的疏水劑用量較大，成本較高，還往往會(huì)造成混凝土強(qiáng)度大幅下降。

3、目前有關(guān)于混凝土抗溶蝕技術(shù)的諸多研究，但均存在一定問題。如一種隧道襯砌混凝土抗溶蝕外加劑，其由防水組分、防水助劑、固鈣組分、固鈣助劑及水組成，但該技術(shù)固化鈣離子的方式主要為化學(xué)結(jié)合，作用機(jī)制單一，時(shí)效短，且成本較高。又如一種防水材料、水泥及混凝土，其涉及的防水材料需引入成本較高的納米二氧化硅，且主要作用機(jī)制為增加混凝土的密實(shí)性和疏水性，未能對水化產(chǎn)物溶蝕出的鈣離子進(jìn)行處理，且其防水材料的長期穩(wěn)定性也未被證實(shí)。

4、除了上述通過內(nèi)摻方式來降低孔隙率的研究以外，還有采用外部涂刷方式來實(shí)現(xiàn)疏水效果的報(bào)道。如一種混凝土用抗鈣溶蝕水泥基材料及制備方法和應(yīng)用，其主要包含水泥、礦粉、硅灰、細(xì)骨料、硫酸鋁、硅酸鈉、尿素及減水劑，涂刷在混凝土表面可降低鈣離子溶出量，但該水泥基材料應(yīng)用于噴射混凝土表面的作用效果尚未驗(yàn)證，且易受混凝土表面濕度、剝落及開裂的影響。

5、綜上，針對現(xiàn)階段噴射混凝土抗溶蝕技術(shù)的研究現(xiàn)狀，亟需研究一種成本低廉、綠色環(huán)保、作用效果好且長期穩(wěn)定性強(qiáng)的噴射混凝土抗溶蝕技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種成本低廉、綠色環(huán)保、作用效果好且長期穩(wěn)定性強(qiáng)的噴射混凝土用抗溶蝕外加劑，該抗溶蝕外加劑通過復(fù)配多種組分、并對部分組分進(jìn)行改性，使得各組分發(fā)揮多重作用，從而使應(yīng)用其的噴射混凝土的抗溶蝕性能顯著提升。

2、為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

3、一種噴射混凝土用抗溶蝕外加劑，包括下述按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)混合均勻的各組分：

4、

5、具體地，改性密實(shí)組分為密實(shí)組分經(jīng)堿液處理去除表面憎水性雜質(zhì)、后進(jìn)行干燥而獲得。

6、在上述改性方法中，密實(shí)組分經(jīng)堿液處理后，顆粒表面的憎水性雜質(zhì)即被反應(yīng)溶解，從而可以在應(yīng)用至噴射混凝土中時(shí)改善其與水泥漿體的粘結(jié)性。

7、進(jìn)一步地，密實(shí)組分可以是節(jié)肢動(dòng)物外骨骼粉、玻璃粉、橡膠粉中的至少一種。

8、上述堿液可以是任意常規(guī)堿液，優(yōu)選為氫氧化鈉、氫氧化鉀等非鈣類堿液。

9、上述改性密實(shí)組分，一方面通過物理填充作用增強(qiáng)混凝土密實(shí)性，可提高混凝土的力學(xué)性能；另一方面其經(jīng)改性后，還與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度增加，從而顯著提升混凝土的抗介質(zhì)滲透和鈣溶出性能。其中，玻璃粉經(jīng)過改性，表面形成的硅酸鹽和偏鋁酸鹽還可以與混凝土孔溶液中的鈣離子反應(yīng)生成溶解度較低的硅酸鈣和偏鋁酸鈣，進(jìn)一步提升混凝土的抗溶蝕性能。

10、具體地，改性吸附組分為吸附組分先經(jīng)堿液處理去除表面憎水性雜質(zhì)、再吸附鈣沉淀液、并進(jìn)行干燥而獲得。

11、在上述改性方法中，其一，吸附組分經(jīng)堿液處理后，顆粒表面的憎水性雜質(zhì)即被反應(yīng)溶解，從而可以在應(yīng)用至噴射混凝土中時(shí)增強(qiáng)對鈣離子的物理吸附作用；其二，經(jīng)堿液處理后的吸附組分浸泡于鈣沉淀液中先行吸附鈣沉淀劑，進(jìn)一步保證應(yīng)用至噴射混凝土中時(shí)沉淀鈣離子。從而保證該改性吸附組分兼具物理吸附和化學(xué)結(jié)合的雙重功效。

12、進(jìn)一步地，吸附組分可以是雞蛋殼粉、煤渣粉、咖啡渣粉中的至少一種。

13、上述堿液可以是任意常規(guī)堿液，能夠?qū)⑽浇M分表面的憎水性雜質(zhì)溶解去除即可。

14、進(jìn)一步地，鈣沉淀液可以是諸如草酸鹽溶液、碳酸鹽溶液、碳酸氫鹽溶液、磷酸鹽溶液等易于與鈣離子產(chǎn)生沉淀的溶液，此處不作特別限定。

15、上述改性吸附組分，未改性前的各物質(zhì)即均具有多孔結(jié)構(gòu)，且具有較大的比表面積，能夠有效通過物理吸附的方式固化溶蝕出的鈣離子。并且，其經(jīng)改性后兼具物理吸附和化學(xué)結(jié)合的雙重功效，顯著提升固化鈣離子能力，從而提升噴射混凝土的抗溶蝕性能。

16、具體地，疏水組分選自硅烷類、硅氧烷類、長鏈脂肪酸、甲基硅醇鹽中的至少一種。

17、當(dāng)該抗溶蝕外加劑應(yīng)用于噴射混凝土中時(shí)，硅烷類、硅氧烷類和長鏈脂肪酸能夠在水泥顆粒表面形成疏水吸附層，細(xì)化硬化漿體的孔隙結(jié)構(gòu)，提升混凝土的密實(shí)性和疏水性，使混凝土具有較好的抗?jié)B性；而甲基硅醇鹽則是在水和二氧化碳的作用下，生成甲基硅醇，甲基硅醇進(jìn)一步縮合，并與水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在混凝土內(nèi)部形成一層具有防水效果的網(wǎng)狀有機(jī)硅樹脂膜，從而增強(qiáng)混凝土的抗?jié)B性和耐久性。

18、優(yōu)選地，疏水組分可以為十六烷基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、棕櫚酸、二十二碳六烯酸、甲基硅醇鈉中的至少一種。

19、具體地，表面活性組分選自十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉、亞甲基二萘磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的至少一種。

20、表面活性組分一方面可以能夠優(yōu)化吸附組分對鈣沉淀液的吸附作用，另一方面還可提高該抗溶蝕外加劑中固體顆粒之間的分散性。

21、本發(fā)明還提供了上述噴射混凝土用抗溶蝕外加劑的制備方法，包括以下步驟：

22、密實(shí)組分的改性：將密實(shí)組分經(jīng)堿液處理后干燥，獲得改性密實(shí)組分；

23、吸附組分的改性：將吸附組分經(jīng)堿液處理，并浸漬于鈣沉淀液中進(jìn)行吸附，后經(jīng)干燥，獲得改性吸附組分；

24、抗溶蝕外加劑的獲得：將改性密實(shí)組分、改性吸附組分、疏水組分、表面活性組分均勻分散于水中，獲得懸濁液，即得。

25、優(yōu)選地，可先將疏水組分及表面活性組分于部分水中略高溫(一般50℃～60℃即可)下分散均勻，獲得第一分散液。再將改性密實(shí)組分和改性吸附組分于剩余部分水中分散均勻，獲得第二分散液。最后，第一分散液與第二分散液混合均勻即可。上述分步混合的方式更易獲得分散均勻的抗溶蝕外加劑。

26、本發(fā)明的另一目的還在于提供上述抗溶蝕外加劑的應(yīng)用，將其按照膠凝材料用量的5％～10％的摻量，等質(zhì)量取代拌和用水摻加至噴射混凝土中，即可。

27、本發(fā)明通過對密實(shí)組分和吸附組分進(jìn)行改性，而后與疏水組分和表面活性組分復(fù)配且均勻分散于水中，獲得該抗溶蝕外加劑，其在應(yīng)用至噴射混凝土中后，不僅能夠通過物理吸附和化學(xué)沉淀多重處理鈣離子，而且還能增強(qiáng)混凝土的疏水性和密實(shí)性，從“內(nèi)”“外”雙向解決噴射混凝土溶蝕問題，顯著提升了噴射混凝土的抗溶蝕性能，并且還長期穩(wěn)定。并且，密實(shí)組分和吸附組分取自各類生活廢棄物，不僅降低抗溶蝕技術(shù)的成本，還實(shí)現(xiàn)廢棄物循環(huán)利用，綠色環(huán)保。