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耐酸混凝土
一、耐酸混凝土
混凝土的腐蚀多数为酸性介质腐蚀。在酸性介质作用下具有抗腐蚀能力的混凝土，叫耐酸混凝土。耐酸混凝土广泛用于化学工业的防酸槽、电镀槽等。
二、分类
耐酸混凝土结构分整体浇灌和做耐酸混凝土的内衬两种。
1. 对原材料的要求 拌制耐酸混凝土的各种原材料，除必须满足物理力学性能的各项技术要求外，还必须具有受酸性介质浸蚀的化学稳定性。耐酸混凝土的主要原材料有：
(1)水玻璃 水玻璃在耐酸混凝土中，模数为2.6~2.8，比重以1.38~1.4为宜。允许采用可溶性硅酸钠做成的水玻璃。水玻璃的比重过大或过小都会影响混凝土的强度、耐酸性、抗渗性和收缩性。当比重过小时，可加热脱水调整，当比重过大时，可在常温下加温水调整。
水玻璃模数过低，会延缓混凝土的硬化时间，耐酸性也差;模数过大，会使混凝土硬化过快，特别是气温较高时更加显著，这样会造成施工操作上的困难。模数过高时，可加入清水在常温下混合，并不断搅拌至均匀为止。
(2)氟硅酸钠 耐酸混凝土常用工业氟硅酸钠作固化剂，其质量要求：纯度不应少于95%，含水率不得大于1%，其颗粒通过0.125mm筛孔的筛余量不应大于10%，不能受潮结块。
(3)掺合料(耐酸粉料) 常用石英粉、辉绿岩粉(又叫铸石粉)、瓷料等，其中以铸石粉为最好，粉料的耐酸率不小于94%，含水率不应大于1%，并不得含有泥土及有机杂质，细度要求1600孔/cm2筛余不大于5%，4900孔/cm2筛余为10%~30%。
(4)细骨料 耐酸混凝土用石英砂，其耐酸率不应小于94%，含水率不应小于1%，不得含有泥土，有机杂质含量必须符合混凝土用砂的技术要求。
(5)粗骨料 用石英岩、玄武岩、花岗岩等制成的碎石，耐酸率不应小于94%，浸酸安定性合格，含水率不应大于1%，并不得含有泥土，用符合要求的天然石子须经严格筛洗。
2. 配合比 耐酸混凝土配合比中的水玻璃用量须根据坍落度要求确定，一般为250~300kg/m3。氟硅酸钠用量(按纯Na2SiF计)宜为水玻璃重量的15%;掺合料的用量一般为450~550kg/m3。粗细骨料和掺合料的混合物，用振动法使其密实至体积不变时的空隙率，不得超过 22%。
3. 施工要求 耐酸混凝土的凝结和硬化原理与普通混凝土不同，它的硬化主要是水玻璃与固化剂氟硅酸钠作用，产生具有胶结能力的"硅胶"对骨料产生胶结作用，形成具有一定强度的人造石。硅胶的凝结和硬化，只需在适宜的温度(15~30℃)和干燥的空气中进行，不受潮，更不得浇水养护，具有"气硬"特性，这是与水泥混凝土的水硬性完全不同的。但也不得受太阳曝晒，以免急剧脱水而龟裂;也不得在低于10℃的低温环境下施工，耐酸混凝土的初凝时间约为30分钟，终凝时间约为8小时。所有拌和物必须在30分钟内用完，否则将会硬化变质。
耐酸混凝土的拌制方法，无论机械搅拌或人工搅拌，投料顺序必须先将干料(氟硅酸钠、掺合粉料、粗细骨料等)拌匀，这样才能搅拌均匀。
耐酸混凝土的浇灌要分层进行，当采用振动棒振捣时，每层厚度不大于200mm，振动棒插点间距不应大于500mm;当采用平板振动器时，每层厚度不应大于100mm。要振捣密实，振捣时间应在5~7分钟内完成。当表面泛浆后抹平压光，抹平压光工作应在初凝前完成。
4. 养护和酸化处理 水玻璃类材料，宜在15~30℃的干燥环境中施工和养护，温度低于10℃ 时应采用电热、热风、暖气等保温加热措施，温度要均匀，不要急冷急热或局部过热。养护期既不能遇水，也不能曝晒，也不能蒸汽养护，要防止冲击振动。当温度为10~20℃时不少 于12天;21~30℃时不少于6天;31~35℃时不少于3天。
为增强耐酸混凝土对酸性介质的适应性和提高抗渗性能，待耐酸混凝土完成硬结过程后，尚应进行表面酸化处理。所谓酸化处理，就是用硫酸、盐酸、硝酸任何一种，涂刷混凝土表面，一般用浓度为40%~60%的硫酸、20%的盐酸或40%的硝酸每隔8小时涂刷于表面一次，并清除白色析出物，酸化处理一直到表面不再析出结晶物为止，一般约涂刷4次。
三、高抗渗性耐酸混凝土的施工
涟钢酸洗设备由酸洗槽、中和槽和清洗槽组成，以耐酸混凝土作整体浇捣，其设计技术条件为：酸洗槽10m×1.78m×1.5m，3个，70～80℃，介质40%H2SO4，40%HCl;清洗槽10m×1.78m×1.5m，2个，50℃，介质5%～10%H2SO4，5%HCl;中和槽5m×7m×3.8m，1个，常温，介质3%H2SO4，3%HCl。
高抗渗性耐酸混凝土对原材料的质量要求：
(1)水玻璃：作胶结料，为均质粘稠液体，选用模数为2.6～2.8，密度为1.38～1.40。
(2)糠酮单体：作改性的外加剂，为淡黄色液体，其纯度为95%～99%，密度为1.29～1.30。
(3)盐酸苯胺：纯度不应小于98.5%，细度应全部通过0.25mm的筛。
(4)氟硅酸钠：作固化剂，纯度不应小于95%，含水率不应大于1%，细度应全部通过0.15mm的筛。
(5)粉料：作填充料，宜采用辉绿岩粉和石英粉按比例混合使用，其耐酸率不应小于95%，含水率不应大于0.5%，细度要求为0.15mm筛余不应大于5%，0.080mm筛余不应大于10%～30%。
(6)粗、细骨料：采用石英石、石英砂，不得含有泥块等杂物，耐酸率不应小于94%，含水率不应大于0.5%，粗骨料的浸酸安定性应合格。粗骨料的颗粒级配：筛孔尺寸为20mm、10mm、5mm;累计筛余分别为0%～5%、3%～60%、90%～100%。细骨料的颗粒级配：筛孔尺寸5mm、1.2mm、0.30mm、0.15mm;累计筛余分别为0%～10%、20%～55%、70%～95%、95%～100%。
高抗渗耐酸混凝土的配制和施工方法：
(1)施工中采用的配合比为改性水玻璃∶氟硅酸钠∶(1∶1)辉绿岩粉和石英石粉∶石英砂∶石英石=1∶0.13∶1.8∶2.5∶3.2。
(2)宜采用强制式搅拌机搅拌，搅拌顺序为先将细骨料、粉料、氟硅酸钠、粗骨料依次加入搅拌机干搅，然后加入改性水玻璃湿拌至均匀为止，每次搅拌2min。
(3)拌合好的混凝土应立即连续浇灌，不得留有施工缝。
(4)施工酸洗槽时，宜采用附着式振动器振捣，边浇灌，边振捣，连续一次完成，浇灌后再继续振捣4min。
(5)施工完毕，需在干燥环境中养护，其制度为：当环境温度为20～25℃及25℃时，拆模时间分别为2d及1d以上，养护时间分别为14d及7d。
(6)施工所采用的高抗渗性耐酸混凝土的主要技术性能为：坍落度5cm，抗渗标号S14，抗压强度28MPa，浸酸安定性合格。
涟钢酸洗设备的使用效果说明，采用高抗渗性耐酸混凝土能取得良好的技术经济效果。
耐碱混凝土
在碱性介质作用下具有抗腐蚀能力的混凝土。耐碱混凝土在冶金、化学等工业防腐蚀工程结构中，用于地坪面层及贮碱池槽等。
1. 原材料
(1)胶结材料 耐碱混凝土所采用的水泥应为325号以上的普通水泥，而水泥熟料中的铝酸三钙含量不应大于9%;或采用碳酸盐水泥(它是由水泥熟料和破碎石灰石粉按1∶1混合而成)，每立方米耐酸混凝土中，水泥用量一般不得少于300kg，水灰比不得大于0.60。
(2)骨料 粗细骨料和粉料应采用耐碱、密实的石灰岩类(如石灰岩、白云石、大理石等)、火成岩类(如辉绿岩、花岩石等)岩石制成的碎石。砂和粉料也可采用石英质的普通砂作细骨料，粗细骨料和粉料的碱溶率不大于1g/L。
2. 耐腐蚀性能及配合比
在普通混凝土中掺入氧化亚铁或氢氧化铁对提高耐碱性能也有良好的效果。
耐碱混凝土在50℃以下时，可耐浓度为25%的氢氧化钠和铝酸溶液的腐蚀，也可耐任何浓度的氨水、碳酸钠溶液的腐蚀，以及耐任何浓度的氨水、碳酸钠、碱性气体和粉尘等的腐蚀。
施工注意事项
(1)耐碱混凝土宜用机械搅拌，混凝土在搅拌机中连续搅拌的最短时间不得少于2分钟。
(2)耐碱混凝土在浇灌过程中，必须采用振动器仔细捣实，使混凝土获得最佳密实度和好的抗渗性，抗渗标号达147×10E4~196×10E4Pa。
(3)耐碱混凝土的养护按普通混凝土养护方法进行。
耐热混凝土
耐热混凝土又称耐火混凝土，它是一种能长期承受高温作用(200℃以上)，并在高温下保持所需要的物理性能的特种混凝土。常用于热工设备和受高温作用的结构物，如冶金工业的高炉、转炉、焦炉等基础工程和烟囱的内衬等。
建筑工程使用的耐热混凝土主要有普通水泥耐热混凝土和水玻璃耐热混凝土等。
1. 水泥耐热混凝土
胶结料用C40以上普通水泥和矿渣水泥加入适量的耐热掺和料，如高炉 水淬矿渣、粘土熟料、粘土砖粉、粉煤灰等。掺入量为水泥重量的30%~40%。用矾土水泥拌制的耐热混凝土和使用极限温度在350℃以下的普通水泥、矿渣水泥拌制的耐热混凝土可不加掺料。粗细骨料一般可采用高炉重矿渣、玄武岩、粘土砖等。普通水泥耐热混凝土和矿渣水 泥耐热混凝土，适用于温度变化不剧烈、无酸碱侵蚀的工程中，矾土水泥耐热混凝土宜用于厚度小于400mm的结构、无酸碱侵蚀的结构工程中。
2. 水玻璃耐热混凝土
主要成分是水玻璃、氟硅酸钠、掺和料和粗细骨料。水玻璃的比重以1.38~1.48为宜，也可采用可溶性硅酸钠做成的水玻璃。氟硅酸钠的纯度按重量计不少于95%，其含水率不大于1%，氟硅酸钠占水玻璃重量的12%~15%。掺和料可采用粘土熟料、粘土砖粉等。粗细骨料可采用玄武岩、粘土砖等，适用于同时受酸(氢氟酸除外)作用的工程，不得用于经常有水蒸汽及水作用的部位。
水泥耐热混凝土拌制宜采用机械搅拌，拌制时先将水泥、掺和料、粗骨料和90%的水加入搅拌筒内搅拌2分钟，然后边搅边倒入细骨料和剩下的10%水，再拌3~5分钟至颜色均匀为止。水玻璃耐热混凝土宜用强制式搅拌机拌制，搅拌顺序是先将氟硅酸钠、掺和料、粗细骨料倒入 搅拌筒内搅拌2分钟，再按配合比加入水玻璃，然后拌制2~3分钟，到搅制均匀为止。混凝土的坍落度在机械捣固时不应大于2cm，用人工捣时不大于4cm，浇灌时应分层，每层厚度宜为25~30cm。
水泥耐热混凝土的养护宜在15~25℃的潮湿环境中进行;普通水泥耐热混凝土养护不少于6天;矿渣水泥耐热混凝土不少于14天;矾土水泥耐热混凝土要加强初期养护，时间不少于3天;水玻璃耐热混凝土宜在15~30℃的干燥环境中养护10~15天，并要防止曝晒，避免脱水过快而龟裂。
水泥耐热混凝土在温度低于7℃，水玻璃耐热混凝土在低于10℃的条件下施工时，应按冬季施工处理。
聚合物混凝土
聚合物混凝土亦称树脂混凝土，是以合成树脂为胶结材料，以砂石为骨料的混凝土。为了减少树脂的用量，还加有填料粉砂等。
1. 性能
聚合物混凝土与普通混凝土相比，具有强度高，耐化学腐蚀，耐磨性、耐水性和抗冻性好，易于粘结，电绝缘性好。聚合物混凝土亦可掺加增强材料，经增强的聚合物混凝土，其抗裂性能比普通混凝土高很多倍。
2. 原材料
1)胶结料：常用的胶结料有：环氧树脂、聚酯树脂、呋喃树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯和聚氨基甲酸乙酯、苯乙烯等。
常用的固化剂有：多胺类化合物、聚酰胺等。
(2)骨料：树脂混凝土使用的骨料与普通混凝土相同，最大粒径在2.0mm以下，为了减少树脂的用量，骨料的密实度要大。为了使骨料能与树脂牢固的粘结，骨料必须干燥，含水率应在1%以下，且不允许含有阻碍树脂固化反应的杂质。
(3)填料：为了减少树脂的用量和改善树脂混凝土的工作性能，宜加入粒径为1~30μm的惰性填料。如石英砂、粉砂、碳酸钙、粉煤灰、火山灰等。
3. 配合比
| 原材料 | 聚酯混凝土 | 环氧混凝土 | 酚醛混凝土 | 聚氨基甲酸酯混凝土 | ||
| 胶结料 | 不饱和聚酯树脂 10 | 不饱和聚酯树脂 11.25 | 环氧树脂(含固化剂) 10 | 酚醛树脂 10 | 聚氨基甲酸酯(含固化剂、填料) 20 | |
| 填料 | 碳酸钙 10 | 碳酸钙 11.25 | 碳酸钙 10 | 碳酸钙 10 | - | |
| 骨料(mm) | 细砂 | (0.1~0.8)20 | (<1.2)38.8 | (<1.2)20 | (<1.2)20 | (<1.2)20 |
| 粗砂 | (0.8~4.8)25 | (1.2~5)9.6 | (1.2~5)15 | (1.2~5)15 | (1.2~5)15 | |
| 石子 | (4.5~20)33 | (5~20)29.1 | (5~20)45 | (5~20)45 | (5~20)45 | |
| 其他材料 | 短玻璃纤维(12.7mm)过氧化物促凝剂 | 过氧化甲基乙基甲酮 | 邻苯二甲酸二丁酯 | - | - | |
4. 生产工艺
聚合物混凝土的生产工艺过程，与普通混凝土类同。
(1)准确计算。
(2)搅拌采用聚合物混凝土搅拌机，搅拌时，先用搅拌机将树脂和固化剂预先充分混合，然后再与混合过的骨料和填料进行强制搅拌。
(3)聚合物混凝土的搅拌时间比普通混凝土长，约需3~4min。
(4)可以用分段制造法生产聚合物混凝土，既先将树脂与细砂进行拌合制成胶结料，然后再与粗砂、碎石进行拌合。
(5)为使构件表面光滑，尽量采用玻璃钢模板。在混凝土浇筑之前，可根据树脂的种类，选用合适的脱模剂。
(6)构件的成型，可用振动法、离心法、压轧法、挤压法等成型工艺。由于聚合物混凝土的粘度大，如果用振动法成型时，宜用高频震动成型。
(7)聚合物混凝土的发热不但快而且也大，为避免过大的热量产生不良影响，混凝土的浇筑厚度，一般掌握在10cm以下。
(8)聚合物混凝土构件的养护，除自然养护外，还有加热养护。加热养护不受环境条件的影响，质量容易控制，而且可以批量生产。
5. 混凝土加强材料--纤维网
(1)功能：0.9kg/m3纤维网，每立方米710万根均匀分布独立纤维网使得混凝土能够发挥它的整体性功能，使混凝土建筑质量无懈可击。混凝土次要加强筋，常用于混凝土加强。抑制塑性龟裂90%～100%，减少渗水性79%，成倍增强抗撞力，提高抗破碎力，加强抗磨损105%，防止主筋遭受腐蚀侵害。成倍延长混凝土工程寿命。
(2)优点：无磁、防锈、耐酸碱，对混凝土最小覆盖量没有限制，总是符合规范的要求-- 安全、易操作、缩短工期，在工作场地可替代金属网结构。
(3)经济优势：比采用金属网结构或其他纤维类加强材料，在类似的技术要求下，可减少三分之二的成本。