一种海水珊瑚骨料混凝土制造技术

本发明专利技术提供了一种海水珊瑚骨料混凝土，采用低热海工硅酸盐水泥、海水珊瑚骨料混凝土固盐剂、预先筛取的天然珊瑚砂石混合物(粒度为0～20mm)、预先筛取的破碎珊瑚石砂混合物(粒度为0～31.5mm)、珊瑚骨料海水混凝土减水剂、混凝土缓凝剂、混凝土消泡剂、天然海水或一次淡化海水配合而成。应用本发明专利技术可克服普通水泥、低强度珊瑚混凝土在热带远海岛礁严酷环境服役下易出现的长期强度倒缩、表面盐渍爆皮剥落、收缩裂缝和温度裂缝多发、新拌工作性差而不能泵送施工的缺点；而且就地取材比例高达75％以上，因此可克服远海岛礁建设工程中普通混凝土大宗原材料长途海运而导致的成本高昂、耗时费力、高能耗低效率的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土木工程和海洋工程材料
，尤其涉及一种海水珊瑚骨料混凝土。
技术介绍
在距离陆地1000公里以上的远海岛礁开展土木工程建设，例如中国南海岛礁陆域吹填工程，需要使用巨量的混凝土材料。岛礁外围的海工护岸(含模袋混凝土、挡浪墙，扭工/王字消波块)，岛礁道路、水利、码头、围堰、机场、房建、市政、民用和军用工事等工程，均需使用大量的混凝土。我国南海岛礁临近赤道，常年高温、高湿、高盐、多雨、大风、暴晒、强紫外线辐射，自然环境严酷；混凝土在这种典型热带远洋孤岛严酷服役环境下，其耐久性破坏成为突出问题。此外，南海岛礁远离大陆，制备普通砂石骨料淡水混凝土因原材料长途海运、热带海洋气象条件复杂等原因而费时费力、效率低、成本高。我国南海岛礁95％以上均为珊瑚岛礁，当地珊瑚礁沙存量巨大、易开采、成本低。因此，当前南海岛礁土木工程建设中越来越推荐使用海水、珊瑚骨料来制备混凝土，尤其对大体积素混凝土工程而言。珊瑚砂石骨料疏松轻质，自身孔隙率很高，一般可达35％～45％，饱和吸水率一般为20％～30％，筒压强度一般为4.5～9.5MPa，压碎指标一般为24％～38％。在现有技术中，采用珊瑚礁沙配制的混凝土强度均较低，一般多为20MPa以下，且混凝土工作性很差而都不能采用泵送施工，作业效率低下。现有技术中曾经提出一种以珊瑚礁作为天然轻粗骨料，珊瑚沙作为天然轻细骨料，海水作为拌和用水，水泥、珊瑚沙、珊瑚礁和海水的配比(重量比)为：1:0.5～2.5:1.1～3.5:0.4～1.3而制备的珊瑚礁沙混凝土，该珊瑚礁沙混凝土即属于此类低强且无法泵送的珊瑚混凝土。仅用普通水泥、采用高水灰比配制的低强度珊瑚混凝土因珊瑚骨料的多孔疏松性及水泥浆基材中大孔连通孔隙率高而抗渗性较差、抗海水侵蚀性能差。因此，在严酷的岛礁环境下服役其耐久性差，海水腐蚀后其性能与时退化很快，存在较为突出的强度倒缩、表面泛碱和爆皮剥落开裂现象。此外，对于岛礁建设中的水工护岸、 码头、墩台基础等大体积混凝土工程，如果采用纯普通硅酸盐水泥制备珊瑚混凝土，其水化温升很高，加之南海地处赤道附近而常年高温。因此，温度裂缝是以上常规、低强珊瑚混凝土中一种常见的工程病害。对于岛礁道路、机场停机坪、仓库地坪等暴露面积大的薄板式混凝土结构，因岛礁大风和曝晒，此时上述的常规、低强的珊瑚混凝土早期易因干燥收缩而发生大面积的开裂，从而严重影响工程的耐久性。南海岛礁远离大陆超过1000公里，目前绝大多数混凝土工程仍采取从陆地用吨袋、吨桶打包普通碎石、河沙、水泥、掺合料、外加剂等后，用货船经7天甚至半个月的时间长途海运至岛礁，然后在当地进行混凝土生产，因而存在运量巨大、成本高昂、效率低下的问题。因此，在南海珊瑚岛礁当地以海洋地域性天然原材料为主，开发一种可以大比例就地取材的混凝土材料，迫在眉睫，经济和社会效益巨大，也契合绿色环保节能的需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种海水珊瑚骨料混凝土，具有低收缩、低水化热、可高强泵送的优点，从而可以克服现有技术中的普通水泥、低强度珊瑚混凝土在热带远海岛礁严酷环境服役下易出现的长期强度倒缩、表面盐渍爆皮剥落、收缩裂缝和温度裂缝多发、新拌工作性差而不能泵送施工的典型缺点；而且，其就地取材比例高达75％以上，因此可以克服远海岛礁建设工程中普通混凝土大宗原材料长途海运而导致的成本高昂、耗时费力、高能耗低效率的缺点。本专利技术的技术方案具体是这样实现的：一种海水珊瑚骨料混凝土，所述海水珊瑚骨料混凝土由下列原料按重量比例组成：低热海工硅酸盐水泥12.7％～16.1％，海水珊瑚骨料混凝土固盐剂5.3％～6.9％，海水6.9％～8.3％，预先筛取的天然珊瑚砂石混合物19.8％～24.8％，预先筛取的破碎珊瑚石砂混合物49.0％～61.6％，珊瑚骨料海水混凝土减水剂掺量占胶凝材料质量的0.6％～1.1％，混凝土缓凝剂掺量占胶凝材料质量的5/万～8/万，混凝土消泡剂掺量占珊瑚骨料海水混凝土减水剂质量的10/万～15/万；其中，所述天然珊瑚砂石混合物的粒度为0～20mm，所述破碎珊瑚石砂混合物的粒度为0～31.5mm。较佳的，所述海水珊瑚骨料混凝土由下列原料按质量组成：低热海工硅酸盐水泥320kg，海水珊瑚骨料混凝土固盐剂135kg，海水183kg，预先筛取的天然珊瑚砂石混合物530kg，预先筛取的破碎珊瑚石砂混合物1020kg，海水珊瑚骨料混凝土减水剂3.6kg，混凝土缓凝剂280g，混凝土消泡剂7g。较佳的，所述海水珊瑚骨料混凝土由下列原料按质量组成：低热海工硅酸盐水泥350kg，海水珊瑚骨料混凝土固盐剂150kg，海水155kg，预先筛取的天然珊瑚砂石混合物460kg，预先筛取的破碎珊瑚石砂混合物1060kg，海水珊瑚骨料混凝土减水剂5.8kg，混凝土缓凝剂400g，混凝土消泡剂8g。较佳的，在所述低热海工硅酸盐水泥中，C2S(2CaO·SiO2)含量大于45％，C3A(3CaO·Al2O3)含量为4％～4.5％；3d水化热不大于195kJ/kg，7d水化热不大于220kJ/kg；强度等级为42.5。较佳的，所述海水珊瑚骨料混凝土的固盐剂中包括：微硅粉15％～25％、纳米二氧化硅粉1.5％～3％、偏高领土12％～24％和矿粉50％～64％。较佳的，所述预先筛取的天然珊瑚砂石混合物中包括文石和方解石；在所述预先筛取的天然珊瑚砂石混合物中，珊瑚礁砂的含量为70％～95％，珊瑚礁石的含量为5％～30％，南海岛礁自然环境下含水率为12％；其中，所述珊瑚礁砂的粒度为0～5mm；所述珊瑚礁石的粒度为5～20mm。较佳的，所述预先筛取的破碎珊瑚石砂混合物中包括文石和方解石；在所述预先筛取的破碎珊瑚石砂混合物中，珊瑚礁砂的含量为5％～25％，珊瑚礁石的含量为75％～95％，南海岛礁自然环境下含水率为10.5％；其中，所述珊瑚礁砂的粒度为0～5mm；所述珊瑚礁石的粒度为5～31.5mm。较佳的，所述珊瑚骨料海水混凝土减水剂为改性聚羧酸降粘保坍型。较佳的，所述混凝土缓凝剂为葡萄糖酸钠和白糖按质量比例3:2复合而成。较佳的，所述混凝土消泡剂为进口聚醚改性硅型。较佳的，所述海水为天然海水或一次淡化海水。本专利技术还提供了一种如上所述的海水珊瑚骨料混凝土的生成方法，该方法包括：将所述海水珊瑚骨料混凝土的各种原料采用强制式混凝土搅拌机搅拌预设时间，使得新拌混凝土坍落度为200mm～260mm，扩展度为520mm～620mm，1小时坍落度损失小于40mm。由上述技术方案可见，本专利技术中的低收缩、低水化热、高强泵送的海水珊瑚骨料混凝土中，采用低热海工硅酸盐水泥、海水珊瑚骨料混凝土固盐剂、预先筛取的天然珊瑚砂石混合物(粒度为0～20mm)、预先筛取的破碎珊瑚石砂混合物(粒度为0～31.5mm)、珊瑚骨料海水混凝土减水剂、混凝土缓凝剂、混凝土消泡剂、天然海水或一次淡化海水配合而成，因此，通过固盐剂和低热海工硅酸盐水泥综合可以降低混 凝土的水化温升而减少/避免温度裂缝；通过珊瑚砂石骨料多孔预吸水+返水内养护减缩特性、固盐剂固盐后产物微填充作用、珊瑚混凝土早期热膨胀性高于普通混凝土而综合降低海水珊瑚骨料自收缩和总收缩；通过固盐剂分阶段、分类固定海水及珊瑚骨料中海盐离子以及多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海水珊瑚骨料混凝土，其特征在于，所述海水珊瑚骨料混凝土由下列原料按重量比例组成：低热海工硅酸盐水泥12.7％～16.1％，海水珊瑚骨料混凝土固盐剂5.3％～6.9％，海水6.9％～8.3％，预先筛取的天然珊瑚砂石混合物19.8％～24.8％，预先筛取的破碎珊瑚石砂混合物49.0％～61.6％，珊瑚骨料海水混凝土减水剂掺量占胶凝材料质量的0.6％～1.1％，混凝土缓凝剂掺量占胶凝材料质量的5/万～8/万，混凝土消泡剂掺量占珊瑚骨料海水混凝土减水剂质量的10/万～15/万；其中，所述天然珊瑚砂石混合物的粒度为0～20mm，所述破碎珊瑚石砂混合物的粒度为0～31.5mm。

【技术特征摘要】
1.一种海水珊瑚骨料混凝土，其特征在于，所述海水珊瑚骨料混凝土由下列原料按重量比例组成：低热海工硅酸盐水泥12.7％～16.1％，海水珊瑚骨料混凝土固盐剂5.3％～6.9％，海水6.9％～8.3％，预先筛取的天然珊瑚砂石混合物19.8％～24.8％，预先筛取的破碎珊瑚石砂混合物49.0％～61.6％，珊瑚骨料海水混凝土减水剂掺量占胶凝材料质量的0.6％～1.1％，混凝土缓凝剂掺量占胶凝材料质量的5/万～8/万，混凝土消泡剂掺量占珊瑚骨料海水混凝土减水剂质量的10/万～15/万；其中，所述天然珊瑚砂石混合物的粒度为0～20mm，所述破碎珊瑚石砂混合物的粒度为0～31.5mm。2.根据权利要求1所述的海水珊瑚骨料混凝土，其特征在于，所述海水珊瑚骨料混凝土由下列原料按质量组成：低热海工硅酸盐水泥320kg，海水珊瑚骨料混凝土固盐剂135kg，海水183kg，预先筛取的天然珊瑚砂石混合物530kg，预先筛取的破碎珊瑚石砂混合物1020kg，海水珊瑚骨料混凝土减水剂3.6kg，混凝土缓凝剂280g，混凝土消泡剂7g。3.根据权利要求1所述的海水珊瑚骨料混凝土，其特征在于，所述海水珊瑚骨料混凝土由下列原料按质量组成：低热海工硅酸盐水泥350kg，海水珊瑚骨料混凝土固盐剂150kg，海水155kg，预先筛取的天然珊瑚砂石混合物460kg，预先筛取的破碎珊瑚石砂混合物1060kg，海水珊瑚骨料混凝土减水剂5.8kg，混凝土缓凝剂400g，混凝土消泡剂8g。4.根据权利要求1所述的海水珊瑚骨料混凝土，其特征在于：在所述低热海工硅酸盐水泥中，C2S(2CaO·SiO2)含量大于45％，C3A(3CaO·Al2O3)含量为4％～4.5％；3d水化热不大于195kJ/kg，7d水化热不大于220kJ/kg；强度等...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宇栋，紫民，岳清瑞，郭东，张宏波，郝挺宇，王建平，连伟，侯兆新，苏波，曾滨，李春平，
申请(专利权)人：中冶建筑研究总院有限公司，中国人民解放军九一零五八部队，中国人民解放军海军工程设计研究局，
类型：发明
国别省市：北京;11