一种抵抗海洋侵蚀环境作用的C30混凝土材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术公布了一种抵抗海洋侵蚀环境作用的C30混凝土材料，包括连续级配碎石、中粗河砂、复合矿粉、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥、高效减水剂。该C30混凝土材料通过加水经搅拌、密实成型、标准养护制作而成。其中复合矿粉的掺加量达到胶凝材料总质量的70%，总导电量C值小于等于600库伦，100次硫酸盐干湿循环的强度损失率小于等于18%，质量损失率小于等于4%；抗渗等级大于P18，无潜在碱骨料反应危险，护筋性优异，抗裂能力强，可有效解决传统混凝土材料存在的不足和缺陷。是海洋环境下特别是处于海水中或历史上为海洋环境下桥梁工程结构中桩基、承台、桥墩等结构物的主要混凝土材料，一般可直接承受海水的作用。

C30 concrete material resisting marine erosion environment, preparation method and Application

The invention discloses a C30 concrete material resisting the action of marine erosion environment, including continuous graded crushed stone, medium coarse River sand, composite ore powder, ordinary portland cement or Portland cement, and high efficiency water reducing agent. The C30 concrete material is made by adding water, stirring, compacting and standard curing. Among them, the content of composite ore powder reaches 70% of the total mass of cementitious materials, the total conductivity C value is less than 600 coulombs, the strength loss rate of 100 sulfate dry-wet cycles is less than 18%, the mass loss rate is less than 4%; the impermeability grade is greater than P18, no potential alkali aggregate reaction risk, excellent reinforcement protection, crack resistance, etc. Effectively solve the shortcomings and defects of traditional concrete materials. It is the main concrete material of pile foundation, cap, pier and other structures in marine environment, especially in sea water or in history. It can bear the action of sea water directly.

【技术实现步骤摘要】
一种抵抗海洋侵蚀环境作用的C30混凝土材料、制备方法及应用
本专利技术属于建筑材料
，特别是涉及一种抵抗海洋侵蚀环境作用的C30混凝土材料、制备方法及应用。
技术介绍
沿海或濒海地区特别是与海水直接接触或历史上为海水环境的市政工程、桥梁工程、港口码头、隧道工程、房建工程等同内陆地区的基础设施相同处是均采用钢筋混凝土材料作为主要结构材料，最大的区别在于沿海或濒海地区特别是与海水直接接触或历史上为海水环境的基础设施工程对混凝土材料的要求更高，主要表现为抵抗氯离子渗透、抵抗硫酸盐结晶膨胀、承受海水冲刷、抵抗冻融循环、抵抗压力水渗透等的能力更强，为确保钢筋混凝土结构物的安全性、稳定性，要求混凝土材料具有优异的长期性能和耐久性能。内陆地区或传统的海洋环境下所用混凝土材料，为提高混凝土的长期性能和耐久性能，常采用通过降低水泥用量、掺加活性混合材料、添加高效减水剂以减小单位用水量等主动方法，或在结构物表面涂刷防护材料等被动方法，取得了一定成效。当采用在混凝土中掺加活性混合料时，一般为粉煤灰、磨细高炉粒化矿渣、硅粉，单掺或双掺，活性混合掺合料的掺加量不超过胶凝材料总量的40%，设计强度等级C30~C50左右，总导电量C值在800~1200库伦，抵抗氯离子渗透和硫酸盐结晶能力严重不足。对处于海水环境或濒海环境或历史上为海洋环境的结构工程，尤其是跨海大桥、海底隧道、临海港口码头等基础设施工程，一般设计寿命为100年，显然传统海工混凝土材料是不能满足要求的。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有海工混凝土材料的缺陷，提供一种无潜在碱骨料反应危险，护筋性优异，抗裂能力强的抵抗海洋侵蚀环境作用的C30混凝土材料、制备方法及应用。本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案：一种抵抗海洋侵蚀环境作用的C30混凝土材料，包括连续级配碎石、中粗河砂、复合矿粉、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥、高效减水剂；其特征在于：所述C30混凝土材料中所述连续级配碎石体积率为0.395~0.410m3/m3，中粗河砂的体积率为0.280~0.290m3/m3，水泥的体积率为0.0360~0.0370m3/m3，复合矿粉的体积率为0.0980~0.0985m3/m3，水的体积率为0.148~0.152m3/m3，空隙或孔隙的体积率为0.003~0.004m3/m3。其进一步特征在于：所述复合矿粉由磨细高炉粒化矿渣和一级粉煤灰复合而成，其主要化学成分包括CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3；所述水泥为普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5MPa，硅酸二钙和硅酸三钙的总含量不低于70%，铝酸三钙的含量不大于8%，碱含量不大于0.6%。进一步的：所述连续级配碎石为粒径5~25mm、石灰石质碎石；所述中粗河砂为细度模数2.6~3.0连续级配的洁净河砂；所述高效减水剂为聚羧酸盐减水剂，减水率不低于25%；所述水为自来水或洁净的应用水。所述C30混凝土材料的表观密度为2420~2440Kg/m3，设计强度等级为30MPa，抗弯强度在4.5~5.5MPa，总导电量C≤600库伦。一种上述的抵抗海洋侵蚀环境作用的C30混凝土材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：（1）先将连续级配碎石、中粗河砂与50%用量的水泥、复合矿粉和水进行1-2min预拌合；（2）再在预拌合的混凝土中将剩余的水泥、水、全部减水剂在对辊强制式搅拌机中搅拌2-3min，制备成混凝土拌合料。所述拌合料采用机械运输、泵送作业或自流式作业；机械振捣、人工修饰；自然养护或蓄热养护的方式进行养护。一种上述的抵抗海洋侵蚀环境作用的C30混凝土材料的应用，其特征在于：所述C30混凝土材料用于海洋环境或近海环境或历史上为海洋环境的桥梁工程结构中的水下灌注桩、承台、桥墩等钢筋混凝土结构件。本专利技术通过调整磨细高炉粒化矿渣和一级粉煤灰的比例、控制矿渣和粉煤灰的品质，提高复合矿粉在胶凝材料中的比例，改变材料搅拌投料程序和搅拌时间，实现了大幅提高海工混凝土的长期性能和耐久性能的目的。本专利技术复合矿粉的掺加量达到胶凝材料总质量的70%，总导电量C值小于等于600库伦，100次硫酸盐干湿循环的强度损失率小于等于18%，质量损失率小于等于4%；抗渗等级大于P18，无潜在碱骨料反应危险，护筋性优异；56d、90d标准抗裂试件无裂缝出现，抗裂能力强。可有效解决传统混凝土材料存在的不足和缺陷。具体实施方式一种抵抗海洋或近海或历史上为海洋环境侵蚀作用的C30混凝土材料，包括连续级配碎石、中粗河砂、复合矿粉、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥、高效减水剂。该混凝土材料加水经搅拌、密实成型、标准养护制作而成，是海洋或近海或历史上为海洋环境下桥梁工程结构中桩基、承台、桥墩等结构物的主要混凝土材料。连续级配碎石为粒径5~25mm、石灰石质碎石。中粗河砂为细度模数2.6~3.0连续级配的洁净河砂。复合矿粉由磨细高炉粒化矿渣和一级粉煤灰复合而成，其主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等。水泥为普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5MPa，硅酸二钙和硅酸三钙的总含量不低于70%，铝酸三钙的含量不大于8%，碱含量不大于0.6%。高效减水剂为聚羧酸盐减水剂，减水率不低于25%。水为自来水或洁净的应用水。C30混凝土中碎石的体积率为0.395~0.410m3/m3，中粗河砂的体积率为0.280~0.290m3/m3，水泥的体积率为0.0360~0.0370m3/m3，复合矿粉的体积率为0.0980~0.0985m3/m3，水的体积率为0.148~0.152m3/m3，空隙或孔隙的体积率为0.003~0.004m3/m3。复合矿粉由磨细高炉粒化矿渣和一级粉煤灰复合而成，掺加量达到胶凝材料总量的70%。石灰石质碎石、中粗河砂与50%的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥、复合矿粉和水进行1min左右预拌合，剩余普通硅酸盐水泥、水、全部聚羧酸盐减水剂在对辊强制式搅拌机中搅拌2min左右。拌合料采用机械运输、泵送作业或自流式作业；机械振捣、人工修饰；自然养护或蓄热养护的方式进行养护。抵抗海洋侵蚀环境作用的混凝土材料的表观密度为2420~2440Kg/m3，设计强度等级为30MPa，抗弯强度在4.5~5.5MPa，总导电量C≤600库伦，具有优异的抵抗海水环境作用的能力。抵抗海洋侵蚀环境作用的混凝土材料100次硫酸盐干湿循环的强度损失率小于等于18%，质量损失率小于等于4%；抗渗等级大于S18，无潜在碱骨料反应危险，护筋性优异，56d、90d标准抗裂试件无裂缝出现。抵抗海洋侵蚀环境作用的混凝土材料具有优异的长期性能和耐久性能，主要用于海洋或近海或历史上为海洋环境下桥梁工程结构中的水下灌注桩、承台、桥墩等钢筋混凝土结构件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抵抗海洋侵蚀环境作用的C30混凝土材料，包括连续级配碎石、中粗河砂、复合矿粉、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥、高效减水剂；其特征在于：所述C30混凝土材料中所述连续级配碎石体积率为0.395~0.410m3/m3，所述中粗河砂的体积率为0.280~0.290m3/m3，水泥的体积率为0.0360~0.0370 m3/m3，复合矿粉的体积率为0.0980~0.0985 m3/m3，水的体积率为0.148~0.152 m3/m3，空隙或孔隙的体积率为0.003~0.004m3/m3。

【技术特征摘要】
1.一种抵抗海洋侵蚀环境作用的C30混凝土材料，包括连续级配碎石、中粗河砂、复合矿粉、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥、高效减水剂；其特征在于：所述C30混凝土材料中所述连续级配碎石体积率为0.395~0.410m3/m3，所述中粗河砂的体积率为0.280~0.290m3/m3，水泥的体积率为0.0360~0.0370m3/m3，复合矿粉的体积率为0.0980~0.0985m3/m3，水的体积率为0.148~0.152m3/m3，空隙或孔隙的体积率为0.003~0.004m3/m3。2.如权利要求1所述的抵抗海洋侵蚀环境作用的C30混凝土材料，其特征在于：所述复合矿粉由磨细高炉粒化矿渣和一级粉煤灰复合而成，其主要化学成分包括CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3；所述水泥为普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5MPa，硅酸二钙和硅酸三钙的总含量不低于70%，铝酸三钙的含量不大于8%，碱含量不大于0.6%。3.如权利要求1或2所述的抵抗海洋侵蚀环境作用的C30混凝土材料，其特征在于：所述连续级配碎石为粒径5~25mm、石灰石质碎石；所述中粗河砂为细度模数2.6~3.0连续级配的洁净河砂；所述高效减水剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：华渊，徐倩，李勇良，连俊英，李连海，刘文化，李成业，王英杰，王利军，万芹，徐敦敏，吕洪涛，陈锋，彭应辉，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32