一种C50级海洋高性能混凝土制造技术

本发明专利技术公开了一种C50级海洋高性能混凝土，由以下配比的组分制成：水泥：330‑340kg/m

【技术实现步骤摘要】
一种C50级海洋高性能混凝土
本专利技术涉及混凝土
，具体涉及一种C50级海洋高性能混凝土。
技术介绍
随着现代科学技术和生产的发展，各种超长、超高、超大型混凝土构筑物，以及在严酷环境下使用重大混凝土结构的高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等的建造需要在不断增加。这些混凝土工程施工难度大，使用环境恶劣、维修困难，因此要求混凝土不但施工性能要好，尽量在浇筑时不产生缺陷，更要耐久性好，使用寿命长。钢筋混凝土是构筑桥梁结构的重要材料和构件，而混凝土结构在建造过程中常因混凝土选材、配合比设计、施工及养护等因素造成混凝土的构造缺陷。当处于有害介质侵蚀条件下，混凝土结构在服役期间会加速其破坏进程，这在很大程度上影响了桥梁结构的设计使用寿命。GB50153-2008和TB10005-2010规定钢筋混凝土结构设计应满足耐久性相应要求，其中桥梁的桩基础、桥墩和梁体主体结构的要求应满足设计使用年限100年以上。但实际上，我国很多桥梁都远远未达到其设计使用年限就出现了各种问题，尤其是桥梁的桩基础、桥墩和梁体过早地出现了钢筋锈蚀，导致混凝土开裂、剥落和脱层，不得不投入大量人力、物力和财力对其进行修复或重建。进入20世纪70年代以来，我国结构工程中混凝土耐久性问题表现非常严重，尤其是处于露天环境下的桥梁耐久性与病害状况更为严重。截至2015年年底，我国公路桥梁有77.92万座，包括先后在长江、黄河、珠江、海上建成的一批大跨径、深水基础的桥梁，由于使用荷载、环境因素以及结构本身缺陷等作用，结构使用性能衰退、安全与耐久性降低，有的桥梁适应性不足，导致我国混凝土桥梁耐久性问题也非常严重，如湖南省的澧水大桥，修建不足10年便出现耐久性失效；港口、码头、闸门等工程因处于海洋环境，氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀，导致构建开裂、腐蚀情况最为严重，2010年交通部四航局等单位对华南地区的码头港口调查的结果，有80％以上均发生严重或较严重的钢筋锈蚀破坏，出现破坏的时间有的距建成仅5-10年。海洋环境对海工混凝土耐久性影响是多因素耦合腐蚀作用，主要集中在硫酸盐腐蚀、氯盐钢筋锈蚀、干湿交替剥蚀和海水冲磨破坏等等几个方面。高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求的各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。高性能混凝土以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此，高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的掺合料(矿物细掺料)和高效外加剂。中国在《高性能混凝土应用技术规程》(CECS207-2006)对高性能混凝土定义为：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。中国建筑材料科学研究总院对C30—C50中等强度混凝土提出“寿命优先，强度适宜”的混凝土配合比设计思路。对不同强度等级混凝土的胶凝材料总量应进行控制，C40以下不宜大于400kg/m3、C40-C50不宜大于450kg/m3、C60及以上的非泵送混凝土不宜大于500kg/m3，泵送混凝土不宜大于530kg/m3，配有钢筋的混凝土结构，在不同环境条件下其最大水胶比和单方混凝土中胶凝材料的最小用最应符合设计要求。因此，提高海上混凝土工程构筑物抗腐蚀性能和耐久性显得尤为重要，主要是从减少混凝土的内部缺陷及降低外部海洋环境的劣化作用这两个方面来采取措施，具体的途径包括改善混凝土配合比的组成、提高混凝土的密实度、掺加防腐阻锈抗渗剂、掺加引气剂、提高混凝土保护层厚度、混凝土表面防护和钢筋表面防护等。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的高性能混凝土抗海水侵蚀效果差且使用寿命低的不足，研究海域海水特性、气候条件及一般跨海大桥的设计服务寿命要求，通过研究海洋环境气候对混凝土寿命综合影响因素，提供一种C50级海洋高性能混凝土，经过对形成混凝土原料的优化遴选、改善混凝土配合的组成和掺加防腐阻锈抗渗剂，以提高海洋高性能混凝土的抗氯离子渗透性和抗硫酸盐侵蚀能力，提高混凝土体积稳定性和混凝土抗冲刷和生物侵蚀能力，大幅度提升混凝土的服役寿命保障能力。为了达到上述目的，本专利技术依据以下原理进行设计：根据普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2011)进行C50混凝土配合比的设计：1、确定水胶比(用水量与胶凝材料用量之比)：水胶比的大小直接影响混凝土的最终强度，水胶比越大，则混凝土的强度就会越小，二者是反比的关系。2、密实体积原则：在混凝土的配置过程中，首先以石子作为骨架，然后在以砂子来填充石子之间的缝隙，再如浇浆体(一方面用来填充石砂间缝隙，另一方面用来将石砂包裹起来)，从而确保调制完成的混凝土的流动性满足施工要求，处于可塑状态的混凝土，其总体积是石、砂、水泥以及水所有的总体积；密实体积在混凝土配置的过程中是非常重要的基础指标。3、用水最少原则：在确定了水胶比、原材料的前提下，在用水量的设计上，本着满足工作性能要求的基础上的最少用水，这样可以尽可能的得到具有稳定体积，且成本方面颇具优势的混凝土。4、最后是最小水泥用量原则：在确保混凝土性能的前提下，降低充当胶凝材料的水泥用量，一方面能够有效控制混凝土水化热造成高温结构开裂现象，另一方面能够有效强化混凝土在使用过程中的抗腐蚀能力。具体设计步骤为：首先估所需水量，根据要调制的高性能混凝土的强度等级，粗集料公称最大粒径、混凝土坍落度等资料，对拌和所需水量作出科学预估；同时计算浆体体积，浆体体积就是拌和料中水、水泥、粉煤灰等凝胶材料的总体积；浆液的主要目的就是用来填充各种集料之间的缝隙，所以体积计算通常依据集料的孔隙率实施计算，通常孔隙率都在0.35-0.42之间，计算中通常使用较小体积，这样可以有效降低浆集比，得到浆体体积以后，减去水的体积，就是水泥、粉煤灰等凝胶材料的总体积。接着进行集料用量计算：首先依据集料的体积、表现密度、砂率三项基础数据，得出砂与碎石质量；然后再以强度等级、用水量、外加剂等材料用量，针对集料中的粗细集料配比实施相应的调整。在综合考虑以上原则的前提下，本专利技术提供一种C50级海洋高性能混凝土，是具有一定抗压强度，且拥有优异耐久性能的海工混凝土材料，同时还兼顾混凝土的工作性能。基于以上设计，本专利技术所述的一种C50级海洋高性能混凝土，由以下配比的组分制成：本专利技术所述的水泥为52.5级的P·O普通硅酸盐水泥。本专利技术所述的粉煤灰、矿粉及煅烧高岭土组成为矿物掺合料，其中粉煤灰为F类Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰，矿粉为S95级以上粒化高炉矿渣粉，煅烧高岭土为橡胶工业用煅烧一级或二级高岭土。所述的细集料为河砂或者人工砂，细集料的细度模数为2.6-3.0，含泥量≤2.0％，泥块含量≤0.5％。所述的粗集料为5-25mm连续级配，其压碎指标为5％-10％，针片状颗粒含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种C50级海洋高性能混凝土，其特征在于：由以下配比的组分制成：/n

【技术特征摘要】
1.一种C50级海洋高性能混凝土，其特征在于：由以下配比的组分制成：





2.根据权利要求1所述的一种C50级海洋高性能混凝土，其特征在于：所述的水泥为52.5级的P·O普通硅酸盐水泥。


3.根据权利要求1所述的一种C50级海洋高性能混凝土，其特征在于：所述的粉煤灰、矿粉及煅烧高岭土组成为矿物掺合料，其中粉煤灰为F类Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰，矿粉为S95级以上粒化高炉矿渣粉，煅烧高岭土为橡胶工业用煅烧一级或二级高岭土。


4.根据权利要求1所述的一种C50级海洋高性能混凝土，其特征在于：所述的细集料为河砂或者人工砂，细集料的细度模数为2.6-3.0，含泥量≤2.0％，泥块含量≤0.5％。


5.根据权利要求1所述的一种C50级海洋高性能混凝土，其特征在于：所述的粗集料为5-25mm连续级配，其压碎指标为5％-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：包泳先，张芳，许旺发，卻林，王基成，
申请(专利权)人：北部湾海洋新材料研究院，
类型：发明
国别省市：广西;45