一种海水珊瑚砂超高性能混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种海水珊瑚砂超高性能混凝土，属于建筑材料技术领域，包括以下重量份的组分：珊瑚砂900～1100份、水泥700～900份、硅灰100～270份、改性偏高岭土75～120份、钢纤维78～312份、水200～300份、减水剂5～20份、消泡剂1～2份。所述混凝土采用珊瑚砂替代石英砂作为集料，利用其吸水返水特性，在混凝土中可起到内养护的作用，可改善海水珊瑚砂超高性能混凝土的自收缩，采用改性偏高岭土可防止海洋中氯离子对混凝土钢材的侵蚀，进一步提高混凝土的耐久性，采用不锈钢纤维替代普通钢纤维，提高混凝土抗压强度和抗折强度，采用减水剂和消泡剂，使其具有良好的工作性及密实度。本发明专利技术配比合理科学，制得的海水珊瑚砂超高性能混凝土，具有工作性好、高强度、低收缩、高耐久性的特点。的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种海水珊瑚砂超高性能混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及到一种海水珊瑚砂超高性能混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国海洋经济发展以及海洋权益维护使离岸岛礁工程建设需求增加，同时，由于岛礁建筑物易受周围环境侵蚀，养维护不便利，对混凝土的力学性能及耐久性能提出了更高的要求。
[0003]超高性能混凝土是一种具有超高力学性能与超长耐久性能的纤维增强水泥基复合材料。其力学性能发展迅速，用于维修加固混凝土结构可保持混凝土体系的整体性，与有机聚合物相比可降低成本；超高的力学性能使其适用于需高承载力的结构，并可减小构件尺寸，增大结构跨度；超长的耐久性使超高性能混凝土提供了建造长寿命建筑的可能性。
[0004]因珊瑚骨料为多孔结构材料，筒压强度低，传统珊瑚混凝土工作性差、强度低，难以满足离岸岛礁工程建设需求；而传统超高性能混凝土由于胶凝材料用量较高、水胶比极低且剔除了粗骨料，导致自收缩严重，且常规钢纤维在炎热潮湿环境中极易遭受海洋中氯离子、硫酸根离子的侵蚀，致使在海洋环境下，耐久性差。而珊瑚砂的多孔结构使其具有吸水返水的特性，在混凝土中可起到内养护的作用，从而改善混凝土的自收缩；不锈钢纤维在增强增韧的同时可抵抗海水的侵蚀。鉴于此，提供一种海水珊瑚砂超高性能混凝土及其制备方法也就显得十分的有意义。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术存在的不足或缺陷，本专利技术的目的是提供一种海水珊瑚砂超高性能混凝土及其制备方法，可有效解决现有珊瑚混凝土制备技术中存在的混凝土的工作性差、强度低等问题，以及超高性能混凝土收缩大、普通钢纤维易锈蚀以及制作工艺复杂的问题。
[0006]为达上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：
[0007]本专利技术提供一种海水珊瑚砂超高性能混凝土，包括以下重量份的组分：珊瑚砂900～1100份、水泥700～900份、硅灰100～270份、改性偏高岭土75～120份、钢纤维78～312份、水200～300份、减水剂5～20份、消泡剂1～2份。
[0008]进一步地，消泡剂为有机硅消泡剂。
[0009]进一步地，改性偏高岭土通过以下方法制得：
[0010]步骤(1)：将高岭土和粉煤灰按重量比为2～5:1～2加入到5～10mol/L的氢氧化钠溶液中，室温下搅拌15～30分钟，干燥，得到固体；
[0011]步骤(2)：将步骤(1)所得固体放入加热容器中，温度由室温升温至800～900℃，升温速率为30～45℃/min，保持0.5～1小时，然后冷却至室温，研磨至细度为700～1000目的磨细粉，即得所需的改性偏高岭土。
[0012]进一步地，一种海水珊瑚砂超高性能混凝土，包括以下重量份的组分：珊瑚砂1000份、水泥800份、改性偏高岭土85份、硅灰150份、钢纤维150份、水265份、减水剂15份和消泡剂1份。
[0013]进一步地，水泥为普通硅酸盐水泥，优选为强度等级42.5的普通硅酸盐水泥。
[0014]进一步地，硅灰为SiO2质量分数≥92％，比表面积≥15m2/g，45μm筛选余量≤2.0％的硅粉。
[0015]进一步地，珊瑚砂为Ⅱ区中砂。
[0016]进一步地，钢纤维为长度为10～30mm，直径为0.1～0.8mm的不锈钢纤维。
[0017]进一步地，水为未经加工处理的海水，温度为5
‑
35℃。
[0018]进一步地，减水剂为聚羧酸减水剂，减水率大于40％。
[0019]上述海水珊瑚砂超高性能混凝土的制备方法，包括以下过程：
[0020]将珊瑚砂与钢纤维加入搅拌机中，搅拌30～60s，再加入水泥、硅灰、改性偏高岭土、减水剂和消泡剂，搅拌30～60s，最后将水一次性加入，搅拌3～4min，制得海水珊瑚砂超高性能混凝土。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022](1)本专利技术在原材料中用海水替代淡水，用珊瑚砂替代石英砂。珊瑚砂为多孔结构材料，吸水率大，具有吸水返水特性，在混凝土中可起到内养护的作用，从而改善海水珊瑚砂超高性能混凝土的自收缩；
[0023](2)本专利技术配合比中使用减水剂和消泡剂，使混凝土具有良好的工作性，减少混凝土中有害气泡的同时，提高硬化混凝土的密实性和强度；且采用不锈钢纤维替代普通钢纤维，制备的珊瑚砂超高性能混凝土具有较高的抗压强度和抗折强度；
[0024](3)本专利技术通过将高岭土和粉煤灰经氢氧化钠溶液处理并干燥得到固体，再进行高温煅烧、研磨得到改性偏高岭土，进一步提高了其硅铝组分的含量，同时复合了粉煤灰中少量的镁、钠、钾等金属离子，通过离子间的静电作用实现了与氯离子的吸附，加强了传统C
‑
S
‑
H凝胶对氯离子的物理吸附能力与稳定性，从而有效阻止了海洋中氯离子对混凝土钢材的侵蚀；
[0025](4)本专利技术配比合理科学，硅酸盐水泥水化时产生氢氧化钙，硅灰和改性偏高岭土可与氢氧化钙和水生成胶凝性水化产物，使硬化水泥浆体孔隙率减少、大孔变细、结构变致密，性能得到大大的改善；且通过改性偏高岭土替代了部分硅灰的作用，减少了硅灰掺量，既实现了自收缩的调控，也提高了混凝土的强度；
[0026](5)本专利技术提供的海水珊瑚砂超高性能混凝土的制备方法，工艺简单，所需原料简单易得，在原材料中用海水替代淡水，用珊瑚砂替代石英砂，就地取材，有利于海洋资源的开发利用及远海岛礁建设。
具体实施方式
[0027]下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0028]实施例1
[0029]本实施例1提供了一种海水珊瑚砂超高性能混凝土，包括以下重量份的组分：Ⅱ区
珊瑚中砂1000份、水泥800份、改性偏高岭土85份、硅灰150份、钢纤维200份、海水265份、减水剂20份和消泡剂1份。
[0030]改性偏高岭土通过以下方法制得：
[0031]步骤(1)：将高岭土和粉煤灰按重量比为4:1加入到8mol/L的氢氧化钠溶液中，室温下搅拌30分钟，干燥，得到固体；
[0032]步骤(2)：将步骤(1)所得固体放入马弗炉中，温度由室温升温至850℃，升温速率为40℃/min，保持0.5小时，然后冷却至室温，研磨至细度为700～1000目的磨细粉，即得所需的改性偏高岭土。
[0033]硅灰为SiO2质量分数≥92％，比表面积≥15m2/g，45μm筛选余量≤2.0％的硅粉。
[0034]水泥为强度等级42.5的普通硅酸盐水泥。
[0035]钢纤维为长度为13mm，直径为0.2mm的不锈钢纤维。
[0036]本实施例1提供的海水珊瑚砂超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0037]将珊瑚砂与钢纤维加入搅拌机中，搅拌30s，再加入水泥、硅灰、改性偏高岭土、减水剂和消泡剂，搅拌30s，最后将水一次性加入，搅拌3min，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海水珊瑚砂超高性能混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：珊瑚砂900～1100份、水泥700～900份、硅灰100～270份、改性偏高岭土75～120份、钢纤维78～312份、水200～300份、减水剂5～20份和消泡剂1～2份。2.如权利要求1所述的海水珊瑚砂超高性能混凝土，其特征在于，包括以下重量份的组分：珊瑚砂1000份、水泥800份、改性偏高岭土85份、硅灰150份、钢纤维150份、水265份、减水剂15份和消泡剂1份。3.如权利要求1或2所述的海水珊瑚砂超高性能混凝土，其特征在于，所述改性偏高岭土通过以下方法制得：步骤(1)：将高岭土和粉煤灰按重量比为2～5:1～2加入到5～10mol/L的氢氧化钠溶液中，室温下搅拌15～30分钟，干燥，得到固体；步骤(2)：将步骤(1)所得固体放入加热容器中，温度由室温升温至800～900℃，升温速率为30～45℃/min，保持0.5～1小时，然后冷却至室温，研磨至细度为700～1000目的磨细粉，即得改...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珏，郑楠，王亚楠，高原，张发盛，高全青，
申请(专利权)人：中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：