一种超高性能海水珊瑚砂混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超高性能海水珊瑚砂混凝土及其制备方法，其组分包含水泥，硅灰，粉煤灰，海水，珊瑚砂以及聚羧酸高效减水剂、聚醚类减缩剂、脂肪酸盐类混合的自配外加剂，本申请的方案以海水为拌合水替代传统的淡水，珊瑚砂为集料替代传统的砂料，降低了混凝土原材料的储运成本，保证了原料供应的时效性，制得的超高性能海水珊瑚砂混凝土强度高、体积稳定性好、抗渗透性能优异，能够长期稳定地在高温、高湿、高盐的恶劣海岛环境下服役。高盐的恶劣海岛环境下服役。高盐的恶劣海岛环境下服役。

【技术实现步骤摘要】
一种超高性能海水珊瑚砂混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土材料
，具体为一种超高性能海水珊瑚砂混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国对军事工程抢修抢建的高度重视，军队和地方先后支持开展了珊瑚礁砂海水混凝土技术研究，在珊瑚礁砂海水混凝土
已经取得重要进展，较好的解决了珊瑚礁砂海水混凝土从无到有的问题。
[0003]与普通河砂相比，珊瑚集料内部孔隙多，强度较低，吸水率高，用珊瑚集料制备混凝土时需要加入更多的水和减水剂，最终导致混凝土中产生大量的孔隙缺陷，所获得的海水珊瑚混凝土强度偏低、抗渗性能有限、体积稳定性欠佳。以海水作为拌合水还会导致混凝土氯离子含量偏高，在密实度不良的情况下，还会造成氯离子渗透迁移速度较快，结构钢筋、特别是保护层较薄的结构钢筋，即使有防腐涂层保护其寿命也难以保证，难以较好适应高湿度、高盐度的岛礁苛刻服役环境。
[0004]剔除粗骨料、提升细微骨料良好的界面润湿性是实现水泥基复合材料均质化的主要方法，能够消除材料宏观缺陷，减少骨料
‑
浆体间的空隙和“水囊”，提升混凝土材料的力学性能；使用聚醚类减缩剂能够减少混凝土的干燥收缩，减少材料因变形而产生的裂纹，用硅灰等掺合料部分替代水泥，有利于缓解较高掺量水泥水化热快速释放引起的温度裂缝；脂肪酸盐类物质的羧酸基可与混凝土中的钙离子络合形成沉淀，部分堵塞混凝土内部孔隙，其长链状的烷基则能在沉淀表面形成疏水膜，形成“反毛细管效应”，增加混凝土抗渗性能；水泥裹砂混凝土搅拌工艺既能增强骨料与浆体的界面结合，又能封堵珊瑚集料表面的孔隙，大幅提升混凝土的强度抗渗性和耐久性。
[0005]传统的混凝土设计方法指导制备的海水珊瑚混凝土在结构上存在明显的缺陷，各项性能指标也处于较低水平，很难满足岛礁常备工程建设和军事工程抢修抢建对超高性能海水珊瑚混凝土的迫切需求，亟待用新的设计理念开发出一种取材于海岛本地原材料的能够适应岛礁严苛服役环境的超高性能海水珊瑚混凝土。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种超高性能海水珊瑚砂混凝土及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种超高性能海水珊瑚砂混凝土，包含以下组分：
[0008]水泥，
[0009]硅灰，
[0010]粉煤灰，
[0011]海水，
[0012]珊瑚砂，
[0013]自配外加剂，
[0014]其中，自配外加剂为聚羧酸高效减水剂、聚醚类减缩剂、脂肪酸盐类防水剂的混合物。
[0015]优选的，各组分的重量份数如下：水泥55
‑
75份、硅灰10
‑
30份、粉煤灰10
‑
20份、海水17
‑
20份、珊瑚砂128
‑
132份、自配外加剂2
‑
2.5份。
[0016]优选的，所述珊瑚砂为天然珊瑚礁粉碎后产物，其中CaCO3含量大于97％，并且其粒径分为1.18～2.36mm占比10.96％，0.6～1.18mm占比41.25％，0.3～0.6mm占比39.36％，0.15～0.3mm占比7.3％，小于0.15的珊瑚粉末占比1.2％。
[0017]优选的，所述水泥为拉法基PO
·
525级普通硅酸盐水泥；所述硅灰中的SiO2含量大于90％，其比表面积为2.1
×
104m2/kg，所述粉煤灰的密度为2700kg/m3，比表面积450m2/kg。
[0018]优选的所述聚羧酸高效减水剂、聚醚类减缩剂、脂肪酸盐类的重量份数比为100:78:86，且混合物的pH为9.3，其中固含量为0.75，其效果减水率可达到28％。
[0019]一种超高性能海水珊瑚砂混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0020]M1.称取适量重量份数的珊瑚砂放入搅拌机中，并加入适量海水，搅拌2
‑
3min，使珊瑚砂充分润湿；
[0021]M2.称取适量重量份数的水泥、硅灰、粉煤灰并依次加入到步骤M1中得到的产物中，同时继续搅拌，使其包裹在珊瑚砂表面；
[0022]M3.将适量重量份数的聚羧酸高效减水剂、聚醚类减缩剂、脂肪酸盐类混合，并充分溶解于海水中；
[0023]M4.将步骤M3和M2的产物进行混合；
[0024]M5.持续搅拌3
‑
5min，得到超高性能海水珊瑚砂混凝土。
[0025]优选的，为了保证每次配备的统一性，所述海水为海水原盐和自来水配制而成的含盐量在3.75％的溶液，以避免不同海域海水含盐量影响。
[0026]优选的，所述步骤M4中，加入顺序为步骤M3的产物向M2的产物中加入，且控制加入时间小于1min。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0028]1、本专利技术就地取材以海水为拌合水替代传统的淡水，珊瑚砂为集料替代传统的砂料，降低了混凝土原材料的储运成本，保证了原料供应的时效性，适用于岛礁防护工抢修抢建、沉箱设施修建，并且制得的超高性能海水珊瑚砂混凝土强度高、体积稳定性好、抗渗透性能优异，能够适应岛礁工程重要结构构件建设、岛礁工程预制构件的构筑、岛礁工程高耐久性建筑物修建、岛礁工程永久性构筑物修建加固和岛礁工程高强韧性要求的建筑物修缮具有明显的技术、经济、军事效益。
[0029]2、本申请的技术方案采用均质化技术、水泥裹砂搅拌工艺，结合海水、珊瑚砂的特点，添加多功能复合外加剂和活性掺合料，明显降低了混凝土的宏观缺陷，充分提高了混凝土的致密性和骨料
‑
浆体界面粘接，制备的海水珊瑚砂混凝土力学性能得到大幅提高。
[0030]3、通过自配外加剂的加入让混凝土骨料表面、界面、浆体内的孔隙被填充封堵，收缩裂缝和温度裂缝被限制，混凝土的渗流通道大量减少，能有效阻止氯盐、硫酸盐等有害离子的渗透，能够长期稳定地在高温、高湿、高盐的恶劣海岛环境下服役。
附图说明
[0031]图1为根据本申请方案制备的超高性能海水珊瑚砂混凝土样品的表面形态图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]一种超高性能海水珊瑚砂混凝土，其包含以下组分，按照重量份数为，拉法基PO
·
525级普通硅酸盐水泥为70份；
[0034]SiO2含量大于90％，比表面积为2.1
×
104m2/kg的硅灰20份；
[0035]密度为2700kg/m3，比表面积450m2/kg的Ⅰ级粉煤灰10份；
[0036]利用海水原盐和自来水配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高性能海水珊瑚砂混凝土，其特征在于，包含以下组分：水泥，硅灰，粉煤灰，海水，珊瑚砂，自配外加剂，其中，自配外加剂为聚羧酸高效减水剂、聚醚类减缩剂、脂肪酸盐类防水剂的混合物。2.根据权利要求1所述的一种超高性能海水珊瑚砂混凝土，其特征在于，各组分的重量份数为：水泥55
‑
75份硅灰10
‑
30份粉煤灰10
‑
20份海水17
‑
20份珊瑚砂128
‑
132份自配外加剂2
‑
2.5份。3.根据权利要求1所述的一种超高性能海水珊瑚砂混凝土，其特征在于，所述珊瑚砂为天然珊瑚礁粉碎后产物，其中CaCO3含量大于97％。4.根据权利要求1所述的一种超高性能海水珊瑚砂混凝土，其特征在于，所述水泥为拉法基PO
·
525级普通硅酸盐水泥；所述硅灰中的SiO2含量大于90％，其比表面积为2.1
×
104m2/kg，所述粉煤灰的密度为2700kg/m3，比表面积450m2/kg。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧忠文，罗伟，刘洋，刘晋铭，张寒松，王越洋，徐彬彬，郭曈，付来平，郭元松，陈巧娥，朱乃姝，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军勤务学院，
类型：发明
国别省市：