【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋工程材料，具体涉及一种海工混凝土及其制备方法。
技术介绍
1、海工混凝土是海洋工程中特用的混凝土，由于是在海水中使用，因此与普通的混凝土不同。与其他环境相比，海水中存在大量的氯盐，这些氯盐会逐渐渗透进入混凝土中，海水中的氯离子等能够与混凝土中水化产物反应，对混凝土造成腐蚀，破坏混凝土的结构，并且混凝土中的可溶性盐在海水的冲刷下容易溶出，对混凝土的强度造成不利的影响。
2、为了防止海水环境对混凝土造成的腐蚀破坏，现有技术中研究了一些新材料和防护技术，例如研发高性能的混凝土材料，还有在混凝土表面设置防腐涂层等防腐措施，这些方法虽然在一定程度上能够提高混凝土的耐久性，但是大多数工艺较复杂，使用的原料成本也较高，对于规模化生产而言，不具有经济价值，因此还不适合规模化推广使用。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种海工混凝土及其制备方法，以矿物废料和废弃混凝土等为原料，制备了适合在海洋环境中使用的混凝土，通过各成分的协同作用，有效提高了混凝土的密实性，强度显著提高，且由于原料利用了大量的废弃物，降低了成本，制备方法简单，因此与目前的技术相比，在提高混凝土耐久性的前提下，降低成本，非常适合规模化生产应用。
2、本专利技术具体是通过如下技术方案来实现的。
3、本专利技术的第一个目的是提供一种海工混凝土，由以下重量份数的原料制成：水泥熟料200-300份，矿物掺合料100-150份，助磨激发剂15-20份，砂700-80
4、所述助磨激发剂由硫酸钠、氨水、改性废弃混凝土和减水剂混合而成；且硫酸钠、氨水、改性废弃混凝土和减水剂的质量比为1-3：1-3：2-4：2-3.5；
5、所述改性废弃混凝土通过以下步骤制备：
6、将废弃混凝土块破碎后研磨成粉，之后将废弃混凝土粉、氧化铝、氢氧化钙和水混合，超声分散，制备混合料；将所述混合料进行水热反应，反应结束后冷却至室温，之后过滤、干燥、粉磨，制得所述改性废弃混凝土；
7、所述减水剂通过以下步骤制备：
8、以聚醚大单体、马来酸酐和三乙醇胺聚丙烯酸酯为原料，通过氧化还原聚合反应，制备减水剂。
9、在本专利技术优选的实施例中，将所述废弃混凝土块研磨后，过180目筛；废弃混凝土粉中未反应的二氧化硅和氢氧化钙的摩尔比为1-2:1，废弃混凝土粉中未反应的二氧化硅和氧化铝的摩尔比为2-3:1。
10、在本专利技术优选的实施例中，水热反应的温度为90-100℃，反应时间为2-3h；反应结束冷却至室温后，在70-90℃下固化3-5d，之后再进行过滤、干燥、粉磨，粉磨后过100目筛。
11、在本专利技术优选的实施例中，所述矿物掺合料为矿渣、不锈钢渣、脱硫石膏、粉煤灰按照质量比为7-8:5-6:1-1.5:10混合而成；所述矿物掺合料的细度为700-750m2/kg。
12、在本专利技术优选的实施例中，所述减水剂的制备方法，包括以下步骤：
13、室温下，将聚醚大单体、马来酸酐和三乙醇胺聚丙烯酸酯混合均匀，制备混合液一；
14、向所述混合液一中加入过氧化氢异丙苯，搅拌均匀后加入亚铁离子、巯基乙酸和十二硫醇，搅拌反应，制备减水剂。
15、在本专利技术优选的实施例中，聚醚大单体、马来酸酐和三乙醇胺聚丙烯酸酯的质量比为5-6.5:1-1.5:1-1.5。
16、在本专利技术优选的实施例中，过氧化氢异丙苯和所述三乙醇胺聚丙烯酸酯的质量比为0.1-0.2：1；
17、亚铁离子和所述三乙醇胺聚丙烯酸酯的质量比为0.1-0.2：1。
18、巯基乙酸和十二硫醇按照摩尔比为2：1混合而成，十二硫醇和所述三乙醇胺聚丙烯酸酯的质量比为0.1-0.2：1。
19、在本专利技术优选的实施例中，反应时间为1.5-2h。
20、本专利技术的第二个目的是提供上述海工混凝土的制备方法，包括以下步骤：
21、分别称取以下重量份数的原料：水泥熟料200-300份，矿物掺合料100-150份，助磨激发剂15-20份，砂700-800份，石子1000-1100份，偏高岭土90-110份，水150-200份；
22、将水泥熟料粉磨至细度为400-450m2/kg，将助磨激发剂加至矿物掺合料中，进行粉磨，粉磨至细度为700-750m2/kg；
23、将粉磨后的水泥熟料、粉磨后的矿物掺合料和偏高岭土混合，并通过均化设备均化成海工水泥；
24、将所述海工水泥与砂、石子、水混合，制备海工混凝土。
25、本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
26、本专利技术为了提高海工混凝土耐久性，提出了一种海工混凝土，由以下重量份数的原料制成：水泥熟料200-300份，矿物掺合料100-150份，助磨激发剂15-20份，砂700-800份，石子1000-1100份，偏高岭土90-110份，水150-200份，该配方能够将混凝土3天强度提高8-10％，以此提高混凝土的耐久性，具体原因在于：
27、本专利技术采用“外防内加固”的方式，“外防”是防止海水氯离子等对混凝土的渗透侵蚀，“内加固”是提高材料内部水化反应，提高胶凝强度，且通过形成均匀的固相，提高材料的致密度，进而协同提高材料的强度。具体的：
28、本专利技术先对海水中的氯离子进行固定，防止其对混凝土进行侵蚀，添加矿物掺合料，超细的矿物掺合料可填充在材料间隙，提高材料的堆积程度，降低海水中氯离子等的渗透，有助于提高材料的强度。且制备混凝土时，将其进行粉磨处理(细度大于700m2/kg)，而该细度容易产生团聚问题，为此，本专利技术添加了助磨激发剂，能够解决超细粉磨内部团聚的问题，并且还能激发出矿物活性，机理具体解释如下：
29、本专利技术采用了特制的助磨激发剂，其由硫酸钠、氨水、改性废弃混凝土和减水剂混合而成，氨水提供大量的羟基可以加速矿物掺合料中ca-o、si-o、al-o等键的断裂，并通过后续水化反应生成凝胶，硫酸钠提供了硫酸根离子能够加速矿物掺合料玻璃体的解聚，促进其水化过程；废弃的混凝土中存在未反应的二氧化硅，本专利技术利用废弃的混凝土，对其进行研磨，使未反应的二氧化硅裸露出来，将其与氧化铝、氢氧化钙进行水热反应，生成的产物能够起到晶核的作用，晶核表面存在缺陷和断键，能够降低水化反应的成核势垒，新的水化产物以此为晶核，继续生长，加速水化反应。因此，本专利技术通过添加硫酸钠和氨水将矿物掺合料中活性释放出来，通过改性废弃混凝土作为晶核，加速水化产物的生成，并且晶核的存在能够降低孔隙率，有利于提高强度。其中利用了废弃混凝土，也实现了废物利用，有利于降低原料成本。
30、本专利技术添加的减水剂是由以聚醚大单体、马来酸酐和三乙醇胺聚丙烯酸酯为原料，通过氧化还原聚合反应制得，可有效分散粉磨颗粒，解决团聚问题。并且减水剂是利用聚羧酸减水剂为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海工混凝土，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：水泥熟料200-300份，矿物掺合料100-150份，助磨激发剂15-20份，砂700-800份，石子1000-1100份，偏高岭土90-110份，水150-200份；
2.根据权利要求1所述的海工混凝土，其特征在于，所述废弃混凝土粉中未反应的二氧化硅和氢氧化钙的摩尔比为1-2:1，废弃混凝土粉中未反应的二氧化硅和氧化铝的摩尔比为2-3:1。
3.根据权利要求1所述的海工混凝土，其特征在于，所述水热反应的温度为90-100℃，反应时间为2-3h。
4.根据权利要求1所述的海工混凝土，其特征在于，水热反应结束冷却至室温后，在70-90℃下静置3-5d，之后再进行过滤、干燥、粉磨，粉磨后过100目筛。
5.根据权利要求1所述的海工混凝土，其特征在于，所述矿物掺合料为矿渣、不锈钢渣、脱硫石膏、粉煤灰按照质量比为7-8:5-6:1-1.5:10混合而成；所述矿物掺合料的细度为700-750m2/kg。
6.根据权利要求1所述的海工混凝土，其特征在于，所述减水剂的制备方法，
7.根据权利要求6所述的海工混凝土，其特征在于，聚醚大单体、马来酸酐和三乙醇胺聚丙烯酸酯的质量比为5-6.5:1-1.5:1-1.5。
8.根据权利要求7所述的海工混凝土，其特征在于，过氧化氢异丙苯和所述三乙醇胺聚丙烯酸酯的质量比为0.1-0.2：1；
9.根据权利要求6所述的海工混凝土，其特征在于，反应时间为1.5-2h。
10.根据权利要求1所述的海工混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种海工混凝土，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：水泥熟料200-300份，矿物掺合料100-150份，助磨激发剂15-20份，砂700-800份，石子1000-1100份，偏高岭土90-110份，水150-200份；
2.根据权利要求1所述的海工混凝土，其特征在于，所述废弃混凝土粉中未反应的二氧化硅和氢氧化钙的摩尔比为1-2:1，废弃混凝土粉中未反应的二氧化硅和氧化铝的摩尔比为2-3:1。
3.根据权利要求1所述的海工混凝土，其特征在于，所述水热反应的温度为90-100℃，反应时间为2-3h。
4.根据权利要求1所述的海工混凝土，其特征在于，水热反应结束冷却至室温后，在70-90℃下静置3-5d，之后再进行过滤、干燥、粉磨，粉磨后过100目筛。
5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈平，明阳，李玲，杨义，张国志，陈飞翔，刘荣进，胡成，向玮衡，李青，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：
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