[发明专利]一种海砂耐蚀海工混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种海砂耐蚀海工混凝土，通过调整胶凝材料的比例，实现了水泥、矿粉、硅灰和粉煤灰微珠的均匀分布，高铝相矿物的水化反应与海砂中Cl^‑离子的化学固化，增大了对侵蚀性离子的吸附；孔结构调整和侵蚀性离子传输抑制剂可有效抑制海砂中Cl^‑离子及海洋环境下侵蚀性离子的传输路径，减少钢筋的锈蚀；内养护材料中的微膨胀与保水组份可有效避免海洋环境干湿耦合作用下混凝土内部因收缩过大引起的开裂；超分散减缩型外加剂和粉煤灰微珠特有的滚珠效应，可改善混凝土的工作性能和密实性。本发明所得海砂耐蚀海工混凝土可有效解决河砂资源匮乏的问题，实现海砂的资源化应用，更好地服役于海洋严酷环境，具有重要的工程应用价值。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种海砂耐蚀海工混凝土及其制备方法。

背景技术

河砂是建筑用砂的主要来源，但河砂的供应受资源和环境影响等因素的限制，无法完全满足建设的需求。伴随我国建设规模的不断扩大，诸多跨海、跨江等大型基础设施建设正在日益进行中，建筑业对建筑用砂需求量不断增加，河砂资源日益匮乏，迫使人们将注意力转移到储量丰富的海砂上。针对沿海地区的潮湿高温环境下的大型跨海桥梁建设，常年遭受海水冲刷、浪溅并长期受到Cl^-、Mg²⁺、SO₄^2-等侵蚀性离子的侵蚀。混凝土在多因素耦合作用下，其内部结构破坏、胶凝力退化、钢筋锈蚀速率增大，使工程结构过早失效，服役寿命达不到设计使用年限，造成巨大的经济损失。

目前，利用丰富的海砂制备耐蚀海工混凝土面临如下问题：(1)海水中Cl^-离子含量较高，故海砂中含有大量的氯盐，海砂中氯盐的存在，自由Cl^-离子在钢筋的电化学腐蚀过程中起催化剂的作用，会减薄混凝土钢筋表面的碱性钝化膜，而促使钢筋发生锈蚀，导致混凝土耐久性降低；(2)贝壳等轻物质，往往呈薄片状，表面光滑，本身强度很低，且较易沿节理错裂，而且与水泥浆的黏结能力很差。当贝壳类等轻物质含量较多时，会明显使混凝土的和易性变差，使混凝土的力学性能、耐久性能均降低；(3)沿海地区的大型基础设施建设服役于海洋严酷环境，由于长期处于干湿与盐雾耦合作用下，海水中的侵蚀离子扩散速率加快，加速了钢筋的锈蚀，混凝土的胶结能力退化。针对以上海砂制备混凝土出现的问题，急需提供一种海砂耐蚀海工混凝土的制备方法，使建筑物的寿命得以延长，更好地服役于海洋严酷环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种海砂耐蚀海工混凝土及其制备方法，所述混凝土具有氯离子固化率高、抗渗性能好、工作性能良好、耐久性较好，且成本较低、制备过程简单，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种海砂耐蚀海工混凝土，各组分及含量分别为：水泥150～300kg/m³、粉煤灰微珠60～100kg/m³、硅灰20～40kg/m³、矿粉100～180kg/m³、碎石1000～1100kg/m³、海砂720～820kg/m³、内养护材料0.3～0.5kg/m³、孔结构调整和侵蚀性离子传输抑制剂10～30kg/m³、超分散减缩型外加剂7～10kg/m³、水100～160kg/m³。

根据上述方案，所述水泥为P.O42.5水泥。

根据上述方案，所述粉煤灰微珠为空心微珠，烧失量≤5％，需水量比≤90％。

根据上述方案，所述硅灰为超细二氧化硅微粉，比表面积≥20000m²/kg，SiO₂的质量含量≥95％，28d活性指数≥120％，烧失量≤5％。