[发明专利]一种普通强度高耐久性混凝土及其制备方法

说明书

本发明提供了一种普通强度高耐久性混凝土，包括以下原料制成：减水剂、水泥、硅灰、粉煤灰、矿渣、河砂、碎石、水、玄武岩纤维和聚丙烯纤维。本发明还提供一种使用上述混凝土配方的普通强度高耐久性混凝土制备方法，该方法通过砂石骨料、胶凝材料、纤维、减水剂和水的逐步分批定量加入，定时搅拌，标准化养护制得所述的普通强度高耐久性混凝土。本发明的普通强度高耐久性混凝土解决了海工混凝土结构经常遭受冻融、化学腐蚀、海水所含盐类的结晶物作用以及海洋微生物作用而导致耐久性差的问题。本发明的普通强度高耐久性混凝土强度良好、抗氯离子渗透性能优异，原材料为工业废弃料，取材容易，环保经济。混凝土拌制过程的操作和设备要求大大降低。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，涉及混凝土及其制备，具体涉及一种普通强度高耐久性混凝土及其制备方法。

背景技术

随着人类社会的发展，开发利用海洋资源空间，加快海洋及岛礁工程基础设施建设，是社会经济发展、国民生产生活、海洋资源开发的迫切需要，也是维护国土安全的重大战略需求。随着海洋资源的开发和海洋运输的发展，近年来新建了大量的海港码头、海洋平台、防波堤跨海大桥、海底隧道等海洋工程结构，其中大部分海工混凝土结构只需要普通强度混凝土即可满足其安全性要求。然而，由于海水中含有较多的Cl^-、SO₄^2-、Na²⁺、Mg²⁺等离子，加上海洋环境湿度大、大气盐雾含量高、盐雾沉降量大、降水频繁，上述海工混凝土结构经常遭受冻融、化学腐蚀、海水所含盐类的结晶物作用以及海洋微生物作用而使混凝土结构产生严重的耐久性问题。在混凝土中添加矿物掺合料及纤维是提高混凝土耐久性的有效措施。

矿物掺合料是以铝、硅、钙等一种或几种氧化物为主要成分、掺入混凝土中能改善新拌混凝土或硬化混凝土性能的粉体材料。矿物掺合料又被称为辅助胶凝材料，通常具有火山灰活性或潜在水硬性。矿物掺合料的加入不仅可以减少水泥用量，还使易受腐蚀的C₃A、Ca(OH)₂含量减少，并且矿物掺合料的活性成分与Ca(OH)₂发生二次水化反应，会进一步降低Ca(OH)₂含量；与此同时，活性矿物掺合料的微集料效应和火山灰效应会减少混凝土中大的毛细孔，从而改善了混凝土的界面过渡层和孔结构，使混凝土内部结构变得更加致密。因此，矿物掺合料可以使混凝土的抗渗性、抗冻性、抗硫酸盐侵蚀等耐久性能得到提升，对碱-集料反应也有较好的抑制作用。将矿物掺合料作为混凝土的组份材料不仅减少了工业废渣引起的环境污染和由于生产水泥造成的资源消耗，还能有效地提高混凝土的耐久性能。

纤维主要通过物理作用来改善混凝土的耐久性能，由于纤维的弹性模量高于凝结初期的混凝土的弹性模量，可以增加塑性和硬化初期复合体的抗拉强度，有效地抑制早期干缩裂缝的产生和发展，减少混凝土内部的微裂纹，改善混凝土内部结构，降低孔隙率，抑制连通孔的产生；同时，纤维使基体失水面积减少，水分迁移困难，降低毛细管失水收缩形成的毛细管张力，乱向分布的纤维也阻断了混凝土内的毛细孔，提高混凝土的抗裂性和抗渗性。目前，混凝土中掺加的纤维有玻璃纤维、有机质植物纤维、金属纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维等。