[发明专利]一种海水海砂混凝土及其配合比例设计方法与制备方法

说明书

本发明公开一种海水海砂混凝土及其配合比例设计方法与制备方法，配合比例设计方法包括步骤：定义矿物掺合料强度活性系数K_f和抗碘离子渗透性活性系数K_D；根据海水海砂目标强度与海水用量W_s和第一水泥用量C_f的关系，得到W_s/C_f的值；根据海水海砂混凝土目标碘离子扩散系数与第二水泥用量C_D和海水用量W_s的关系：得到C_D/W_s的值；其中，为海水海砂混凝土目标碘离子扩散系数，t₁、y₀、A₁为常数；利用C_f＝C+K_f×FA及C_D＝C+K_D×FA，得到同时满足海水海砂混凝土目标强度和目标碘离子扩散系数的水泥用量C、矿物掺合料用量FA及海水用量W_s的配合比。本发明将碘离子渗透性指标及强度指标作为目标性能参与到配合比设计中，设计出同时满足强度以及耐久性双指标的混凝土配合比。

技术领域

本发明涉及混凝土领域，尤其涉及一种海水海砂混凝土及其配合比例设计方法与制备方法。

背景技术

目前，砂石需求猛增，河(江)砂自然资源大幅度减少，且已经出现河(江)砂资源匮乏现象，砂石价格显著上涨。与此同时，水资源供需矛盾严重，水资源利用效率低下，由于水资源过度开发，产生了淡水潜在供应来源丧失、水质下降和地表水与地下水源污染等问题。使用海水制备混凝土是对非常规水资源的有效开发，对海水资源进行了利用的同时解决了淡水资源匮乏的问题，具有重要意义，且原状海水只需考虑采水成本和海水水质，无需考虑通过设备、技术手段进行淡化所产生的成本，也无需进行沉淀、消毒、过滤等工艺流程，存在一定的价格优势。海砂资源储量大，与河(江)砂的宏观、微观结构近似，是河(江)砂良好的替代砂源。

因此，河(江)砂的替代砂源-海砂，自来水的替代水源-海水，具有良好的混凝土市场前景以及应用前景，但是由于海水海砂中含有的碘离子会引发钢筋侵蚀从而导致钢筋混凝土结构性能降低甚至有可能严重影响其耐久性，使其在使用过程中发生严重的性能劣化从而影响结构服役以至于需要花费高额的价格进行修补，代价巨大，因此设计出一种具有良好耐久性的海水海砂混凝土具有十分重要的意义。目前工程中采用的混凝土配合比设计方法大多按照JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》的要求执行，但该方法主要是以强度为控制指标的混凝土配合比设计方法，对于耐久性的配合比设计，规范中仅仅通过限定最大水胶比及最小胶凝材料用量来改善混凝土的耐久性，并未把耐久性的指标融入到配合比设计当中，即该方法不能以定量的耐久性指标作为混凝土配合比设计的依据。因此，传统配合比设计方法未能将混凝土的耐久性指标融入配合比设计过程当中，难以达到混凝土的强度及耐久性双重控制的要求，因此提出一种能同时控制强度及耐久性的海水海砂混凝土配合比设计方法具有重要的意义。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种海水海砂混凝土及其配合比例设计方法与制备方法，旨在解决现有传统配合比设计方法未能将混凝土的耐久性指标融入配合比设计过程当中，难以达到混凝土的强度及耐久性双重控制的要求的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明的第一方面，提供一种海水海砂混凝土配合比例设计方法，其中，包括步骤：

定义矿物掺合料的强度活性系数K_f为矿物掺合料28d抗压强度值与相同质量水泥28d抗压强度值的比值，矿物掺合料的抗碘离子渗透性活性系数K_D为矿物掺合料的碘离子扩散系数与相同质量水泥的碘离子扩散系数的比值；