[發(fā)明專利]高性能機制砂海工混凝土及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310182847.1
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN103288398A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉慈軍;秦明強;陳方東;陳濤;屠柳青;徐文冰;馬芹綱;占文
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波市高等級公路建設(shè)指揮部;中交武漢港灣工程設(shè)計研究院有限公司;浙江省交通規(guī)劃設(shè)計研究院
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B14/06
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，具體地指一種高性能機制砂海工混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著跨海大型橋梁和海底隧道等基礎(chǔ)建設(shè)工程的不斷發(fā)展，海工混凝土被廣泛地應(yīng)用于基礎(chǔ)建設(shè)工程中，這對海工混凝土的性能提出了比普通混凝土更高的技術(shù)要求。目前，海洋環(huán)境或濱海環(huán)境下的海工混凝土主要利用河砂進(jìn)行混凝土的配制，但存在許多問題，如：河砂質(zhì)量不穩(wěn)定，資源日益緊缺，價格上漲，供應(yīng)不及時，容易影響施工工期，增加工程造價；由于河砂的緊缺，一些不法商販將海砂冒充河砂進(jìn)行銷售，直接導(dǎo)致建設(shè)工程質(zhì)量下降，達(dá)不到設(shè)計的使用年限要求，造成重大的質(zhì)量隱患，嚴(yán)重影響和威脅了國家基礎(chǔ)建筑設(shè)施的安全性；而大量開采河砂會導(dǎo)致自然環(huán)境，尤其是河道河床污染過大。因此，致力尋找出河砂的替代原料，并將其應(yīng)用于混凝土領(lǐng)域便顯得極為必要，而機制砂是一種礦山資源，其顆粒級配一般不如河砂優(yōu)良，用機制砂替代河砂配制泵送混凝土?xí)r，容易因砂率不當(dāng)降低混凝土的整體性能，影響混凝土的強度和耐久性，機制砂在海工混凝土領(lǐng)域暫無大面積應(yīng)用實例，其配制和性能研究尚為技術(shù)空白。

因此，在當(dāng)前河砂供應(yīng)減少、質(zhì)量下降，及質(zhì)量波動較大的形勢下下，利用機制砂配制出高性能的機制砂海工混凝土，便顯得極為必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述問題提供一種高性能機制砂海工混凝土及其制備方法，以使得該機制砂海工混凝土質(zhì)量穩(wěn)定，同時具有高流動性、高力學(xué)性、高體積穩(wěn)定性、高耐久性和高可泵性，滿足海工混凝土技術(shù)指標(biāo)，解決機制砂在海工混凝土配制和性能研究領(lǐng)域的技術(shù)難題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高性能海工混凝土，其原料組分包括硅酸鹽水泥、粉煤灰、礦粉、機制砂、碎石、聚羧酸減水劑和水，各組分的重量配比如下：

上述礦粉為GB/T18046-2000中所定義的礦粉。

進(jìn)一步地，所述原料組分的重量配比如下：

進(jìn)一步地，所述機制砂為粒徑0.075mm～5mm的連續(xù)級配Ⅱ區(qū)機制砂，機制砂的細(xì)度模數(shù)為2.6～3.0，石粉含量為5%～8%，MB值≤1.0。機制砂是將小顆粒巖石進(jìn)行破碎后所形成的粒徑0.075mm～5mm連續(xù)級配的一種建設(shè)用砂；機制砂質(zhì)量穩(wěn)定，價格低廉，利用機制砂配制海工混凝土在保證海工混凝土良好的工作性、力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性、高耐久性和質(zhì)量穩(wěn)定性的同時可兼顧節(jié)能環(huán)保；根據(jù)海工混凝土的技術(shù)要求，利用機制砂可配制出不同強度等級和適用于不同結(jié)構(gòu)部位的海工混凝土，可用于海洋環(huán)境或濱海環(huán)境下的建筑、水利、水工、橋梁、隧道、公路、鐵路、碼頭和大壩等建設(shè)工程中。

進(jìn)一步地，所述硅酸鹽水泥為P.Ⅱ型硅酸鹽水泥，強度等級為42.5級，比表面積在300?m²/kg～400?m²/kg之間。硅酸鹽水泥是以鋁礦、鐵礦、粘土和石灰石為主要原料，經(jīng)過高溫煅燒粉磨后形成的以硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣為主要礦物組成，再復(fù)摻5%的細(xì)磨石灰石粉和少量石膏而配制而成的水泥。

進(jìn)一步地，所述粉煤灰為Ⅰ級粉煤灰，或為Ⅱ級粉煤灰且粉煤灰細(xì)度≤12%、需水量比≤105%、燒失量≤5%。粉煤灰是從電廠煙塵中收集的以活性二氧化硅、活性氧化鋁和活性氧化鈣為主要成分的一種物質(zhì)，添加到海工混凝土體系中可以改善混凝土的工作性能及耐久性能。

進(jìn)一步地，所述礦粉為S95級礦粉或S105級礦粉，比表面積≥350?m²/kg。按照上述技術(shù)方案，礦粉是煉鋼廠的高爐廢渣經(jīng)過冷淬后細(xì)磨到一定細(xì)度要求，且以氧化鈣、氧化鋁為主要成分的一種物質(zhì)，添加到海工混凝土體系中可以改善混凝土的工作性能、力學(xué)性能、耐久性能和體積穩(wěn)定性。

進(jìn)一步地，所述碎石為粒徑5mm～25mm連續(xù)級配碎石，碎石的針片狀含量≤10%，含泥量≤1%。

進(jìn)一步地，所述聚羧酸減水劑為LN型聚羧酸減水劑、SP型聚羧酸減水劑或PC型聚羧酸減水劑，所述聚羧酸減水劑的減水率≥25%。聚羧酸類減水劑為化學(xué)合成的一種含有羧基的化學(xué)物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)通式為：

優(yōu)選地，所述原料組分的重量配比如下：

上述高性能海工混凝土的制備方法，包括如下步驟：