[發明專利]一種改性地質聚合物海工混凝土及制備方法

在審

• 申請號: 201910213237.0
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN109776039A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 王瀟瀟;沈增暉;王威;李九蘇;黃志軒;孫韻華;鄭英;李杰
• 申請（專利權）人: 湖南鑫長勝材料科技有限公司;廣東長星投資有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B111/24
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本發明涉及一種改性地質聚合物海水海砂混凝土及制備方法，該混凝土按質量百分數計，包括：海水5%?15%、海砂10%?30%、碎石30%?55%、減水劑0.1%?1%、礦渣10%?30%、硅粉5%?10%、粉煤灰5%?15%、纖維0?5%、煅燒菱鎂石5%?15%、激發劑0.1%?0.5%。相較于其他海水海砂混凝土在抗氯離子滲透性能良好的同時還具有良好的抗裂性，制備的改性地質聚合物混凝土不僅能夠防止鋼筋侵蝕，并且能夠抵抗外界海水有害離子的侵入，在強度方面也有一定的提升，進一步提高混凝土結構的耐久性。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，尤其涉及一種改性地質聚合物海工混凝土及制備方法。

背景技術

我國是一個干旱缺水嚴重的國家。人均淡水資源僅為世界平均水平的1/4、在世界上名列110位，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。人均可利用水資源量僅為900立方米，并且分布極不均衡。20世紀末，全國600多座城市中有400多個城市存在供水不足問題，其中比較嚴重的缺水城市達110個，全國城市缺水總量為60億立方米。隨著大量工程的建設，淡水和河砂資源的不斷消耗給工程帶來了巨大的成本。而海砂作為僅次于石油天然氣的第二大海洋礦產資源，其來源豐富。但是海砂當中的氯離子會侵蝕鋼筋，導致混凝土結構出現不同程度的破壞。若能合理利用海洋資源，以海水代替淡水、海砂代替河砂、碎石作為混凝土集料，制備海水海砂混凝土，將在很大程度上為我國島嶼工程建設縮短工期、降低成本，對國防安全也有著重要的現實意義和應用價值。目前，國內外關于利用海砂制備混凝土的研究已取得一定進展，但在推廣應用的過程中還存在一些問題。主要是由于海砂本身含鹽量高，在鋼筋混凝土的中易對鋼筋造成腐蝕。

為了解決這個問題，許多研究人員以采用淡化海砂和防止鋼筋銹蝕的方式來制備海砂混凝土，專利號為CN 108218307發明公開了一種海洋工程用海砂混凝土，由以下重量份的組分組成，水泥50-60份，熟料海砂10-15份，黏土20-30份，納米高嶺土粒子1-3份，減水劑1-3份， 水灰比為0 .35-0 .6。該發明具有一定的抗氯離子滲透效果，但是未能有效利用海水資源，而且通過淡化海砂及處理工藝相對復雜，浪費了大量的水資源；專利號為CN108002785發明公開了一種改性海水海砂混凝土，該發明采用煅燒水滑石來固結混凝土中的自由氯離子，以此來改善了海水海砂混凝土護筋性能。但該發明未考慮到海水中氯離子同樣也會對混凝土結構造成腐蝕問題，綜上所述以上發明不能從根本上解決海水侵蝕和有效利用海水問題，在海水等自然因素以及外界荷載的作用下，海水海砂混凝土結構在使用一段時間后便出現了不同程度破壞的問題。為了解決這個問題，本發明提供一種新的地質聚合物混凝土及制備方法用于海工環境中。

發明內容

普通的海水海砂混凝土由于海砂中氯離子含量高或者海水有害離子的侵蝕，對鋼筋混凝土結構造成了嚴重的破壞，目前海洋工程用混凝土抗侵蝕性能提升技術多從提高混凝土自身性能或降低鋼筋銹蝕程度角度提出，如提高混凝土密實性、改善混凝土界面過渡區特性和加入阻銹劑等。這些方法不能從根本上解決海水中離子對混凝土基體的腐蝕以及鋼筋銹蝕問題，原因在于普通水泥水化產物含有大量的結晶相，氯和鎂等離子容易與產物中的結晶相發生反應，生成無膠結性能的產物導致結構疏松，甚至引起混凝土變形開裂，加速有害離子擴散。

針對現有技術的不足，本發明提供一種改性地質聚合物海工混凝土及制備方法，以解決因海水等自然因素以及外界荷載的作用下等引起的混凝土結構表面出現裂縫，從而產生鋼筋銹蝕的問題；相比其他海砂海水混凝土，解決了海水侵蝕、鋼筋銹蝕、抗裂性差的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種改性地質聚合物海工混凝土，按質量百分數計，包括海水10%-15%、海砂20%-30%、碎石40%-50%、礦渣10%-30%、硅粉5%-10%、粉煤灰5%-15%。

進一步地，按質量百分數計，還包括纖維增強劑0-5% 。

進一步地，按質量百分數計，還包括減水劑0.5%-1% 。