[發(fā)明專利]一種用于與海砂配制混凝土的海洋工程專用水泥

有效

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• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110818352B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 徐強;詹樹林;楊輝;樊先平;羅仲寬;錢曉倩;吳春春
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B111/24
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發(fā)明涉及海洋工程建設領域，旨在提供一種用于與海砂配制混凝土的海洋工程專用水泥。該水泥包括以下質(zhì)量百分比關系的各原料組分：硅酸鹽水泥20～50％、鋼渣粉20～50％、粉煤灰10～20％、礦渣粉10～20％、硅灰2?5％、阻銹劑1?4％。本發(fā)明能夠利用大量鋼廠生產(chǎn)的鋼渣粉廢料，成本較低，工藝簡便，適合大規(guī)模工程應用，具有環(huán)保價值。海砂專用水泥兼顧早期強度和后期強度，能降低海砂多孔結(jié)構(gòu)引起的需水量增加；同時結(jié)合早期和后期耐久性提升措施，能有效降低淡化海砂殘留氯離子對鋼筋的腐蝕作用。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于與海砂配制混凝土的海洋工程專用水泥，屬于海洋工程建設領域。

背景技術

隨著海洋經(jīng)濟的快速發(fā)展，海洋工程建設面臨巨大用量的砂子需求。僅依靠外運河砂、山石破碎機制砂等都難以滿足工程需要，目前淡化海砂成為緩解此問題方法之一。海砂中所含的氯離子會腐蝕鋼筋，濫用海砂有可能引發(fā)“海砂屋”等嚴重工程事故。我國針對海砂應用，相繼出臺相關政策法規(guī)。《海砂混凝土應用技術規(guī)范》中將“海砂”定義為：出產(chǎn)于海洋和入海口附近的砂，包括灘砂、海底砂和入海口附近的砂。這類海砂除了含有較高的氯離子，也含有較大量的貝殼。《海砂混凝土應用技術規(guī)范》還明確將“用于配制混凝土的海砂應作凈化處理”，但貝殼復雜的生理結(jié)構(gòu)，造成凈化手段難以完全根除氯離子。

淡化海砂中氯離子已下降到較低水平，但對于設計年限較長的工程也需要進一步提高耐久性。目前針對海砂在海洋工程中的應用，已有少量專利和論文報道。CN106587855A專利中未針對淡化海砂殘余氯離子進行有效的氯離子固定設計。CN107572969A專利中對氯離子的固定僅靠氯離子固化劑，其實用效果有限。CN106277907A專利中利用亞硝酸鈣作為阻銹劑，但目前因環(huán)境問題已限制亞硝酸鹽阻銹劑使用。

另外，由于貝殼為多孔結(jié)構(gòu)，強度較低，難以完全替代河砂。貝殼多呈薄片狀結(jié)構(gòu)，自身強度較低，混凝土攪拌過程中極易沿節(jié)理發(fā)生錯裂且顆粒回旋阻力很大。采用相同粗骨料情況下，因貝殼對混凝土流動性的影響，為保持相同流動度，必須增加水泥和水的用量。但過多的水不僅會降低水泥石密實度，還會在混凝土強度發(fā)展過程中集結(jié)于粗骨料底部，嚴重影響水泥石和骨料的膠結(jié)性質(zhì)，致使混凝土強度和耐久性降低。

所以，面向海洋工程中混凝土材料耐久性和強度等需求，具備低成本、綜合力學性能、高耐久性的海砂海洋工程專用水泥顯得十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術的不足，一種用于與海砂配制混凝土的海洋工程專用水泥。

為解決技術問題，本發(fā)明的解決方案是：

提供一種用于與海砂配制混凝土的海洋工程專用水泥，包括以下質(zhì)量百分比關系的各原料：硅酸鹽水泥20～50％；鋼渣粉20～50％；粉煤灰10～20％；礦渣粉10～20％；硅灰2-5％；阻銹劑1-4％。

本發(fā)明中，所述硅酸鹽水泥是42.5級及以上的硅酸鹽水泥，氯離子含量≤0.1％。；鋼渣粉是由鋼渣經(jīng)磁選、粉磨、選粉而得，比表面積在200～400m²/kg之間，氯離子含量≤0.1％；粉煤灰中CaO含量超過10％，細度≤二級灰，氯離子含量≤0.1％；礦渣粉是粒化高爐礦渣粉，活性指數(shù)≥S95級灰，氯離子含量≤0.1％；硅灰中含硅量大于75％，氯離子含量≤0.1％；阻銹劑為市售醇胺類鋼筋混凝土阻銹劑。

本發(fā)明還提供了前述海洋工程專用水泥的制備方法，包括：按所述配比關系稱量各原料組分，加入攪拌機中混合均勻，得到海洋工程專用水泥；密封包裝備用。

本發(fā)明還提供了前述海洋工程專用水泥的使用方法，包括：按海洋工程設計要求確定混凝土的配合比和淡化海砂摻加方案后，將海洋工程專用水泥、海砂和水一并加入混凝土攪拌機中，攪拌均勻得到水泥漿體；將水泥漿體用于海洋工程澆筑，并進行養(yǎng)護。

發(fā)明原理描述：