[發明專利]一種珊瑚骨料及其低成本改性方法

在審

• 申請號: 202010859556.1
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN111943546A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 劉晉銘;謝偉;歐忠文;梅勇;周亭;羅偉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防工程研究院
• 主分類號: C04B20/10
• 分類號: C04B20/10;C04B20/02;C04B14/28
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 趙徐平

本發明公開了一種珊瑚骨料及其低成本改性方法,步驟包括：(1)稱取珊瑚骨料；(2)將珊瑚骨料放入礦渣溶液中，浸泡后撈出瀝干；(3)將瀝干的珊瑚骨料與水玻璃溶液混合攪拌均勻；(4)將珊瑚骨料撈出晾干即得改性珊瑚骨料。本發明成本低廉、操作簡便，很大程度上降低了珊瑚骨料的孔隙率和吸水率，可大幅度提升珊瑚骨料力學性能和工作性能。相同材料、配合比和拌制條件下，采用本發明改性后的珊瑚骨料配制混凝土，可大幅度提高全珊瑚混凝土抗壓強度和抗折強度，拓展了全珊瑚混凝土的應用場景。

技術領域

本發明涉及建筑材料技術領域，具體的涉及一種珊瑚骨料及其低成本改性方法。

背景技術

中國海岸線漫長，其中在中國南海區域依次分布著東沙群島、西沙群島、中沙群島和南沙群島以及一些小島嶼。近年來隨著中國南海開發建設的增多，建設所需大量混凝土集料問題日益突出。采用陸地傳統粗細集料進行島礁建設，原材料需從內陸遠海運輸，中間環節多、消耗時間長、費用花銷高。并且海洋島礁地質條件復雜，場地狹小，施工作業區域受限，采用陸地傳統粗細集料建設難度大。又加之，島礁自然環境惡劣，陸地傳統粗細集料難以適應多濕熱、多鹽霧、多臺風、多潮汐的海洋環境，耐久性差，服役年限短。

而中國南海島礁的主體結構大部分是珊瑚礁石，島礁上存有大量珊瑚砂石，容易開發。就地取材，采用珊瑚砂石作為混凝土骨料，可以很好地解決傳統砂石運輸成本高、施工場地小和環境適應差等問題，有助于島礁工程建設快速發展。珊瑚礁是熱帶海洋環境中珊瑚蟲死后的產物，而珊瑚砂石是經過海風侵蝕、海水沖刷以及波浪拍打等一系列因素堆積、破碎并分解形成的松散堆積物，其中還含有其他海洋生物的骨骼碎屑。珊瑚砂石自身孔隙率高，一般可達30％-50％，飽和吸水率一般為15％-30％，壓碎指標一般為25％-40％。基于現有研究資料，針對珊瑚骨料進行原味配制的全珊瑚混凝土強度較低，抗壓強度一般為30MPa左右。其主要原因在于，珊瑚骨料自身力學性能較差，并且由于自身吸水性強，在混凝土拌制過程中摻水量遠大于普通混凝土摻水量。

目前，國內外針對全珊瑚混凝土研究主要集中在其力學性能提升和耐久性能改進方面。研究人員發現，通過一些技術手段可在一定程度上提高珊瑚混凝土力學性能。主要方法有：增加水泥、硅灰、微珠等膠凝材料摻量，增加聚丙烯纖維、玻璃纖維、碳纖維等增韌纖維，添加高效減水劑以減小水灰比，引入微生物誘導碳酸鈣沉淀技術等。但是，這些技術存在成本較高、操作復雜等問題。

因此，提供一種成本較低、操作簡單且能夠提高珊瑚混凝土力學性能的珊瑚骨料改性方法是本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種成本低廉、制備簡單的珊瑚骨料及其改性方法，采用改性珊瑚骨料配制全珊瑚混凝土，從而提高全珊瑚混凝土的力學性能。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種珊瑚骨料，包括以下原料：珊瑚骨料、礦渣溶液和水玻璃溶液。

進一步，所述珊瑚骨料粒徑為19mm以下。

采用上述進一步的有益效果在于：由于珊瑚骨料內部孔隙較多，工程上使用較大粒徑骨料容易影響混凝土的力學性能，并且，粒徑過大時，改性方法難以封堵骨料內部孔隙，改性效果不大。本發明限定采用粒徑為19mm以下的珊瑚骨料利于改性時封堵骨料內部空隙，提高改性效果，進而改善珊瑚骨料的力學性能。

進一步，所述礦渣溶液與珊瑚骨料的體積比為(2-3):1。

更進一步，所述礦渣溶液質量分數為10-20％，所述礦渣符合 GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣》標準要求。

采用上述進一步的有益效果在于：本發明采用的礦渣溶液進行改性，能夠使礦渣溶液與珊瑚骨料能夠充分接觸，礦渣能有效附著于珊瑚骨料表面，封堵孔隙。

進一步，所述水玻璃溶液與珊瑚骨料的體積比為(2-3):1。