CN102320794A - 一种利用海砂制备而成的高强混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用海砂制备而成的高强混凝土。该高强混凝土由以下按重量百分比计的原料制备而成：海砂27％～29.2％，石40％～44.5％，水泥12％～16.9％，工业废渣7.7％～11.9％，水5％～5.4％和聚羧酸高效减水0.3％～0.6％。该高强混凝土的制备步骤包括：(1)将水泥、工业废渣、海砂和石混合干拌，得到干拌混合料；(2)将聚羧酸减水剂倒入水中混合得到水剂；(3)将水剂加入干拌混合料中，搅拌得到高强混凝土。本发明海砂超高强混凝土具有良好的工作性能、力学性能和耐久性能。

Description

一种利用海砂制备而成的高强混凝土

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种利用海砂作为细骨料制备而成的高强混凝土。

背景技术

混凝土每年生产量高达70亿立方米，是世界上用量最大的人造建筑材料，随着经济的发展和城市化进程的加快，人类不断向海洋进军、向天空探索、向地下挖掘，大量的高层建筑、大跨径桥梁、高速铁路、大型隧道和核工程等混凝土结构工程批量出现，超高强混凝土的应用得到了迅猛发展，需要大量的能源和资源支持。超高强混凝土普遍采用河砂作为细骨料，建筑河砂是混凝土的重要组分之一，每立方混凝土中砂子用量达1吨以上，国民经济发展对混凝土的需求巨大，极大地刺激了建筑河砂的开采，作为河砂开采大国，我国河道采砂负荷沉重，河砂资源入不敷出，导致来砂量与采砂量已经严重失衡，年年超采。建筑河砂的短缺，直接导致了部分工地的停工并导致了建筑河砂价格的翻倍增长，建筑河砂的巨大缺口是必须正视的重大资源问题，伴随陆地和河流环境保护压力，建筑用砂的开采在相当程度上开始转向海洋，利用海砂来制备超高强混凝土，不仅解决了沿海地区标准砂石资源普遍匾乏的难题，而且避免了远程砂石料的开采补给，有利于节约能源、保护生态环境。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种利用海砂制备而成的高强混凝土；该高强混凝土具有良好工作性能及耐久性能。

本发明的另一目的在于提供上述高强混凝土的制备方法，该方法充分利用了我国丰富的海砂资源，复合掺入粉煤灰和矿粉等矿物材料及高效减水剂。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种利用海砂制备而成的高强混凝土，该高强混凝土由以下按重量百分比计的原料制备而成：

所述海砂的细度模数为2.6～2.8，含泥量≤1.5％。

所述石优选为玄武岩碎石、石灰岩碎石或辉绿岩碎石；所述石为粒径5～20mm的碎石连续级配，针片状含量≤5％，压碎值≤5％。

所述水泥为强度等级≥42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

所述工业废渣为磨细矿渣粉、粉煤灰和硅灰中的两种以上；所述磨细矿渣粉的比表面积≥600m²/kg；所述粉煤灰的需水量比≤95％，烧失量≤5％；所述硅灰中的SiO₂质量含量≥90％，比表面积≥100000m²/kg。

所述聚羧酸高效减水剂的减水率≥30％。

所述高强混凝土的强度等级为C100。

上述高强混凝土的制备方法，包括以下操作步骤：

(1)将水泥、工业废渣、海砂和石混合干拌60～90秒，得到干拌混合料；

(2)将聚羧酸高效减水剂倒入水中混合得到水剂；

(3)将水剂加入干拌混合料中，搅拌120～180秒，得到高强混凝土。

本发明相对现有技术具有如下的优点及有益效果：

(1)本发明所述的原材料易得、生产工艺简单、对环境无污染，适合大规模生产，都为生产普通混凝土所需常规材料。

(2)本发明海砂超高强混凝土的强度等级达到了C100，具有良好的工作性能、力学性能和耐久性能，适合高层泵送。

(3)海岸带海砂、近岸浅海海砂以粗粒中砂、粗砂为主，含泥量相对较少、颗粒分布均匀、压碎指标小，非常适合制备高高强混凝土；本发明利用海砂取代河砂作为超高强混凝土细骨料，缓解了建筑河砂的缺口资源问题，为混凝土提供了一种新的原材料，有利于节约能源、保护生态环境，符合可持续性发展的战略目标。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

以下实施例所用原料的来源具体为：

(1)水泥：石井牌42.5R型普通硅酸盐水泥；(2)粉煤灰：东莞虎门沙角电厂标准II级灰，45μm筛的筛余为6.40％，需水量比为94％；(3)磨细矿渣粉：S95磨细矿渣粉，广东韶钢嘉羊新型材料有限公司，呈碱性，比表面积≥600m²/kg；(4)硅灰：埃肯国际贸易有限公司生产，其中的SiO₂质量含量≥90％，比表面积≥100000m²/kg；(5)河砂：花都区碳步镇新都砂石厂北江河砂；(6)海砂：广州珠江口海砂；(7)石子：增城石场产5～10mm瓜米石和大亚湾石场产5～20mm碎石两级粗集料配合成5～20mm连续级配骨料；(8)聚羧酸高效减水剂：西卡(中国)建筑材料有限公司生产的聚羧酸高效减水剂ViscoCrete3000。海砂与河砂主要物理性能见表1：

表1海砂与河砂的主要物理性能对比

实施例1：

(1)将425克水泥、150克磨细矿渣粉、45克硅灰、730克河砂和1000克石混合干拌60秒，得到干拌混合料；

(2)将16克聚羧酸减水剂倒入135克水中混合得到水剂；

(3)将水剂加入干拌混合料中，搅拌120秒，得到高强混凝土B0。

实施例2：

(1)将425克水泥、150克磨细矿渣粉、45克硅灰、730克海砂和1000克石混合干拌90秒，得到干拌混合料；

(2)将16克聚羧酸减水剂倒入135克水中混合得到水剂；

(3)将水剂加入干拌混合料中，搅拌180秒，得到高强混凝土B1。

实施例3：

(1)将385克水泥、115克磨细矿渣粉、50克粉煤灰、30克硅灰、646克海砂和1010克石混合干拌80秒，得到干拌混合料；

(2)将10.4克聚羧酸减水剂倒入145克水中混合得到水剂；

(3)将水剂加入干拌混合料中，搅拌160秒，得到高强混凝土B2。

实施例4：

将实施例1～3所得高强混凝土进行工作性能和力学性能试验，结果如表2所示，对混凝土进行耐久性能测试，结果如表3所示：

表2混凝土工作性能及力学性能

表3混凝土氯离子渗透性影响测试结果

从表2和表3的数据对比可见：

(1)本发明海砂超高强混凝土坍落度达到了250mm以上，扩展度500mm～630mm，同样配比的海砂超高强混凝土28d抗压强度要高于河砂超高强混凝土，海砂超高强混凝土28d达到了122.1MPa，而河砂超高强混凝土为119.2MPa。

(2)本发明海砂超高强混凝土迁移电量和氯离子扩散系数较天然河砂超高强混凝土低，说明海砂超高强混凝土具有优越的抗氯离子渗透性能。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用海砂制备而成的高强混凝土，其特征在于：该高强混凝土由以下按重量百分比计的原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的一种利用海砂制备而成的高强混凝土，其特征在于：所述海砂的细度模数为2.6～2.8，含泥量≤1.5％。

3.根据权利要求1所述的一种利用海砂制备而成的高强混凝土，其特征在于：所述石为玄武岩碎石、石灰岩碎石或辉绿岩碎石。

4.根据权利要求1所述的一种利用海砂制备而成的高强混凝土，其特征在于：所述石为粒径5～20mm的碎石连续级配，针片状含量≤5％，压碎值≤5％。

5.根据权利要求1所述的一种利用海砂制备而成的高强混凝土，其特征在于：所述水泥为强度等级≥42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

6.根据权利要求1所述的一种利用海砂制备而成的高强混凝土，其特征在于：所述工业废渣为磨细矿渣粉、粉煤灰和硅灰中的两种以上；所述磨细矿渣粉的比表面积≥600m²/kg；所述粉煤灰的需水量比≤95％，烧失量≤5％；所述硅灰中的SiO₂质量含量≥90％，比表面积≥100000m²/kg。

7.根据权利要求1所述的一种利用海砂制备而成的高强混凝土，其特征在于：所述聚羧酸高效减水剂的减水率≥30％。

8.根据权利要求1所述的一种利用海砂制备而成的高强混凝土，其特征在于：所述高强混凝土的强度等级为C100。

9.根据权利要求1所述的高强混凝土的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：

(1)将水泥、工业废渣、海砂和石混合干拌60～90秒，得到干拌混合料；

(2)将聚羧酸高效减水剂倒入水中混合得到水剂；

(3)将水剂加入干拌混合料中，搅拌120～180秒，得到高强混凝土。