CN104370510B - 一种高性能水下混凝土的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种水下混凝土，由水泥，硫铝酸盐水泥，混凝土改性剂，矿渣，硅灰，粉煤灰，骨料和拌合水按一定比例配制而成。本发明通过采用改性的水泥基胶凝复合材料作为原料所制得的水下混凝土，在水下不易分散，流动性好，凝结时间快，混凝土的结构致密，其1天抗压强度为5‑40MPa，28天为20‑90MPa。本发明高性能水下混凝土可采用强力搅拌，大功率泵送的机械化作业方式，能提高工作效率，为快速及大面积浇筑水下混凝土提供了一种新型的施工材料，特别适用于水下工程的建造和抢修，同时也适用于缺少建筑砂石和淡水，并且运输距离遥远，远离大陆海岸线的岛礁工程建设，本发明制备方法简便，应用广泛。

Description

一种高性能水下混凝土的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高性能水下混凝土。

背景技术：

[0002] 水下工程建设，特别是在远离大陆海岸线的海岛和海礁上的海洋水下工程建造 中，如果仍然使用目前市场上传统的水下混凝土材料，如：水泥、河砂、石子，絮凝剂等原材 料和淡水一起来拌制混凝土的话，那么这些混凝土原材料的运输，装卸，仓储和机械施工等 将会带来诸多的不便。不仅运输成本过高，同时在远离大陆海岸线的海洋环境条件下，特别 是在缺少淡水和砂石的岛礁的工程建造中，诸如原材料的装卸和仓储等工作几乎难于付诸 实践，另外，在远离大陆海岸线的海岛和海礁上气候变化异常，施工环境恶劣。因此研发一 种适合于岛礁建造和抢修用的新型水下混凝土材料以及简便的机械化施工工艺，对在远离 大陆海岸线的海岛和海礁上的工程建设具有十分重要的战略意义。

发明内容：

[0003] 本发明的目的在于提出一种适用于水下工程建设，特别是在远离大陆海岸线的海 岛和海礁上，水下工程的建造和抢修建设用的新型水下混凝土，这种高性能水下混凝土不 仅具有良好的水下抗分散能力和水下流动性，同时早期强度高，后期强度发展迅速，所形成 的水下混凝土结构致密，和普通的水下混凝土相比，能更有效地保护混凝土结构中的钢筋 免受海水中氯离子的侵蚀。

[0004] 本发明提出的水下混凝土，由水泥，硫铝酸盐水泥，混凝土改性剂，矿渣，硅灰，粉 煤灰，骨料和拌合水组成，各组分的重量百分比为： 组分 重量百分比 水泥 20. 0% -- 48. 0% 硫铝酸盐水泥 0% — 10. 0% 混凝土改性剂 0.80% — 6.00%

[0005] 矿渣 0% -- 18. 0% 硅灰 0. 40% — 16. 0% 粉煤灰 1.00% —12.0% 骨料 25. 0% — 60. 0% 拌合水 7. 0% — 25. 0%

[0006] 其总量满足100 %。

[0007] 本发明中，所述水泥为娃酸盐水泥，普通娃酸盐水泥，矿渣水泥或火山灰水泥中的 一种或多种。

[0008] 本发明中，所述硫铝酸盐水泥为早强型硫铝酸盐水泥或高强型硫铝酸盐水泥中的 一种或两种复合。

[0009] 本发明中，所述混凝土改性剂为丙烯酸，乙烯和聚氯乙烯共聚物，萘系磺酸盐，聚 羧酸盐，三聚氰胺聚合物中的一种或多种复合。

[0010] 本发明中，所述矿渣为磨细的高炉矿渣。

[0011] 本发明中，所述硅灰为冶炼硅铁矿石时所形成的超细SiO2粉末。

[0012] 本发明中，所述粉煤灰为燃煤电厂所排放的工业废渣，I级灰或II级灰。

[0013] 本发明中，所述骨料为海砂、河砂、石子或吸水后形成的高分子聚合树脂中的一种 或多种复合。

[0014] 本发明中，所述拌合水为淡水或海水之一种。

[0015] 本发明的制备方法可分为以下2种：

[0016] ①临时配制法:按比例准确称取原料，首先称取水泥，硫铝酸盐水泥，混凝土改性 剂，矿渣，硅灰，粉煤灰，骨料(砂石)加入混凝土搅拌机，后称取拌合水，边搅拌边加入拌合 水，搅拌5-10分钟后，如配方要求的话，再称取吸水后形成的高分子聚合树脂并加入到混凝 土搅拌机中，继续搅拌1-2分钟，即得所需产品。

[0017] ②干混砂浆法:按比例准确称取水泥，硫铝酸盐水泥，混凝土改性剂，硅灰，粉煤灰 和干燥骨料(砂石），加入干混砂浆混料机，搅拌5-10分钟，制得干混料，然后按照一定规格 进行定量包装，包装应具有防潮抗渗作用，在使用现场，干混料和拌合水按比例加入到混凝 土搅拌机中，混合5-10分钟后，如配方要求的话，再称取吸水后的高分子聚合树脂并加入到 混凝土搅拌机中，继续搅拌1-2分钟，即得所需产品。

[0018] 本发明的生产制造工艺和施工工艺简便，适合于大批量的生产，运输和存储。

[0019] 本发明的水下混凝土经有关部门检测1天的抗压强度为5-40MPa，28天的抗压强度 为20-90MPa。

[0020] 本发明具有如下的优点：

[0021] 1、由于本发明的水下混凝土具有良好的水下抗分散性，同时也具有很好的水下流 动性，可提高水下混凝土的致密度，有利于水下混凝土的大面积的建设施工。

[0022] 2、由于本发明的水下混凝土不仅具有较高的早期强度，同时后期强度发展迅速， 故可用于各种水工及海洋工程的建造和抢修作业。

[0023] 3、由于本发明的水下混凝土所形成的混凝土结构致密，和普通的水下混凝土相 比，能更有效地保护混凝土结构中的钢筋免受海水中氯离子的侵蚀

[0024] 4、由于本发明的水下混凝土通过使用吸水后的高分子聚合物树脂作为人工骨料， 从而改变了在传统混凝土材料中全部使用砂石作为骨料的混凝土工艺，如在远离大陆海岸 线的岛礁工程建设中使用这种水下混凝土，不仅可节约大量的砂石运输、装卸和存储费用， 进而降低工程的建造成本，同时又能为缺少砂石的岛礁工程建设提供一种新型的水下混凝 土施工工艺。

[0025] 5、由于本发明使用了大掺量的粉煤灰，故可显著降低水下混凝土的制造成本。

[0026] 6、由于本发明的原材料全部采用大量生产的市场成品，所以原材料易得，适合广 泛应用。

具体实施方式

[0027] 以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

[0028] 实施例1

[0029] 使用硅酸盐水泥配制的水下混凝土 ：

[0030] 表1:

[0031]

[0032] 使用硅酸盐水泥配制的水下混凝土 ：

[0033] 硅酸盐水泥62.528.4%，早强型硫铝酸盐水泥42.51.20%，混凝土改性剂2.41 %， 硅灰3.35 %，粉煤灰3.24 %，骨料(砂石)48.20 %，海水13.2 %，。按比例准确称取原料后，用 混凝土搅拌机进行搅拌，边搅拌边加入海水，搅拌10分钟后，将搅拌好的混凝土倒入已置于 水中20cm深的4cmX4cmX 16cm和15cmX 15cmX 15cm模具中，6小时后从水中取出试模，用刮 刀刮平模具表面后，重新置入水中养护至24小时，拆模后测砂浆1天的抗压强度，其他试块 放入室温海水中养护至测试龄期。

[0034] 经测试，该混凝土的1天抗压强度为38.6MPa，28天抗压强度为87.7MPa。

[0035] 实施例2

[0036] 使用矿渣水泥配制的水下混凝土

[0037] 表2

[0038]

[0039] 使用矿渣水泥配制的水下混凝土：

[0040] 矿渣水泥42.533.10 %，早强型硫铝酸盐水泥42.51.62%，混凝土改性剂2.64%， 硅灰3.12 %，粉煤灰1.62 %，骨料渺石)45.20 %，海水12.7 %，。按比例准确称取原料后，用 混凝土搅拌机进行搅拌，边搅拌边加入海水，搅拌10分钟后，将搅拌好的混凝土倒入已置于 水中20cm深的4cmX4cmX 16cm和15cmX 15cmX 15cm模具中，6小时后从水中取出试模，用刮 刀刮平模具表面后，重新置入水中养护至24小时，拆模后测砂浆1天的抗压强度，其他试块 放入室温海水中养护至测试龄期。

[0041] 经测试，该混凝土的1天抗压强度为31.110^，28天抗压强度为84.210^。

[0042] 实施例3

[0043] 使用矿渣水泥配制的水下混凝土：

[0044] 矿渣水泥42.536.10 %，早强型硫铝酸盐水泥42.51.80 %，混凝土改性剂2.51 %， 硅灰2.69%，粉煤灰1.83%，骨料(砂石)35.37%，海水14.3%，。按比例准确称取原料后，用 混凝土搅拌机进行搅拌，边搅拌边加入海水，搅拌5-10分钟后，再称取吸水后的高分子聚合 树脂5.40%，加入到混凝土搅拌机中，继续搅拌1-2分钟，将搅拌好的混凝土倒入已置于水 中20cm深的4cmX4cmX 16cm和15cmX 15cmX 15cm模具中，6小时后从水中取出试模，用刮刀 刮平模具表面后，重新置入水中养护至24小时，拆模后测砂浆1天的抗压强度，其他试块放 入室温海水中养护至测试龄期。

[0045] 经测试，该混凝土的1天抗压强度为12.6MPa，28天抗压强度为39.3MPa。

Claims (5)

1. 一种高性能水下混凝土，其特征在于由水泥，硫铝酸盐水泥，混凝土改性剂，矿渣，硅 灰，粉煤灰，骨料和拌合水构成，各组分的重量百分比为： 水泥 20. 0% -- 48. 0% 硫铝酸盐水泥 1. 2% -- 10. 0% 混凝土改性剂 0. 80% — 6. 00% 矿渣 0% — 18. 0% 硅灰 0. 40% — 16. 0% 粉煤灰 1.00% —12.0% 骨料 25. 0% — 60. 0% 拌合水 7. 0% — 25. 0% 其总量满足100%; 所述硫铝酸盐水泥为早强型硫铝酸盐水泥或高强型硫铝酸盐水泥中的一种或两种复 合;所述混凝土改性剂为丙烯酸，乙烯和聚氯乙烯共聚物，聚羧酸盐，三聚氰胺聚合物中的 一种或多种复合;所述骨料为海砂、河砂、石子或吸水后膨胀形成的高分子聚合树脂中的一 种或多种复合，所述水泥为娃酸盐水泥，普通娃酸盐水泥，矿渣水泥或火山灰水泥中的一种 或多种。

2. 根据权利要求1所述的水下混凝土，其特征在于所述矿渣为磨细的高炉矿渣。

3. 根据权利要求1所述的水下混凝土，其特征在于所述硅灰为冶炼硅铁矿石时所形成 的超细SiO2粉末。

4. 根据权利要求1所述的水下混凝土，其特征在于所述粉煤灰为燃煤电厂所排放的工 业废渣，I级灰或II级灰。

5. 根据权利要求1所述的水下混凝土，其特征在于所述拌合水为淡水或海水之一种。