CN104591623A - 一种海洋环境中专用混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋环境中专用混凝土，其原料按重量份包括以下组分：水泥80-130份、石子150-260份、黄砂170-240份、机制砂30-80份、瓜子片80-180份、碳纳米管15-40份、玄武岩纤维10-35份、活性硅粉30-70份、沸石粉20-70份、聚羧酸系高效减水剂4-8份、苯甲酸单乙醇胺2-6份、棕榈酸0.5-2.3份、氢氧化钠2-4份、硬脂酸0.3-1.5份、聚硅氧烷乳液3-5.6份、水70-120份。本发明所述海洋环境中专用混凝土，其强度高，抗渗性强，在海洋环境中应用耐久性好。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种海洋环境中专用混凝土。
背景技术
我国海域辽阔，海岸线很长，岛屿众多，而大规模的基本建设大都集中在沿海地区，例如海港码头、海洋平台、海堤、护案、防波堤、跨海大桥、海底隧道、海上风电、人工岛等，而海洋中的氯离子以海水、海雾等形式渗入混凝土，影响混凝土结构的使用性能和寿命，以往的海洋工程其耐久性欠佳，大多达不到设计寿命的要求。
发明内容
本发明提出了一种海洋环境中专用混凝土，其强度高，抗渗性强，耐久性好。
本发明提出了一种海洋环境中专用混凝土，其原料按重量份包括以下组分：水泥80-130份、石子150-260份、黄砂170-240份、机制砂30-80份、瓜子片80-180份、碳纳米管15-40份、玄武岩纤维10-35份、活性硅粉30-70份、沸石粉20-70份、聚羧酸系高效减水剂4-8份、苯甲酸单乙醇胺2-6份、棕榈酸0.5-2.3份、氢氧化钠2-4份、硬脂酸0.3-1.5份、聚硅氧烷乳液3-5.6份、水70-120份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：水泥90-120份、石子170-220份、黄砂185-210份、机制砂40-55份、瓜子片100-160份、碳纳米管30-36份、玄武岩纤维19-26份、活性硅粉48-61份、沸石粉48-56份、聚羧酸系高效减水剂5.3-6.2份、苯甲酸单乙醇胺3.4-4.6份、棕榈酸1.2-2.1份、氢氧化钠2.9-3.4份、硬脂酸0.7-1.1份、聚硅氧烷乳液3.9-4.5份、水95-110份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：水泥100份、石子200份、黄砂200份、机制砂50份、瓜子片150份、碳纳米管33份、玄武岩纤维21份、活性硅粉52份、沸石粉53份、聚羧酸系高效减水剂5.8份、苯甲酸单乙醇胺3.9份、棕榈酸1.6份、氢氧化钠3.2份、硬脂酸0.9份、聚硅氧烷乳液4.2份、水100份。
优选地，所述活性硅粉中二氧化硅的含量为95％以上。
优选地，所述聚羧酸系高效减水剂按照以下工艺进行制备；按重量份将30-40份烯丙基聚乙二醇、1-3份马来酸酐、1.3-2.8份甲基丙烯酸乙酯和40-50份水混合后加入反应装置中搅拌均匀，通入氮气后加入0.2-0.6份过硫酸钾，搅拌升温至65-80℃后保温5-8h，降温至30-38℃后利用三乙胺调节体系的pH为7-9后得到所述聚羧酸高效减水剂。
优选地，所述聚羧酸系高效减水剂按照以下工艺进行制备；按重量份将33-36份烯丙基聚乙二醇、1.6-2.3份马来酸酐、1.9-2.2份甲基丙烯酸乙酯和43-46份水混合后加入反应装置中搅拌均匀，通入氮气后加入0.3-0.5份过硫酸钾，升温至70-75℃后保温6.5-7.2h，降温至33-36℃后利用三乙胺调节体系的pH为7-8后得到所述聚羧酸高效减水剂。
优选地，所述聚羧酸系高效减水剂按照以下工艺进行制备；按重量份将34份烯丙基聚乙二醇、2份马来酸酐、2.1份甲基丙烯酸乙酯和44份水混合后加入反应装置中搅拌均匀，通入氮气后加入0.4份过硫酸钾，升温至74℃后保温7h，降温至35℃后利用三乙胺调节体系的pH为7后得到所述聚羧酸高效减水剂。
本发明中，添加的碳纳米管、玄武岩纤维在混凝土内部形成致密的纤维网状结构，限制了混凝土内部微裂纹的产生和发展，具有增强、增韧混凝土的效果，改善了混凝土的力学性能；活性硅粉和沸石粉中的二氧化硅可以与水泥中的氢氧化钙发生反应，生成更为坚硬的硅酸盐，提高了混凝土的强度，同时其可以填充在混凝土的空隙中，提高了混凝土的抗渗性，改善了混凝土的强度和密实性，另外还可以通过吸附和离子交换作用降低混凝土中钾离子和钠离子的浓度，缓解碱-集料对混凝土的危害；添加的聚羧酸系高效减水剂具有高减水率和保持良好的塌落度，得到的混凝土性能稳定；苯甲酸单乙醇胺加入到混凝土中后会分解为苯甲酸和单乙醇胺，苯甲酸和单乙醇胺能够迁移至混凝土表面形成保护膜，在海洋环境中应用可以减少海水在混凝土内部的迁移，提高了混凝土的耐久性，与碳纳米管、玄武岩纤维配合，进一步降低了内部裂纹的产生；棕榈酸与硬脂酸加入到混凝土中，在氢氧化钠的辅助下能与水泥中的氢氧化钙反应形成不溶性钙皂吸附层，起到填充微小孔隙和阻塞毛细管通道的作用，配合聚硅氧烷乳液后降低了混凝土的吸水量，延缓了海水对混凝土的腐蚀性；本发明中选择的各种原料按照上述比例配合形成的混凝土降低了氯离子渗透性，延长了混凝土中钢筋开始锈蚀的时间，提高了混凝土抗硫酸盐侵蚀性能以及抗冻性，有效抑制了碱-集料反应，增强了混凝土的耐久性，可以在海洋环境中应用。
对本发明所述海洋环境中专用混凝土进行性能测试，其3d抗压强度为45.7-53.2MPa，7d抗压强度为57.9-65.6MPa，28d抗压强度为82.3-84.3MPa，3d抗折强度为8.3-10.2MPa，7d抗折强度为12.3-15.4MPa，28d抗折强度为19.6-22.4MPa；本发明所述海洋环境中专用混凝土在海洋环境中可以连续使用80-105年。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
在具体实施例中，本发明所述海洋环境中专用混凝土，其原料中，水泥的重量份可以为82、86、88.3、91、93.4、95、97、98、103、105、108.6、109、112、115、118.3、123、127份，石子的重量份可以为153、159、162、168、173、178、182、187、194、198.3、203、207.5、209.4、210、213、218、226、229.4、234、238、245、248、253、257.6份，黄砂的重量份可以为170.3、178、182、189、194、197.5、203、208.4、211、216.3、223、227、228.9、231、237、238.7份，机制砂的重量份可以为32、34、38.6、42、45、48、49.3、50.6、53、57、59、59.8、62、64、68、69.3、70、70.5、72、74、76、78.3、79.4份，瓜子片的重量份可以为85、89、92、97、103、107.5、110、112、114.9、118、121、128、134、138、146、148.5、152、157、163、168、172、174.8、178.3份，碳纳米管的重量份可以为15.6、16、16.7、18、18.3、19、19.7、21、21.3、22、22.7、24、24.6、25、28、29、29.3、31、34、35、37.4、38、38.9、39.2份，玄武岩纤维的重量份可以为12、14、16、18.3、20、20.4、23、25、26.3、27、28、29.4、30、30.4、31、32、32.5、33、33.4、34、34.6份，活性硅粉的重量份可以为32、37、38、40、42、45、47.6、49、51、53、57、58.6、60、60.4、62、65、67、68.3、69、69.4份，沸石粉的重量份可以为23、27、29.3、32、34、37、38.6、40、42、43、45、48.3、51、54、57、58.3、59、59.4、61、62、64、65.3、67、68、69.2份，聚羧酸系高效减水剂的重量份可以为4.2、4.6、4.8、5、5.7、6、6.4、6.9、7、7.2、7.4、7.6、7.83份，苯甲酸单乙醇胺的重量份可以为2.3、2.7、3、3.8、4、4.3、4.87、5、5.2、5.6、5.78、5.8、5.94份，棕榈酸的重量份可以为0.56、0.64、0.7、0.78、0.9、0.94、1、1.35、1.4、1.56、1.67、1.8、1.89、1.94、2、2.2、2.23份，氢氧化钠的重量份可以为2.2、2.26、2.4、2.7、2.86、2.94、3、3.1、3.45、3.56、3.6、3.7、3.84、3.9、3.92份，硬脂酸的重量份可以为0.34、0.4、0.43、0.5、0.56、0.6、0.61、0.67、0.74、0.8、0.83、0.94、1、1.2、1.3、1.45份，聚硅氧烷乳液的重量份可以为3.2、3.4、3.8、4、4.6、5、5.3、5.4、5.56份，水的重量份可以为71、72、74、76、78.3、79、79.4、82、83、84、85、86.3、89、92、97、98.3、103、107、112、116、117.5、119.3份。
实施例1
本发明所述海洋环境中专用混凝土，其原料按重量份包括以下组分：水泥80份、石子260份、黄砂170份、机制砂80份、瓜子片180份、碳纳米管15份、玄武岩纤维35份、活性硅粉70份、沸石粉20份、聚羧酸系高效减水剂8份、苯甲酸单乙醇胺2份、棕榈酸2.3份、氢氧化钠2份、硬脂酸1.5份、聚硅氧烷乳液3份、水120份。
实施例2
本发明所述海洋环境中专用混凝土，其原料按重量份包括以下组分：水泥130份、石子150份、黄砂240份、机制砂30份、瓜子片80份、碳纳米管40份、玄武岩纤维10份、活性硅粉30份、沸石粉70份、聚羧酸系高效减水剂4份、苯甲酸单乙醇胺6份、棕榈酸0.5份、氢氧化钠4份、硬脂酸0.3份、聚硅氧烷乳液5.6份、水70份；
其中，所述活性硅粉中二氧化硅的含量为95.6％；
所述聚羧酸系高效减水剂按照以下工艺进行制备；按重量份将30份烯丙基聚乙二醇、3份马来酸酐、1.3份甲基丙烯酸乙酯和50份水混合后加入反应装置中搅拌均匀，通入氮气后加入0.2份过硫酸钾，搅拌升温至80℃后保温5h，降温至38℃后利用三乙胺调节体系的pH为7后得到所述聚羧酸高效减水剂。
实施例3
本发明所述海洋环境中专用混凝土，其原料按重量份包括以下组分：水泥109份、石子173份、黄砂237份、机制砂57份、瓜子片121份、碳纳米管22份、玄武岩纤维30份、活性硅粉57份、沸石粉43份、聚羧酸系高效减水剂6.9份、苯甲酸单乙醇胺4.87份、棕榈酸1.89份、氢氧化钠3.6份、硬脂酸0.74份、聚硅氧烷乳液5.4份、水107份；
其中，所述活性硅粉中二氧化硅的含量为97.3％；
所述聚羧酸系高效减水剂按照以下工艺进行制备；按重量份将40份烯丙基聚乙二醇、1份马来酸酐、2.8份甲基丙烯酸乙酯和40份水混合后加入反应装置中搅拌均匀，通入氮气后加入0.6份过硫酸钾，搅拌升温至65℃后保温8h，降温至30℃后利用三乙胺调节体系的pH为9后得到所述聚羧酸高效减水剂。
实施例4
本发明所述海洋环境中专用混凝土，其原料按重量份包括以下组分：水泥100份、石子200份、黄砂200份、机制砂50份、瓜子片150份、碳纳米管33份、玄武岩纤维21份、活性硅粉52份、沸石粉53份、聚羧酸系高效减水剂5.8份、苯甲酸单乙醇胺3.9份、棕榈酸1.6份、氢氧化钠3.2份、硬脂酸0.9份、聚硅氧烷乳液4.2份、水100份；
其中，所述活性硅粉中二氧化硅的含量为96％；
所述聚羧酸系高效减水剂按照以下工艺进行制备；按重量份将34份烯丙基聚乙二醇、2份马来酸酐、2.1份甲基丙烯酸乙酯和44份水混合后加入反应装置中搅拌均匀，通入氮气后加入0.4份过硫酸钾，升温至74℃后保温7h，降温至35℃后利用三乙胺调节体系的pH为7后得到所述聚羧酸高效减水剂。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种海洋环境中专用混凝土，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：水泥80-130份、石子150-260份、黄砂170-240份、机制砂30-80份、瓜子片80-180份、碳纳米管15-40份、玄武岩纤维10-35份、活性硅粉30-70份、沸石粉20-70份、聚羧酸系高效减水剂4-8份、苯甲酸单乙醇胺2-6份、棕榈酸0.5-2.3份、氢氧化钠2-4份、硬脂酸0.3-1.5份、聚硅氧烷乳液3-5.6份、水70-120份。
2.根据权利要求1所述海洋环境中专用混凝土，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：水泥90-120份、石子170-220份、黄砂185-210份、机制砂40-55份、瓜子片100-160份、碳纳米管30-36份、玄武岩纤维19-26份、活性硅粉48-61份、沸石粉48-56份、聚羧酸系高效减水剂5.3-6.2份、苯甲酸单乙醇胺3.4-4.6份、棕榈酸1.2-2.1份、氢氧化钠2.9-3.4份、硬脂酸0.7-1.1份、聚硅氧烷乳液3.9-4.5份、水95-110份。
3.根据权利要求1或2所述海洋环境中专用混凝土，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：水泥100份、石子200份、黄砂200份、机制砂50份、瓜子片150份、碳纳米管33份、玄武岩纤维21份、活性硅粉52份、沸石粉53份、聚羧酸系高效减水剂5.8份、苯甲酸单乙醇胺3.9份、棕榈酸1.6份、氢氧化钠3.2份、硬脂酸0.9份、聚硅氧烷乳液4.2份、水100份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述海洋环境中专用混凝土，其特征在于，所述活性硅粉中二氧化硅的含量为95％以上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述海洋环境中专用混凝土，其特征在于，所述聚羧酸系高效减水剂按照以下工艺进行制备；按重量份将30-40份烯丙基聚乙二醇、1-3份马来酸酐、1.3-2.8份甲基丙烯酸乙酯和40-50份水混合后加入反应装置中搅拌均匀，通入氮气后加入0.2-0.6份过硫酸钾，搅拌升温至65-80℃后保温5-8h，降温至30-38℃后利用三乙胺调节体系的pH为7-9后得到所述聚羧酸高效减水剂。
6.根据权利要求1-5中任一项所述海洋环境中专用混凝土，其特征在于，所述聚羧酸系高效减水剂按照以下工艺进行制备；按重量份将33-36份烯丙基聚乙二醇、1.6-2.3份马来酸酐、1.9-2.2份甲基丙烯酸乙酯和43-46份水混合后加入反应装置中搅拌均匀，通入氮气后加入0.3-0.5份过硫酸钾，升温至70-75℃后保温6.5-7.2h，降温至33-36℃后利用三乙胺调节体系的pH为7-8后得到所述聚羧酸高效减水剂。
7.根据权利要求1-6中任一项所述海洋环境中专用混凝土，其特征在于，所述聚羧酸系高效减水剂按照以下工艺进行制备；按重量份将34份烯丙基聚乙二醇、2份马来酸酐、2.1份甲基丙烯酸乙酯和44份水混合后加入反应装置中搅拌均匀，通入氮气后加入0.4份过硫酸钾，升温至74℃后保温7h，降温至35℃后利用三乙胺调节体系的pH为7后得到所述聚羧酸高效减水剂。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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