CN107986650A - 一种混凝土胶凝材料 - Google Patents

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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/34—Hydraulic lime cements; Roman cements ; natural cements

Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种混凝土胶凝材料。包括如下重量百分比的成分：水泥熟料：10‑30%；火山灰质材料：30‑80%；生石灰：20‑40%。本发明选用高铝质火山灰材料，以海水作为拌合水、利用生石灰与水接触迅速释放热量的特征模拟水热合成法，加速矿物的形成；火山灰质材料以海水的碱性以及生石灰的碱性作为碱激发，激发火山灰活性；辅以少量硫铝酸盐水泥熟料或高铝水泥熟料，与海水中的硫酸根离子、氯离子等结合形成早强矿物，以满足施工要求。

Description

一种混凝土胶凝材料
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种混凝土胶凝材料。
背景技术
我国是一个海洋大国，近年来海洋岛礁工程建设正面临繁重的建设任务，民用及军用码头、海上机场、海上风力发电站、海上灯塔及雷达站、岛礁边防工事等基础设施建设如火如荼。而海工混凝土在早期应用过程中，仅仅几年时间就已经出现了明显的混凝土剥蚀、开裂等现象。
何种胶凝材料能够做到在海水中具有良好的耐腐蚀性能？国内外学者做了大量的研究。近些年来我国也已研究开发了新型的矿渣水泥，采用了矿渣微粉作为水泥的混合材，研制成功了海工硅酸盐水泥。但兼顾耐腐蚀的同时，其早期强度受影响，使混凝土的施工性能受到影响。尤其是采用海水、海砂拌养，需水量大，强度发挥慢，与骨料的界面问题不能受控，胶结性能不理想。
地球上的淡水总量仅占水资源总量的2.5％，而海水则占96.5％。但现目前的大多研究主要停留在淡水制备混凝的阶段中，因按易于腐蚀混凝土中钢材的观点，海水被禁止使用作为混凝土的拌合用水。然而混凝土的制备和使用过程中，拌合用水和养护用水不可缺少。这不仅有碍水资源的有效利用，而且不利于淡水紧缺情况下的紧急复建工程。
在远离大陆千里之遥的热带珊瑚岛礁上修补损坏的混凝土工程，由于岛礁上没有碎石、河沙等常规的建筑材料，施工用淡水也非常匮乏。所以，有时不得不千里迢迢从大陆用船舶运输，这样不仅运作艰辛、费用高昂，而且受风浪等自然条件限制，工期也难以保证。因此，在不破坏当地生态环境的前提下，在岛礁上就地取材，用疏浚港池、航道挖出的珊瑚礁、砂和被台风海浪冲刷堆积的珊瑚礁、砂代替碎石、河沙，用海水代替淡水，配制海水拌养珊瑚礁、砂混凝土修补工程有其重要的现实意义和极高的使用价值。
国家发改委、财政部、工信部联合印发的《关键材料升级换代工程实施方案》中明确提出了支持南海岛礁建设用海水拌养型混凝土产业化，珊瑚礁、砂集料海水拌养混凝土就地取材利用率大于75％，28d抗压强度不低于50MPa，劈裂抗拉强度大于5.0MPa，海水拌养型混凝土年产能达到20万立方米并在南海岛礁建设中实现示范应用。
发明内容
本发明的目在于，针对现有海岛建设所用胶凝材料需要长途运输淡水、碎石、河沙等，不仅造价成本高昂，也因为现有胶凝材料所形成的矿物与海水不相容，容易受到腐蚀而被破坏的不足，提出一种成本低、耐久性好，并且能够采用海水、海砂拌养混凝土的专用胶凝材料。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种混凝土胶凝材料，其特征在于，包括如下重量百分比的成分：
水泥熟料：10-30％；
火山灰质材料：44-60％；
生石灰：20-40％。
所述水泥熟料为高铝水泥熟料或硫铝酸盐水泥熟料。
所述水泥熟料为高铝水泥熟料，所述高铝水泥熟料的比表面积为350m2/kg-390m2/kg。
所述高铝水泥熟料中Al2O3的含量大于40％。
所述水泥熟料为硫铝酸盐水泥熟料，所述硫铝酸盐水泥熟料的比表面积为350m2/kg-390m2/kg。
所述硫铝酸盐水泥熟料的1天强度≥30MPa，3天强度≥52.5MPa。
所述火山灰质材料为浮石、玄武岩、粉煤灰和粘土中的一种或几种。
所述火山灰质材料的比表面积≥500m2/kg，28天抗压活性指数≥70％。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明选用高铝质火山灰材料，以海水作为拌合水、利用生石灰与水接触迅速释放热量的特征模拟水热合成法，加速矿物的形成；火山灰质材料以海水的碱性以及生石灰的碱性作为碱激发，激发火山灰活性；辅以少量硫铝酸盐水泥熟料或高铝水泥熟料，与海水中的硫酸根离子、氯离子等结合形成早强矿物，以满足施工要求。本发明可就地取材，用海水、海砂拌养，大大的降低了生产成本。利用了海水的中的一些所谓“有害离子”形成有效矿物，与海砂相生，提高了工程的耐久性。
具体实施方式
下面对本发明做详细的说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
作为本发明的一种较佳实施例，本实施例公开了一种混凝土胶凝材料，本实施例包括：
一种混凝土胶凝材料，包括如下重量百分比的成分：比表面积为360m2/kg的高铝水泥熟料20％，比表面积为500m2/kg的玄武岩60％，生石灰20％。
混合均匀后，与海水按照水灰比W/C＝0.6，与海砂1:3比例制备胶砂试样，参照标准GB/T17671-1999的胶砂成型方法，在25-30℃的环境中进行自然养护。制得的胶凝材料物理性能如下：
实施例2
作为本发明的一种较佳实施例，本实施例公开了一种混凝土胶凝材料，本实施例包括：
一种混凝土胶凝材料，包括如下重量百分比的成分：比表面积为350m2/kg的高铝水泥熟料30％，比表面积为500m2/kg的粉煤灰50％，生石灰20％。所述高铝水泥熟料中Al2O3的含量为45％。
混合均匀后，与海水按照水灰比W/C＝0.6，与海砂1:3比例制备胶砂试样，参照标准GB/T17671-1999的胶砂成型方法，在25-30℃的环境中进行自然养护。
制得的胶凝材料物理性能如下：
实施例3
作为本发明的一种较佳实施例，本实施例公开了一种混凝土胶凝材料，本实施例包括：
一种混凝土胶凝材料，包括如下重量百分比的成分：比表面积为350m2/kg的硫铝酸盐水泥熟料25％，比表面积为500m2/kg的浮石粉60％，生石灰25％。所述硫铝酸盐水泥熟料的1天强度为30MPa，3天强度为52.5MPa，所述浮石粉的28天抗压活性指数为70％。
混合均匀后，与海水按照水灰比W/C＝0.6，与海砂1:3比例制备胶砂试样，参照标准GB/T17671-1999的胶砂成型方法，在25-30℃的环境中进行自然养护。
制得的胶凝材料物理性能如下：
实施例4
作为本发明的一种较佳实施例，本实施例公开了一种混凝土胶凝材料，本实施例包括：
一种混凝土胶凝材料，包括如下重量百分比的成分：比表面积为360m2/kg的硫铝酸盐水泥熟料25％，比表面积为500m2/kg的浮石粉60％，生石灰25％。所述硫铝酸盐水泥熟料的1天强度为35MPa，3天强度为55MPa，所述浮石粉的28天抗压活性指数为75％。
混合均匀后，与海水按照水灰比W/C＝0.6，与海砂1:3比例制备胶砂试样，参照标准GB/T17671-1999的胶砂成型方法，在25-30℃的环境中进行自然养护。
制得的胶凝材料物理性能如下：
实施例5
作为本发明的一种较佳实施例，本实施例公开了一种混凝土胶凝材料，本实施例包括：
一种混凝土胶凝材料，包括如下重量百分比的成分：比表面积为390m2/kg的硫铝酸盐水泥熟料26％，比表面积为500m2/kg的浮石粉44％，生石灰30％。
混合均匀后，与海水按照水灰比W/C＝0.6，与海砂1:3比例制备胶砂试样，参照标准GB/T17671-1999的胶砂成型方法，在25-30℃的环境中进行自然养护。
制得的胶凝材料物理性能如下：
实施例6
作为本发明的一种较佳实施例，本实施例公开了一种混凝土胶凝材料，本实施例包括：
一种混凝土胶凝材料，包括如下重量百分比的成分：比表面积为390m2/kg的高铝水泥熟料10％，比表面积为600m2/kg的粘土50％，生石灰40％。
混合均匀后，与海水按照水灰比W/C＝0.6，与海砂1:3比例制备胶砂试样，参照标准GB/T17671-1999的胶砂成型方法，在25-30℃的环境中进行自然养护。
制得的胶凝材料物理性能如下：
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种混凝土胶凝材料，其特征在于，包括如下重量百分比的成分：
水泥熟料：10-30%；
火山灰质材料：44-60%；
生石灰：20-40%。
2.根据权利要求1所述的混凝土胶凝材料，其特征在于：所述水泥熟料为高铝水泥熟料或硫铝酸盐水泥熟料。
3.根据权利要求1或2所述的混凝土胶凝材料，其特征在于：所述水泥熟料为高铝水泥熟料，所述高铝水泥熟料的比表面积为 350m2/kg-390m2/kg。
4.根据权利要求3所述的混凝土胶凝材料，其特征在于：所述高铝水泥熟料中Al2O3 的含量大于40%。
5.根据权利要求1或2所述的混凝土胶凝材料，其特征在于：所述水泥熟料为硫铝酸盐水泥熟料，所述硫铝酸盐水泥熟料的比表面积为350m2/kg-390m2/kg。
6.根据权利要求5所述的混凝土胶凝材料，其特征在于：所述硫铝酸盐水泥熟料的1天强度≥30MPa，3天强度≥52.5MPa。
7.根据权利要求1所述的混凝土胶凝材料，其特征在于：所述火山灰质材料为浮石、玄武岩、粉煤灰和粘土中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的混凝土胶凝材料，其特征在于：所述火山灰质材料的比表面积≥500m2/kg，28天抗压活性指数≥70%。
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