CN108640551A - 一种珊瑚礁砂强化材料及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种珊瑚礁砂强化材料及其使用方法，由100份水、1份聚丙烯酰胺、20‑25份水溶性热固型胶水、5‑10份聚醋酸乙烯酯乳液和50‑100份水泥组成，水溶性热固型胶水可以是酚醛树脂或丙烯酸树脂中的一种。该材料制作和使用方法简单，制备原材料易得，对珊瑚礁砂的强化处理成本低廉，便于在海岛及沿海地区使用，经其强化处理后的珊瑚礁砂，显著提高了由其制备的水泥砂浆或混凝土强度，并有效阻止了珊瑚礁砂中所含氯离子向外界的扩散，降低了珊瑚礁砂混凝土中钢筋被腐蚀的几率，同时也改善了由珊瑚礁砂制备的砂浆或混凝土流动性。

Description

一种珊瑚礁砂强化材料及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种珊瑚礁砂强化材料及其使用方法。

背景技术

珊瑚礁砂中含有不少多孔性颗粒，其颗粒强度相对于普通河砂或山砂来说较低，相应地由其制备的砂浆或混凝土强度也较低；珊瑚礁砂还容易吸水，造成其砂浆、混凝土的流动性降低；同时，珊瑚礁砂中含有较高的氯离子，会侵蚀混凝土中的钢筋，因此无法将其应用到含钢筋的结构混凝土中，严重制约了其在建筑工程中的应用。

近年来国家在沿海和海岛地区新增很多基础建设项目，这些地区通常拥有丰富的珊瑚礁砂资源而缺少河砂或天然山砂，事实上在大多数珊瑚礁砂产地都缺少建筑常用的河砂或山砂，因此，对珊瑚礁砂进行加工以便其在混凝土、特别是在钢筋混凝土中使用的实际需求非常迫切。

目前，一些珊瑚礁砂被直接用作低强度砂浆或低强度的无钢筋素混凝土原材料，生产护坡砌块、防浪块等非结构性混凝土制品，有些则仿照“水洗砂”的加工方式，通过淡水清洗珊瑚礁砂，清除其中的氯离子后将其用作钢筋混凝土细集料。但由于水洗方式消除氯离子的效果有限，即很难将氯离子清洗干净，加上很多珊瑚礁砂资源地缺乏淡水，特别是很多海岛上的淡水极为宝贵，所以“水洗”方法在对珊瑚礁砂的去氯离子处理方面也很少用到。

基于珊瑚礁砂存在的上述各种性能缺陷以及我国在海洋开发战略中迫切需要利用珊瑚礁砂的技术背景，本专利设计了一种珊瑚礁砂强化材料及其使用方法，来解决实际工程出现的相关问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种珊瑚礁砂强化材料及其使用方法。

本发明提出的一种珊瑚礁砂强化材料，该材料由水、聚丙烯酰胺、水溶性热固型胶水、聚醋酸乙烯酯乳液和水泥组成，原料质量份数如下：

原料 质量份数

水 100

聚丙烯酰胺 1

水溶性热固型胶水 20-25

聚醋酸乙烯酯乳液 5-10

水泥 50－100

其中：水溶性热固型胶水是酚醛树脂或丙烯酸树脂中任一种。

本发明提出的一种珊瑚礁砂强化材料的使用方法，具体步骤如下：

（1）将1质量份聚丙烯酰胺加入到100质量份水中，静置，使其充分溶解，然后搅拌均匀，制成聚丙烯氨酰胺水溶液；

（2）将20-25份的水溶性热固型胶水和5-10份的聚醋酸乙烯酯乳液加入到步骤（1）所得聚丙烯氨酰胺水溶液中，搅拌均匀，制成水溶性热固型胶水、聚醋酸乙烯酯乳液与聚丙烯氨酰胺组成的混合溶液；

（3）将步骤（2）所得混合溶液均匀地全部喷晒到2000-2500质量份的珊瑚礁砂中，步骤（2）中所述混合溶液与珊瑚礁砂混合的比例，以珊瑚礁砂在自然堆积状态下刚好不会流出水为准，然后将50-100份的水泥干粉均匀地晒在上述吸收了混合溶液的珊瑚礁砂中，待粘附在珊瑚礁砂颗粒表面的水泥硬化后，即完成了珊瑚礁砂强化材料对珊瑚礁砂的强化处理过程。

本发明提出的珊瑚礁砂强化材料，其中的聚丙烯酰胺、水溶性热固型胶水、聚醋酸乙烯酯乳液和水泥分别具有各自的作用，同时也具有相互的作用。水溶性热固型胶水溶解到水中，浸湿珊瑚礁砂并干燥后，能够在珊瑚礁砂表面形成包覆膜，而且在珊瑚礁砂加水、拌制混凝土时也不会再溶解，当珊瑚礁砂混凝土硬化后可以有效阻止海砂表面所含的氯离子向混凝土的孔溶液中释放，同时，珊瑚礁砂中的多孔性颗粒会因表面微孔被部分封闭而。降低吸水性，适当地克服珊瑚礁砂混凝土流动性低的缺陷；聚丙烯酰胺只需极少的量就可以大幅度增加水溶性热固型胶水溶液的浓度和粘度，显著提高其包裹珊瑚礁砂的效果，相应地可减少水溶性热固型胶水在本专利产品中的掺量，从而降低产品的制造成本；聚醋酸乙烯酯乳液包裹海砂珊瑚礁砂后，可在珊瑚礁砂拌制混凝土时重新溶解到混凝土浆体中，当混凝土硬化后可在混凝土的孔隙中形成高分子膜，有效阻止水分在孔隙中的迁移，进而阻止珊瑚礁砂中的氯离子向钢筋的表面扩散和聚集，同时其还能增加混凝土的流动性，弥补因聚丙烯酰胺增加混凝土浆体粘度而产生的混凝土流动性损失；水泥即可起到增加珊瑚礁砂颗粒强度的作用，也能通过堵塞珊瑚礁砂颗粒表面微孔的方式降低其吸水性，进而辅助提高珊瑚礁砂砂浆或混凝土的流动性；聚丙烯酰胺、水溶性热固型胶水和聚醋酸乙烯酯乳液的混合溶液可以明显增加水泥的粘结性能，使水泥对珊瑚礁砂的增强作用进一步提高，即可增加本发明材料对珊瑚礁砂的强化处理效果。

本发明的有益效果在于：

采用本发明方法提供的珊瑚礁砂强化材料及其使用方法处理珊瑚礁砂，然后采用处理前后的珊瑚礁砂配制对比的水泥砂浆或混凝土试样，两种对比样均采用相同的配合比，并采用相同的搅拌和制度和抗压强度测试样的成型方法，搅拌后分别测试两种试样的流动度，待砂浆或混凝土试样硬化3天、28天时对其进行强度测试，然后将破型后的28天强度测试样完全破碎到颗粒粒径小于1.25mm以下，再将等质量的两种对比破碎细颗粒连同细粉一起浸泡到相同体积的去离子水中，采用高精度氯离子浓度计分别测试对比样水溶液中的氯离子浓度；结果表明，该专利材料对珊瑚礁砂砂浆或混凝土的流动性略有改善作用，即可适当提高珊瑚礁砂砂浆或海砂混凝土的工作性；能够大幅度降低珊瑚礁砂砂浆或海砂混凝土向水溶液中释放的氯离子浓度，显示该材料具有显著的固化珊瑚礁砂氯离子的作用；可明显提高增加珊瑚礁砂砂浆或混凝土的抗压强度，克服了珊瑚礁砂对钢筋的腐蚀作用。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明，但不限于本发明的内容。

实施例1-实施例4，步骤如下：

按照表1的材料配方，分别配制出4种实施例1-实施例4珊瑚礁砂强化材料，记为A1、2、A3和A4。

表1 珊瑚礁砂强化材料的配方（质量，份）

4种珊瑚礁砂强化材料均首先按照下属顺序进行配制：

（1）将1份聚丙烯酰胺加入100份水中，静置12-24小时，使其充分溶解，然后搅拌均匀，制成聚丙烯氨酰胺水溶液；

（2）将20-25份的水溶性热固型胶水和5-10份的聚醋酸乙烯酯乳液加入上述聚丙烯氨酰胺水溶液中，搅拌均匀，制成水溶性热固型胶水、聚醋酸乙烯酯乳液与聚丙烯氨酰胺的混合溶液；

然后将上述4种混合溶液分别均匀地全部喷晒到2000-2500份的珊瑚礁砂中，具体的混合溶液与珊瑚礁砂比例，以珊瑚礁砂在自然堆积状态下刚好不会流出水为准，然后将50-100份的水泥干粉均匀地晒在上述吸收了混合溶液的珊瑚礁砂中，待粘附在珊瑚礁砂颗粒表面的水泥硬化后，即得到4种经过强化处理的珊瑚礁砂（C1、C2、C3和C4）。

实施效果：

分别采用上述4种处理海砂珊瑚礁砂（C1、C2、C3和C4）与未处理珊瑚礁砂（记为C0），并按照表2的配合比拌制5种水泥砂浆试样（S0、S1、S2、S3、S4）；同时，按照表3配制5种混凝土试样（H0、H1、H2、H3、H4）。

砂浆和混凝土搅拌均匀后，分别按照GB/T 29756-2013《干混砂浆物理性能试验方法》和GB 50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验办法标准》测试各砂浆试样的稠度和各混凝土试样的坍落度。

然后分别成型40×40×160mm的砂浆棱柱试样和150×150×150mm的混凝土立方体试样，试样成型一天后拆模，然后将试样放置在温度20℃±1℃、相对湿度大于90%的标准养护室中养护。

当试样养护至3天和28天时，分别测试砂浆和混凝土试样的抗压强度。

将破型的28天砂浆强度测试样完全破碎，然后将破碎颗粒过1.25mm的方孔筛，破型的28天混凝土强度测试样经进一步破碎后过5mm圆孔筛；分别采用筛下的砂浆碎屑和混凝土碎屑进行泡水后的氯离子浓度测试，具体将等质量的、粒径小于1.25mm的100g各种砂浆碎屑，分别在400ml去离子水中浸泡1小时；同样地，将等质量的、粒径小于5mm的100g各种混凝土碎屑，分别在400ml去离子水中浸泡1小时；然后采用高精度氯离子浓度计分别测试各种试样所浸泡水溶液中的氯离子浓度。

砂浆稠度、抗压强度及其浸水后的氯离子浓度测试结果如表2，混凝土坍落度、抗压强度及其浸水后的氯离子浓度测试结果如表3。

表2 珊瑚礁砂砂浆的稠度、抗压强度及氯离子浓度

表3 珊瑚礁砂混凝土的坍落度、抗压强度及氯离子浓度

从表2看出，采用4种珊瑚礁砂强化材料分别处理的珊瑚礁砂，所制备的砂浆稠度都比未处理珊瑚礁砂砂浆的稠度略有提高，3天和28天的抗压强度都比未处理珊瑚礁砂砂浆强度显著提高，而经过强化处理的珊瑚礁砂水泥砂浆所能够向外界释放的氯离子浓度则大幅度降低，说明其所含的大部分氯离子被本发明的强化处理所固化；同样从表3看出，采用本发明提供的各种珊瑚礁砂强化材料处理海砂，所制备的混凝土坍落度都比未处理珊瑚礁砂混凝土的坍落度略有提高，强度明显提高，氯离子浓度大幅度降低。

对比结果显示出，该专利材料及其使用方法，具有增强珊瑚礁砂和固化其中氯离子的明显效果，并对珊瑚礁砂砂浆或混凝土的流动性略有改善作用。

Claims (2)

1.一种珊瑚礁砂强化材料，其特征在于该材料由水、聚丙烯酰胺、水溶性热固型胶水、聚醋酸乙烯酯乳液和水泥组成，原料质量份数如下：

原料 质量份数

水 100

聚丙烯酰胺 1

水溶性热固型胶水 20-25

聚醋酸乙烯酯乳液 5-10

水泥 50－100

其中：水溶性热固型胶水是酚醛树脂或丙烯酸树脂中任一种。

2.一种如权利要求1所述的一种珊瑚礁砂强化材料的使用方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）将1质量份聚丙烯酰胺加入到100质量份水中，静置，使其充分溶解，然后搅拌均匀，制成聚丙烯氨酰胺水溶液；

（2）将20-25份的水溶性热固型胶水和5-10份的聚醋酸乙烯酯乳液加入到步骤（1）所得聚丙烯氨酰胺水溶液中，搅拌均匀，制成水溶性热固型胶水、聚醋酸乙烯酯乳液与聚丙烯氨酰胺组成的混合溶液；

（3）将步骤（2）所得混合溶液均匀地全部喷晒到2000-2500质量份的珊瑚礁砂中，步骤（2）中所述混合溶液与珊瑚礁砂混合的比例，以珊瑚礁砂在自然堆积状态下刚好不会流出水为准，然后将50-100份的水泥干粉均匀地晒在上述吸收了混合溶液的珊瑚礁砂中，待粘附在珊瑚礁砂颗粒表面的水泥硬化后，即完成了珊瑚礁砂强化材料对珊瑚礁砂的强化处理过程。