CN109851294A - 一种海工混凝土材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种海工混凝土材料及其制备方法，每立方米混凝土包含以下重量的组分：普通硅酸盐水泥400‑500KG、砂子600‑800KG、石子1000‑1200KG、掺合料10‑100KG、改性剂3‑10KG、致密剂1‑10KG、憎水抗渗剂10‑20KG、玄武岩纤维1‑5KG和改性石墨烯0.1‑1KG。其中，所述的改性剂包括以下原料：多聚三聚氰胺/改性三聚氰胺和聚羧酸减水剂，重量比为1:2；所述的致密剂包括纳米碳酸钙和纳米二氧化硅，其重量比为1:1；所述的憎水抗渗剂包括硅烷基粉末和硬脂酸钙，其重量比为1:1‑1:3。本发明所述海工混凝土具有抗冲击、抗冻、抗渗漏等优点。

Description

一种海工混凝土材料及其制备方法

技术领域

本发明主要涉及混凝土领域，尤其涉及一种海工混凝土材料及其制备方法。

背景技术

普通混凝土是由水泥、粗骨料(碎石或卵石)、细骨料(砂)、外加剂和水拌合，经硬化而成的一种人造石材。砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收缩；水泥和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙。水泥浆体在硬化前起润滑作用，使混凝土拌合物具有良好工作性能，硬化后将骨料胶结在一起，形成坚强的整体。海洋工程所用的混凝土，也称海工混凝土。海洋工程包括海岸工程(如商港、渔港、军港、入海河口整治、挡潮闸、工业引水、跨海桥梁、海岸防护、潮汐发电站等)和离岸工程(也称近海工程，如大型深水码头和海洋平台等)，凡是在海水影响下施工的构筑物(如临近河口的内河港、桥梁等)以及虽在岸上，但经常受到浪花溅击的结构所用混凝土，都属海工混凝土。海工混凝土由于经常地或周期性地与海水接触，受到海水或海洋大气(含有氯离子)的物理化学作用，或受波浪、流水的冲击、磨损等作用，而遭受损害，缩短耐用年限，故海工混凝土除强度和拌合物的和易性应满足设计、施工要求外，尚应具有所需的抗渗性、抗冻性、抗蚀性、防止钢筋锈蚀和抵抗冰凌撞击的性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种海工抗冲击、抗冻、抗渗漏的混凝土材料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种海工混凝土材料，所述海工混凝土材料每立方米包含以下重量的组分：普通硅酸盐水泥400-500KG、砂子600-800KG、石子1000-1200KG、掺合料10-100KG、改性剂3-10KG、致密剂1-10KG、憎水抗渗剂10-20KG、玄武岩纤维1-5KG和改性石墨烯0.1-1KG。

进一步的，所述的改性剂包括以下原料：多聚三聚氰胺/改性三聚氰胺和聚羧酸减水剂，其重量比为1:2。

进一步的，所述的致密剂为纳米碳酸钙、纳米偏高岭土和纳米二氧化硅中至少一种。

进一步的，所述的憎水抗渗剂包括硅烷基粉末和硬脂酸钙，其重量比为1:1-1:3。

一种海工混凝土材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将多聚三聚氰胺/改性三聚氰胺和聚羧酸减水剂按照重量比1:2混合均匀，得到改性剂；

步骤2：将普通硅酸盐水泥、砂子、石子、掺合料、致密剂、玄武岩纤维、步骤1所得改性剂和改性石墨烯充分混合，加入适量水搅拌反应5-10分钟，浇筑、振捣，在标准环境下养护，即得所述海工混凝土材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的混凝土中加入的致密剂、改性剂可以有效地防止和抑制混凝土的离析倾向，并可显著减少甚至完全消除混凝土浇筑后所产生的裂缝，使得混凝土具有高密实度、高强度、耐久性好等优点；本发明的加入的玄武岩纤维可以进一步填补裂缝，增强抗渗漏性能；本发明的加入的憎水抗渗剂提高成品混凝土的疏水性和抗渗透性，提高防水性能；本发明加入的改性石墨烯可以有效的改善各原料间的相容性，提高成品混凝土的稳定性。

具体实施方式

为对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，发明人结合实施例进行说明，但以下实施例所描述的仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

一种海工混凝土材料，所述海工混凝土材料每立方米包含以下重量的组分：普通硅酸盐水泥400-500KG、砂子600-800KG、石子1000-1200KG、掺合料10-100KG、改性剂3-10KG、致密剂1-10KG、憎水抗渗剂10-20KG、玄武岩纤维1-5KG和改性石墨烯0.1-1KG。

进一步的，所述的改性剂包括以下原料：多聚三聚氰胺/改性三聚氰胺和聚羧酸减水剂，其重量比为1:2。

进一步的，所述的致密剂为纳米碳酸钙、纳米偏高岭土和纳米二氧化硅中至少一种。

进一步的，所述的憎水抗渗剂包括硅烷基粉末和硬脂酸钙，其重量比为1:1-1:3。

根据表1所述配方比例，设计实施例和对比例，根据以下步骤制备获得海工混凝土材料。

制备步骤：

步骤1：将多聚三聚氰胺/改性三聚氰胺和聚羧酸减水剂按照重量比1:2混合均匀，得到改性剂；

步骤2：将普通硅酸盐水泥、砂子、石子、掺合料、致密剂、玄武岩纤维、步骤1所得改性剂和改性石墨烯充分混合，加入适量水搅拌反应5-10分钟，浇筑、振捣，在标准环境下养护，即得所述海工混凝土材料。

表1实施例1-5、对比例1-5配方设计：

对实施例以及对比例制得混凝土材料的强度等级、抗压强度、抗折强度、坍落度、电通量进行测试，其中，强度等级与抗压强度按照GB/T 50107-2010测试，坍落度测试按GB/T 50080-2016执行。结果如下：

表2，实施例1-5、对比例1-5性能表：

	单位	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4	对比例5
												强度等级	——	C40	C50	C50	C50	C45	C30	C30	C25	C30	C35
抗压强度	MPa	45.9	58.6	56.6	59.1	61.3	36.9	37.4	29.9	33.4	40.1
												抗折强度	MPa	6.8	7.2	8.3	6.9	7.4	4.4	4.1	3.8	4.7	5.1
坍落度	cm	17	16	15	16	16	18	18	21	19	17
												电通量	C	<1000	<1000	<1000	<1000	<1000	<1000	<1000	<1000	<1000	<1000

通过上述实施例，可以发现，按照本发明所述配方和制备过程，可以获得强度等级在C45-C55、抗折强度在6-9MPa、坍落度在15-17cm、电通量小于1000库仑的海工混凝土材料。结合对比例，可以发现，超出本发明所述配方，则会导致混凝土强度等级下降，水泥抗压强度、抗折强度低，性能变差。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种海工混凝土材料，其特征在于，所述海工混凝土材料每立方米包含以下重量的组分：普通硅酸盐水泥400-500KG、砂子600-800KG、石子1000-1200KG、掺合料10-100KG、改性剂3-10KG、致密剂1-10KG、憎水抗渗剂10-20KG、玄武岩纤维1-5KG和改性石墨烯0.1-1KG。

2.根据权利要求1所述的海工混凝土材料，其特征在于，所述的改性剂包括以下原料：多聚三聚氰胺/改性三聚氰胺和聚羧酸减水剂，其重量比为1:2。

3.根据权利要求2所述的海工混凝土材料，其特征在于，所述的致密剂为纳米碳酸钙、纳米偏高岭土和纳米二氧化硅中至少一种。

4.根据权利要求3所述的海工混凝土材料，其特征在于，所述的憎水抗渗剂包括硅烷基粉末和硬脂酸钙，其重量比为1:1-1:3。

5.根据权利要求4所述的海工混凝土材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将多聚三聚氰胺/改性三聚氰胺和聚羧酸减水剂按照重量比1:2混合均匀，得到改性剂；

步骤2：将普通硅酸盐水泥、砂子、石子、掺合料、致密剂、玄武岩纤维、步骤1所得改性剂和改性石墨烯充分混合，加入适量水搅拌反应5-10分钟，浇筑、振捣，在标准环境下养护，即得所述海工混凝土材料。