CN110372298A - 一种高强珊瑚混凝土的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强珊瑚混凝土的制备方法。按照以下重量份称取原料：胶结材料25~63份，其中水泥20~45份、矿物掺和料5~18份，珊瑚骨料45~58份、拌合水10~16份，以及重量为胶结材料重量之和的2~5%的减水剂。将珊瑚骨料、海水、减水剂和55~85%的胶结材料放进搅拌机中，搅拌10~15分钟后，再将剩余的胶结材料在初凝前分次加入搅拌机中完成搅拌，即制得高强珊瑚骨料混凝土。本发明的珊瑚混凝土具有高强的力学性能指标，密实度高，抗渗性和耐久性良好，要用于海洋岛礁及海岸建设中的各类混凝土工程，符合土木工程绿色化、经济化的要求，有利于军事防御设施建设以及海洋资源的进一步开发利用。

Description

一种高强珊瑚混凝土的制备方法
技术领域
本发明属于建筑工程材料技术领域，特别涉及一种高强珊瑚混凝土的制备方法。
背景技术
随着海洋岛礁的基础建设以及军事防护工程建设日渐完善，一些特殊的岛礁工程建设对珊瑚混凝土力学性能有着更高的要求。在不破坏当地生态环境以及资源利用最大化的情况下，以珊瑚碎屑作为骨料、海水代替淡水配制成的高强度珊瑚混凝土，在岛礁基础建设和军事工程建设具有重大的现实意义。然而，由于珊瑚碎屑具有轻质多孔、内部缺陷多、筒压强度低、比表面积大、吸水率高等特性，使得采用常规方法配制的珊瑚混凝土普遍存在弹性模量小、孔隙率高、强度偏低等缺点，即使采用富浆、降低水胶比、骨料表面处理等方法依然难以解决低强度和高孔隙率等问题，使得珊瑚混凝土进一步的发展应用受到了极大的限制。
因此，采用小粒径珊瑚骨料级配，更细的珊瑚粉末，外加矿物掺合料，改进施工工艺和养护方法制备高强珊瑚混凝土，珊瑚骨料的开放孔隙更易于被胶结材料填充，能有效地改善珊瑚骨料内部缺陷、增强界面过渡区强度，大幅降低珊瑚混凝土孔隙率，提高骨料与浆体的粘结强度及水泥石结构的密实度和强度，显著明显提高基本力学性能指标，在岛礁工程建设和军事防护工程建设有重大的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强珊瑚混凝土的制备方法。
具体步骤为：
(1)按照以下重量份称取原料：胶结材料25~63份，珊瑚骨料45~58份，拌合水10~16份，以及重量为胶结材料重量2~5%的减水剂。
(2)将步骤(1)称取的珊瑚骨料、拌合水、减水剂和55~85%的胶结材料放入搅拌机中，搅拌10~15分钟后，再将剩余的胶结材料在初凝前分次加入搅拌机中完成搅拌，最后浇筑试件。
(3)将步骤(2)浇筑的试件在24小时后拆模，放置于常温拌合水中养护28天，即制得高强珊瑚混凝土。
所述胶结材料中水泥20~45重量份，矿物掺和料5~18重量份；所述水泥为工程常用水泥，具体为通用硅酸盐水泥、特种硅酸盐水泥或铝酸盐水泥，其中通用硅酸盐水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥；所述矿物掺和料为粉煤灰、硅灰、矿渣粉、钢渣粉、磷渣粉和石英粉中的一种或多种。
所述珊瑚骨料为天然或人工破碎，且最大粒径范围小于10mm的珊瑚碎屑，选用一种或几种级配范围的间断或者连续级配。
所述拌合水为淡水、淡化海水或者海水。
所述减水剂为木质素系、萘系和树脂系高效减水剂中的一种或多种。
所述分次加入为分1次或1次以上加入。
本发明的珊瑚混凝土适用于海洋岛礁及海岸各类珊瑚混凝土的工程建设。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：（1）采用分批加入胶结材料搅拌的方法，先加入大部分胶结材料，此时，水胶比较高可保证水泥浆具有良好的流动性，水泥浆或更细小的珊瑚粉末得以渗入珊瑚骨料中填充其开放孔隙，进而减少珊瑚骨料内部缺陷，同时，能有效避免低水胶比时胶结材料过于粘稠、流动性低难以渗入珊瑚骨料开放孔隙中使新拌珊瑚混凝土出现较为严重的“聚团”现象；之后，再加入剩余部分胶结材料，吸收水泥浆中多余水分，降低水灰比，增强界面强度，硬化后珊瑚混凝土孔隙率大幅减小，强度和抗渗性均得到显著提高；（2）本发明通过对珊瑚混凝土的组分进行优化，以及对珊瑚骨料粒径级配进行调整，合理掺入的粉煤灰能显著改善低水灰比条件下珊瑚混凝土的和易性，掺入的硅灰有效防止碱骨料反应，填充水泥石结构，改善浆体的微观结构，提高硬化体的力学性能和密实性；此外，还进一步强化珊瑚骨料与胶结材料水化产物界面强度，最终使珊瑚混凝土的力学指标得到显著提高。（3）本发明的珊瑚混凝土的强度大幅提高，能够达到C70及以上强度等级，根据《高强混凝土应用技术规程》（JGJ/T 281-2012）定义，本发明制备的珊瑚混凝土达到高强混凝土的强度要求；观察珊瑚混凝土断面，未见明显空隙和“水囊”现象，其密实性和耐久性有所提高；（4）本发明解决了岛礁对高强度混凝土的需求，各粒径碎屑骨料都能被充分利用，施工工艺简单易行，具有明显的技术经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例:
一种高强珊瑚混凝土的制备方法。
一、原材料每立方米重量配合比为：
珊瑚骨料1440千克，细度模数为2.6，其粒径级配为2.36~4.75mm占比7.66%，1.18~2.36mm占比10.3%，0.6~1.18mm占比34.25%，0.3~0.6mm占比39.36%，0.15~0.3mm占比7.3%，小于0.15的珊瑚粉末占比1.2%。
水泥分别为960千克、840千克、780千克和720千克，为标号P·Ⅱ 52.5R的硅酸盐水泥。
硅灰分别为0千克、120千克、180千克和240千克，平均粒径为0.1μm，表面积为15~20m2/g。
粉煤灰240千克，为Ⅱ级粉煤灰，其密度为2700kg/m3，表比面积450m2/kg，烧失量为3.5%，需水量为95%。
海水360千克，按照南海海水成分用海盐配制而成。
减水剂4.8千克，减水率为20%的聚羧酸系高性能减水剂。
二、制备高强珊瑚混凝土的具体步骤为：
(1)按照上述成分要求称取所有原料，备用。
(2)将步骤(1)称取的水泥、硅灰和粉煤灰混合均匀，制得胶结材料。
(3)将步骤(1)称取的珊瑚骨料、海水、减水剂和步骤(2)制得的胶结材料的70%放进搅拌机中，搅拌10~15分钟后暂停搅拌，将步骤(2)制得的剩余的30%胶结材料全部倒入搅拌机中，继续搅拌10~15分钟，然后停止搅拌，最后浇筑150mm×150mm×150mm立方体抗压试件和100mm×100mm×400mm棱柱体抗折试件。
(4)将步骤(3)浇筑的试件在24小时后拆模，放置于常温海水中养护28天，即制得高强珊瑚混凝土。
测试本实施例制得的高强珊瑚混凝土试件的抗压强度、抗折强度以及孔隙率，结果见表1。
表1珊瑚混凝土检测结果
水泥/kg 硅灰/kg 抗压强度/MPa 抗折强度/MPa 孔隙率/%
960 0 74.07 9.8 9.77
840 120 82.87 10.5 9.13
780 180 92.63 10.2 9.97
720 240 91.77 10.6 10.83
本实施例制备的珊瑚混凝土具备良好的和易性，满足工程对混凝土的技术要求；能够达到C70~C90强度等级，根据《高强混凝土应用技术规程》（JGJ/T 281-2012）定义，本发明制备的珊瑚混凝土达到高强混凝土的强度要求，与目前公开资料珊瑚混凝土强度大多为20~50MPa相比，本实施例制备的珊瑚混凝土强度显著提高，施工工艺简单易行，能够满足民用混凝土工程中对高强混凝土的需求；同时，本实施例制备的珊瑚混凝土的孔隙率降低到9.13~10.83%，仅为普通珊瑚混凝土的40~50%，其抗渗性能、耐久性能均得到有效改善。

Claims (1)

1.一种高强珊瑚混凝土的制备方法，其特征在于具体步骤为：
(1)按照以下重量份称取原料：胶结材料25~63份，珊瑚骨料45~58份，拌合水10~16份，以及重量为胶结材料重量2~5%的减水剂；
(2)将步骤(1)称取的珊瑚骨料、拌合水、减水剂和55~85%的胶结材料放入搅拌机中，搅拌10~15分钟后，再将剩余的胶结材料在初凝前分次加入搅拌机中完成搅拌，最后浇筑试件；
(3)将步骤(2)浇筑的试件在24小时后拆模，放置于常温拌合水中养护28天，即制得高强珊瑚混凝土；
所述胶结材料中水泥20~45重量份，矿物掺和料5~18重量份；所述水泥为工程常用水泥，具体为通用硅酸盐水泥、特种硅酸盐水泥或铝酸盐水泥，其中通用硅酸盐水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥；所述矿物掺和料为粉煤灰、硅灰、矿渣粉、钢渣粉、磷渣粉和石英粉中的一种或多种；
所述珊瑚骨料为天然或人工破碎，且最大粒径范围小于10mm的珊瑚碎屑，选用一种或几种级配范围的间断或者连续级配；
所述拌合水为淡水、淡化海水或者海水；
所述减水剂为木质素系、萘系和树脂系高效减水剂中的一种或多种；
所述分次加入为分1次或1次以上加入。
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