CN117865605A - 一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料技术领域，具体为一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆及其制备方法，该海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆按质量份数计包括以下组分：水泥452‑646份、珊瑚砂1200份、粉煤灰1‑162份、矿粉1‑194份、偏高岭土1‑97份、拌合海水239份，本申请以简单易得的珊瑚砂作为细骨料，海水作为拌合用水，粉煤灰、矿粉和高岭土作为胶凝材料，减少了远距离运输建设材料的数量，降低了运输成本，掺入的矿物掺合料为工业废料，对环境的影响较小，并且提高海洋工程的耐久性能和力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体为一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展，人们对于海岛资源的利用和保护越来越重视。然而，在岛礁的基础设施建设过程中，使用内陆建筑材料需要面对长距离运输成本与时间消耗的挑战。为缓解这一问题，可利用当地珊瑚和海水来制备混凝土，以降低建设成本并缩短施工周期。然而，海水和珊瑚在水泥基材料中的应用也面临着一系列问题，包括珊瑚多孔性和强度低、海水中盐和氯离子的影响等。
目前，对于就地取材率和结合力学性能对胶凝材料的配合比优化研究不足。因此，综合考虑力学性能和运输成本，为远海岛礁的建设提供更经济、可行的解决方案，将成为未来珊瑚砂海水水泥基材料研究的重要方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆，该海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆按质量份数计包括以下组分：水泥452-646份、珊瑚砂1200份、粉煤灰1-162份、矿粉1-194份、偏高岭土1-97份、拌合海水239份。
优选的，所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述水泥的等级为42.5，所述密度为3150kg.m-3；所述初凝时间为140，终凝时间为170；所述抗压强度为47.9MPa；所述安定性合格。
优选的，所述水泥的化学成分按百分比计包括：CaO为63.11％、SiO2为22.60％、Al2O3为5.03％、Fe2O3为4.38％、MgO为2.18％。
优选的，所述粉煤灰为一级粉煤灰，该粉煤灰的密度为2550kg/m3，烧失量为3.1％，含水量为0.85％，所述粉煤灰的化学成分按百分比计包括：CaO为5.65％、SiO2为43.11％、Al2O3为23.13％、Fe2O3为2.51、MgO为0.95％。
优选的，所述矿粉为S95级粒化高炉矿渣粉，比表面积为429.00m2/kg，流动比98.00％，活性指数7d为84.20％，活性指数为28d98.50％，密度为3.10g/cm3，烧失量为0.84％，含水率为0.45％。
优选的，所述矿粉的化学成分按百分比计包括：CaO为34.00％、SiO2为34.50％、Al2O3为17.70％、Fe2O3为1.03％、MgO为6.01％。
优选的，所述片高岭土的化学成分按百分比计包括：CaO为0.17％、SiO2为55.06％、Al2O3为44.12％、Fe2O3为0.76％、MgO为0.06％。
优选的，所述珊瑚砂的粒径范围为0-2.36mm。珊瑚砂的1h吸水率7.2％，珊瑚砂的表观密度为2356kg/m3，珊瑚砂的堆积密度为1370kg/m3。
一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将珊瑚砂和胶凝材料干拌2分钟；
步骤二：加入3/4的海水，并继续低速拌和2分钟；
步骤三：停拌30秒后，加入剩余的水和减水剂，继续高速拌和2分钟；
步骤四：拌和完毕后，将试模和模套固定在振动台上，并在试模内壁均匀涂刷凡士林脱模剂；
步骤五：用小勺将拌好的砂浆倒入模具，并放到振实台上振捣2分钟，随后将试件表面抹平；
步骤六：对成型后的试件进行标记和记录，然后放入温度为20℃、湿度为95％的恒温恒湿养护箱中，并进行1天的养护后拆模；
步骤七：接下来，将试件放入温度为20℃的海水中进行7天和28天的养护后，进行抗压强度和劈裂抗拉强度试验。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本申请以简单易得的珊瑚砂作为细骨料，海水作为拌合用水，粉煤灰、矿粉和高岭土作为胶凝材料，减少了远距离运输建设材料的数量，降低了运输成本，掺入的矿物掺合料为工业废料，对环境的影响较小，并且提高海洋工程的耐久性能和力学性能。
附图说明
图1为本发明成分组成图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆，该海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆按质量份数计包括以下组分：水泥452-646份、珊瑚砂1200份、粉煤灰1-162份、矿粉1-194份、偏高岭土1-97份、拌合海水239份。
所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述水泥的等级为42.5，所述密度为3150kg.m-3；所述初凝时间为140，终凝时间为170；所述抗压强度为47.9MPa；所述安定性合格。
所述水泥的化学成分按百分比计包括：CaO为63.11％、SiO2为22.60％、Al2O3为5.03％、Fe2O3为4.38％、MgO为2.18％。
所述粉煤灰为一级粉煤灰，该粉煤灰的密度为2550kg/m3，烧失量为3.1％，含水量为0.85％，所述粉煤灰的化学成分按百分比计包括：CaO为5.65％、SiO2为43.11％、Al2O3为23.13％、Fe2O3为2.51、MgO为0.95％。
所述矿粉为S95级粒化高炉矿渣粉，比表面积为429.00m2/kg，流动比98.00％，活性指数7d为84.20％，活性指数为28d98.50％，密度为3.10g/cm3，烧失量为0.84％，含水率为0.45％。
所述矿粉的化学成分按百分比计包括：CaO为34.00％、SiO2为34.50％、Al2O3为17.70％、Fe2O3为1.03％、MgO为6.01％。
所述片高岭土的化学成分按百分比计包括：CaO为0.17％、SiO2为55.06％、Al2O3为44.12％、Fe2O3为0.76％、MgO为0.06％。
所述珊瑚砂的粒径范围为0-2.36mm。珊瑚砂的1h吸水率7.2％，珊瑚砂的表观密度为2356kg/m3，珊瑚砂的堆积密度为1370kg/m3。
一种任一海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将珊瑚砂和胶凝材料干拌2分钟；
步骤二：加入3/4的海水，并继续低速拌和2分钟；
步骤三：停拌30秒后，加入剩余的水和减水剂，继续高速拌和2分钟；
步骤四：拌和完毕后，将试模和模套固定在振动台上，并在试模内壁均匀涂刷凡士林脱模剂；
步骤五：用小勺将拌好的砂浆倒入模具，并放到振实台上振捣2分钟，随后将试件表面抹平；
步骤六：对成型后的试件进行标记和记录，然后放入温度为20℃、湿度为95％的恒温恒湿养护箱中，并进行1天的养护后拆模；
步骤七：接下来，将试件放入温度为20℃的海水中进行7天和28天的养护后，进行抗压强度和劈裂抗拉强度试验。
实施例1-17各成分含量表格如下：
| 实例编号 | 水泥 | 粉煤灰 | 矿粉 | 偏高岭土 | 珊瑚砂 | 海水 |
| 1 | 646 | 0 | 0 | 0 | 1200 | 239 |
| 2 | 614 | 32 | 0 | 0 | 1200 | 239 |
| 3 | 549 | 97 | 0 | 0 | 1200 | 239 |
| 4 | 485 | 162 | 0 | 0 | 1200 | 239 |
| 5 | 581 | 0 | 65 | 0 | 1200 | 239 |
| 6 | 517 | 0 | 129 | 0 | 1200 | 239 |
| 7 | 452 | 0 | 194 | 0 | 1200 | 239 |
| 8 | 614 | 0 | 0 | 32 | 1200 | 239 |
| 9 | 581 | 0 | 0 | 65 | 1200 | 239 |
| 10 | 549 | 0 | 0 | 97 | 1200 | 239 |
| 11 | 452 | 65 | 129 | 0 | 1200 | 239 |
| 12 | 452 | 97 | 97 | 0 | 1200 | 239 |
| 13 | 452 | 129 | 65 | 0 | 1200 | 239 |
| 14 | 452 | 0 | 129 | 65 | 1200 | 239 |
| 15 | 452 | 0 | 97 | 97 | 1200 | 239 |
| 16 | 452 | 129 | 0 | 65 | 1200 | 239 |
| 17 | 452 | 97 | 0 | 97 | 1200 | 239 |
性能测试结果
上述实施例1-17中的海洋工程用抗氯离子渗透砂浆的性能测试结果，如表1所示：
表1
从表1可以看出按实施例12配比制备的砂浆力学性能效果最佳。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆，其特征在于，该海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆按质量份数计包括以下组分：水泥452-646份、珊瑚砂1200份、粉煤灰1-162份、矿粉1-194份、偏高岭土1-97份、拌合海水239份。
2.根据权利要求1所述的一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆，其特征在于：所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述水泥的等级为42.5，所述密度为3150kg.m-3；所述初凝时间为140，终凝时间为170；所述抗压强度为47.9MPa；所述安定性合格。
3.根据权利要求1所述的一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆，其特征在于：所述水泥的化学成分按百分比计包括：CaO为63.11％、SiO2为22.60％、Al2O3为5.03％、Fe2O3为4.38％、MgO为2.18％。
4.根据权利要求1所述的一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆，其特征在于：所述粉煤灰为一级粉煤灰，该粉煤灰的密度为2550kg/m3，烧失量为3.1％，含水量为0.85％，所述粉煤灰的化学成分按百分比计包括：CaO为5.65％、SiO2为43.11％、Al2O3为23.13％、Fe2O3为2.51、MgO为0.95％。
5.根据权利要求1所述的一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆，其特征在于：所述矿粉为S95级粒化高炉矿渣粉，比表面积为429.00m2/kg，流动比98.00％，活性指数7d为84.20％，活性指数为28d98.50％，密度为3.10g/cm3，烧失量为0.84％，含水率为0.45％。
6.根据权利要求1所述的一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆，其特征在于：所述矿粉的化学成分按百分比计包括：CaO为34.00％、SiO2为34.50％、Al2O3为17.70％、Fe2O3为1.03％、MgO为6.01％。
7.根据权利要求1所述的一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆，其特征在于：所述片高岭土的化学成分按百分比计包括：CaO为0.17％、SiO2为55.06％、Al2O3为44.12％、Fe2O3为0.76％、MgO为0.06％。
8.根据权利要求1所述的一种海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆，其特征在于：所述珊瑚砂的粒径范围为0-2.36mm。珊瑚砂的1h吸水率7.2％，珊瑚砂的表观密度为2356kg/m3，珊瑚砂的堆积密度为1370kg/m3。
9.一种如权利要求1-8任一所述的海洋工程用珊瑚砂海水水泥砂浆制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将珊瑚砂和胶凝材料干拌2分钟；
步骤二：加入3/4的海水，并继续低速拌和2分钟；
步骤三：停拌30秒后，加入剩余的水和减水剂，继续高速拌和2分钟；
步骤四：拌和完毕后，将试模和模套固定在振动台上，并在试模内壁均匀涂刷凡士林脱模剂；
步骤五：用小勺将拌好的砂浆倒入模具，并放到振实台上振捣2分钟，随后将试件表面抹平；
步骤六：对成型后的试件进行标记和记录，然后放入温度为20℃、湿度为95％的恒温恒湿养护箱中，并进行1天的养护后拆模；
步骤七：接下来，将试件放入温度为20℃的海水中进行7天和28天的养护后，进行抗压强度和劈裂抗拉强度试验。
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