專利名稱：：海工耐久水泥混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種海工水泥混凝土，具體涉及一種耐久性的海工水泥混凝土。(二)
背景技術(shù)：
普通混凝土主要是依據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度進(jìn)行配制，碎石起骨架作用，砂填充碎石的空隙，水泥漿填充骨料空隙并將骨料結(jié)合在一起。但普通混凝土沒有充分考慮結(jié)構(gòu)物所接觸的大氣、土體和水體等對混凝土結(jié)構(gòu)材料性能的劣化作用，尤其是海水中氯離子對混凝土結(jié)構(gòu)物的侵蝕作用?；炷磷鳛槟壳敖ㄖI(lǐng)域主要的結(jié)構(gòu)材料，其耐久性的重要性不亞于強(qiáng)度性能和其他性能。不少混凝土建筑物因材質(zhì)劣化引起開裂破壞，甚至?xí)浪?，這種情況在海港工程與橋梁工程尤為多見，它們破壞的原因往往不是強(qiáng)度不足，而是耐久性不夠。眾所周知，影響混凝土耐久性的因素較多，其中海洋環(huán)境中氯離子滲透是主要因素。凍融循環(huán)是海工/水工混凝土又一破壞因素，堿骨料反應(yīng)會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物膨脹開裂，加速氯離子滲透和鋼筋腐蝕。因此，應(yīng)從多方面考慮，對混凝土進(jìn)行綜合性分析。海工混凝土不僅要滿足傳統(tǒng)混凝土的力學(xué)性能，還要切實(shí)提高混凝土的抗?jié)B性，降低混凝土的收縮開裂的趨勢。提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性，需要使用高性能混凝土，增加保護(hù)層厚度，使用外覆涂層。為了降低混凝土材料開裂趨勢，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選材料，合理配合比，改進(jìn)施工工藝，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。海工耐久性混凝土已經(jīng)成為目前土木工程研究的一個熱點(diǎn)，中國專利局2005年12月28日公開了一種海工混凝土，名稱為抗侵蝕高性能海工混凝土及其制造方法，申請?zhí)枮?00510025690.7，公開號為CN1712383A。該發(fā)明公開了一種由水泥混合料和水配制而成的海工混凝土，所述水泥混合料包括水泥、摻合料、骨料和減水劑，其中摻合料與水泥重量比例為摻合料的摻量以水泥和摻合料的總重量計(jì)為65、70%，水泥為30~35%;減水劑摻量與水泥和摻合料的重量比例為摻合料以水泥和摻合料的總重量計(jì)為l.(H.4%，骨料的摻量以水泥和摻合料的總重量計(jì)為70~76%。該方案雖然有效減小了混凝土空隙率，有效的解決了優(yōu)選水膠比下保證海工混凝土強(qiáng)度情況下的耐久性問題，但單憑骨料級配以及礦粉、粉煤灰等摻合料只能降低有限的空隙率。并且通常為減小水膠比和混凝土早期防裂需要加減水劑，該方案通過摻加減水劑，有效減小了水膠比，但該方案減水劑加入量較大，加入過多的減水劑勢必要增加成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對目前混凝土空隙率比較大，且有管型空隙的缺陷，提供了一種耐蝕、強(qiáng)度高的海工水泥混凝土。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明海工耐久水泥混凝土，由水與膠凝材料、骨料、減水劑、外加劑拌合而成，所述外加劑包括松香或石蠟的一種以上，以及阻銹劑和松香熱聚物，其中松香、石蠟或其混合物的摻量以所述膠凝材料的總重量計(jì)為28%，阻銹劑為1~5%，松香熱聚物為0.014).04%。所述膠凝材料由水泥和摻合料組成，其中摻合料包括礦粉和粉煤灰，水泥的摻量以所述膠凝材料的總重量計(jì)為25~35%，礦粉為45~55%，粉煤灰為15~20%。所述減水劑摻量與膠凝材料的總重量計(jì)為0.8(H).99%。骨料的摻量以膠凝材料的總重量計(jì)為7176.4%。水的摻量與膠凝材料的總重量比例為O.3CK).40。上述海工耐久水泥混凝土，所述松香、石蠟或其混合物的摻量以所述膠凝材料的總重量計(jì)為57%。上述海工耐久水泥混凝土，所述骨料由細(xì)骨料和粗骨料組成，骨料針片狀顆粒含量不大于8.0%，含泥量不大于0.5%，泥塊含量不大于0.25%，壓碎值不大于14%。上述海工耐久水泥混凝土，所述細(xì)骨料采用河砂，細(xì)度模數(shù)為2.6~2.9，含泥量不大于2.0%，泥塊含量不大于0.5%。上述海工耐久水泥混凝土，所述礦粉燒失量不大于3%，比面積為350-440m7kg，流動度比不小于95%;粉煤灰燒失量不大于5%，需水量比不大于95%。本發(fā)明海工耐久水泥混凝土摻加適量的松香或石蠟等低軟化點(diǎn)，不溶于水，不與堿反應(yīng)的高聚物，通過塑性流動填充混凝土空隙，形成一種無機(jī)和有機(jī)的互穿網(wǎng)絡(luò)，有效減小了混凝土的空隙率，也就減小海水滲透的幾率。同時也增加了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，某種程度上來講能增加水膠比，節(jié)省水泥等膠凝組分的用量。并且松香和石蠟屬于一種價格便宜的高聚物，成本低。高聚物摻量以膠凝材料的總重量計(jì)為2、8%為宜。過少起不到有效減小混凝土空隙的作用，而太多，高于水泥最大空隙率，則不僅不會提高混凝土的強(qiáng)度，還會影響膠凝材料的粘結(jié)力。本發(fā)明海工混凝土中高聚物的摻量更佳的用量以所述膠凝材料的總重量計(jì)為4乇％。同時本發(fā)明海工耐久混凝土摻加適量松香熱聚物作為引氣劑構(gòu)建氣泡間距小于0.25mm的微孔群，容納結(jié)冰引起的遷移水分，確保滿足凍融循環(huán)次數(shù)要求。引氣劑的另一個作用就是消除管型空隙，減小海水滲透的幾率。再加上高聚物的作用，進(jìn)一步減小了空隙，且其不與堿反應(yīng)，有效抑制長期浸泡在海水環(huán)境中的混凝土堿骨料反應(yīng)。涉及到凍融循環(huán)對海工混凝土的影響，本發(fā)明海工耐久水泥混凝土摻加減水劑摻量與膠凝材料的總重量計(jì)為0.800.99%,減小單方混凝土水的用量，對于本發(fā)明應(yīng)優(yōu)先選用減水率較高的聚羧酸型減水劑。水膠比的高低對耐久性有很大的影響，并且也影響混凝土的強(qiáng)度，但過小的水膠比也影響混凝土的拌合和膠凝組分的水化反應(yīng)，并且由于海工混凝土使用粉煤灰等摻合料比較大，過小的水膠比，會使得海工混凝土出現(xiàn)早期開裂現(xiàn)象?；炷烈坏╅_裂，其耐久性就無從談起。本發(fā)明摻加減水劑的量少于現(xiàn)有混凝土的摻加量，但在合適水膠比的情況下，也能達(dá)到所需要的效果。本發(fā)明海工耐久水泥混凝土使用了一種新型混凝土外加劑一一阻銹劑，用以改善混凝土的耐久性(阻止鋼筋腐蝕)，適用于含氯鹽環(huán)境的鋼筋混凝土工程。本發(fā)明采用的是亞鈣類/有機(jī)類阻銹劑，其摻量為1°/『5%，阻銹劑可采用干摻，也可以配成水溶液摻入。采用干摻時應(yīng)相對延長攪拌時間。鋼筋阻銹劑滿足如下要求(1)能有效抑制鋼筋脫鈍，防止鋼筋銹蝕；(2)對混凝土強(qiáng)度及其他耐久性能無不利影響。對本發(fā)明來說原材料要求也很重要，其中對于骨料選用堅(jiān)固性好、級配合理、粒形良好的潔凈骨料。其中，針片狀含量不宜大于8.0%;含泥量不應(yīng)大于0.5%，泥塊含量不應(yīng)大于0.25%;壓碎值不宜大于14%;其他質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行《建筑用碎石、卵石》(GB/T14685—2001)的規(guī)定。細(xì)骨料采用河砂，級配合理、細(xì)度模數(shù)以2.62.9為宜，含泥量不應(yīng)大于2.0%，泥塊含量不應(yīng)大于0.5%。其他質(zhì)量指標(biāo)也應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。選擇適當(dāng)?shù)乃鄰?qiáng)度等級和優(yōu)質(zhì)的礦物摻合料，混凝土礦物摻合料宜使用磨細(xì)?；郀t礦粉、粉煤灰等。高細(xì)度礦粉可以改善混凝土內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)，提高混凝土的強(qiáng)度。粉煤灰的水化熱低，有利于混凝土表面溫度裂縫的控制。兩種摻合料復(fù)合使用后能增強(qiáng)混凝土抵抗氯離子侵蝕的能力，有利于改善混凝土的耐久性能。本發(fā)明分別使用P.152.5水泥、S75級高爐磨細(xì)礦粉和I級粉煤灰。對其要求如下(1)在水泥強(qiáng)度、凝結(jié)時間、安定性、3d和28d抗折抗壓強(qiáng)度等滿足現(xiàn)行《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》(GB/175—1999)規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，還應(yīng)重點(diǎn)考査其堿含量、水泥細(xì)度及S03等影響混凝土耐久性能的指標(biāo)。(2)S75級高爐磨細(xì)礦粉燒失量不應(yīng)大于3%，比表面積宜在350-440m7kg，流動度比應(yīng)不小于95%。其他質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》(GB/T18046—2000)的規(guī)定。(3)粉煤灰應(yīng)選用細(xì)度適中、燒失量小、流動度大的I級粉煤灰，燒失量不應(yīng)大于5%，需水量比不應(yīng)大于95%。其他質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596—1991)的規(guī)定。具體實(shí)施方式實(shí)施例部分組分配比，表格中各組分用量單位均為kg/m3:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>基于上表組分，具體實(shí)施例如下:實(shí)施例1-9:其中外加劑為松香和松香熱聚物，并加防銹劑，表格中各組分用量單位均為kg/m3。編松香松香熱聚物防銹劑7d抗壓強(qiáng)度(MPa)28d抗壓強(qiáng)度(MPa)28d氯離子擴(kuò)散系數(shù)(x1012nf/s)28d電通量(C)17.60.0383.830.735.51.6982928.00.04437.644.81.587923160.08843,749.21.74923416.80.0828.245.650.81.42678526.40.13213.248.6561.48729627.60.13813.852.258.61.19529728.80.14414.453.762.31.216118400.22556.865.71.22604941.60,2082658.666.61.18517本發(fā)明強(qiáng)度海共混凝土相對于現(xiàn)有混凝土強(qiáng)度略有提高，氯離子擴(kuò)散系數(shù)小，另外加上松香這種高聚物，使得混凝土微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，內(nèi)部組成有機(jī)和無機(jī)網(wǎng)絡(luò)，松香不與堿反應(yīng)，增加了混凝土的抗蝕性。實(shí)施例1-9實(shí)施例10-17:其中外加劑為石蠟和松香熱聚物，并加防銹劑，表格中各組分用量單位均為kg/m3:編號石蠟松香熱聚物防銹劑7d抗壓強(qiáng)度(MPa)28d抗壓強(qiáng)度(MPa)28d氯離子擴(kuò)散系數(shù)(x10—12mVs)28d電通量(C)17.60.0383.830.234.71.7082828.00.04437.144.11.587903160.08843.348,41.72924416.80.0828.244.950.11.41677526,40.13213.248.055.21.44733627.60.13813.851.256.81.20525<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>石蠟和松香是性質(zhì)相似的兩種聚合物，且兩者不會產(chǎn)生反應(yīng)，本發(fā)明外摻這兩種物質(zhì)或者其混合物，性能差別不大。此外，松香熱聚物，作為引氣劑，其用量越大，混凝土含氣量越大，空隙率對混凝土的強(qiáng)度影響比較大，控制其用量實(shí)際是控制混凝土的空隙率，實(shí)驗(yàn)證明，混凝土空隙率每增加1%，其強(qiáng)度會下降3、5%，控制空隙率在3.57%比較合適。實(shí)際高聚物的填充作用，加上引氣劑對微孔群的優(yōu)化作用，混凝土強(qiáng)度比普通硅酸鹽水泥略有提高。權(quán)利要求1.一種海工水泥混凝土，由水與膠凝材料、骨料、減水劑、外加劑拌合而成，其特征在于所述外加劑包括松香或石蠟的一種以上，以及阻銹劑和松香熱聚物，其中松香、石蠟或其混合物的摻量以所述膠凝材料的總重量計(jì)為2～8％，阻銹劑為1～5％，松香熱聚物為0.01-0.04％；所述膠凝材料由水泥和摻合料組成，其中摻合料包括礦粉和粉煤灰，水泥的摻量以所述膠凝材料的總重量計(jì)為25～35％，礦粉為45～55％，粉煤灰為15～20％；所述減水劑摻量與膠凝材料的總重量計(jì)為0.80～0.99％；骨料的摻量以膠凝材料的總重量計(jì)為74～76.4％；水的摻量與膠凝材料的總重量比例為0.30～0.40。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海工混凝土，其特征在于所述松香、石蠟或其混合物的摻量以所述膠凝材料的總重量計(jì)為4~6%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海工混凝土，其特征在于所述骨料由細(xì)骨料和粗骨料組成，骨料針片狀顆粒含量不大于8.0%，含泥量不大于0.5%，泥塊含量不大于0.25%，壓碎值不大于14%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海工混凝土，其特征在于所述細(xì)骨料采用河砂，細(xì)度模數(shù)為2.6~2.9，含泥量不大于2.0%,泥塊含量不大于0.5%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海工混凝土，其特征在于所述礦粉燒失量不大于3%，比面積為350-440m2/kg，流動度比不小于95%;粉煤灰燒失量不大于5%，需水量比不大于95%。全文摘要本發(fā)明涉及一種耐久性的海工水泥混凝土。本發(fā)明由水與膠凝材料、骨料、減水劑、外加劑拌合而成，所述外加劑包括松香或石蠟的一種以上，以及阻銹劑和松香熱聚物，其中松香、石蠟或其混合物的摻量以所述膠凝材料的總重量計(jì)為2～8％，阻銹劑為1～5％，松香熱聚物為0.01～0.04％。所述膠凝材料由水泥和摻合料組成，其中摻合料包括礦粉和粉煤灰，水泥的摻量以所述膠凝材料的總重量計(jì)為25～35％，礦粉為45～55％，粉煤灰為15～20％。所述減水劑摻量與膠凝材料的總重量計(jì)為0.80～0.99％。骨料的摻量以膠凝材料的總重量計(jì)為74～76.4％。水的摻量與膠凝材料的總重量比例為0.30～0.40。本發(fā)明從根本上提高了海工水泥混凝土的耐久性，尤其對堿骨料反應(yīng)，氯離子侵蝕有較強(qiáng)的抗蝕能力。文檔編號C04B28/00GK101224968SQ200810014100公開日2008年7月23日申請日期2008年1月31日優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日發(fā)明者單學(xué)民,孫建全,孫琪瑜,牛東紅,王書明,田軍禎,范效濱,寧閆申請人:山東省路橋集團(tuán)有限公司