一種用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土及其制備方法
【專利摘要】一種用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土，由以下組分按重量分?jǐn)?shù)組成：水泥301份，粗骨料1532份，中砂210份，s95級(jí)礦粉129份，外加劑5.16份，水99.5份。本發(fā)明所述的用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土，在滿足混凝土基本功能要求的前提下，其多孔結(jié)構(gòu)能為海洋生物提供附著以及生長(zhǎng)的空間，其表面形成的生物膜能夠凈化海水水質(zhì)，進(jìn)而降低海岸工程對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的破壞。
【專利說(shuō)明】一種用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人工海岸工程給當(dāng)?shù)睾Ｑ笊鷳B(tài)環(huán)境帶來(lái)了巨大的壓力，突出反映在原有海洋生物的生境破壞或喪失；海洋污染加劇，海域富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重。
[0003]普通海工用混凝土透水透氣性能差，內(nèi)部孔隙率低，微生物無(wú)法附著生長(zhǎng)，工程建成后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，表面幾乎無(wú)海洋生物附著?，F(xiàn)有生態(tài)混凝土一般多用于河堤護(hù)坡，強(qiáng)度一般小于10MP，且抗凍性和抗硫酸鹽腐蝕性亦無(wú)法滿足用于海岸的要求。在海洋富營(yíng)養(yǎng)化的防治措施中，生物修復(fù)技術(shù)是最為有效的措施。在這種背景下，生態(tài)混凝土對(duì)于海岸海水水質(zhì)凈化的研究具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土及其制備方法。
[0005]具體方案如下:
[0006]一種用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土，由以下組分按重量分?jǐn)?shù)組成:
[0007]水泥301份，粗骨料1532份，中砂210份，s95級(jí)礦粉129份，外加劑5.16份，水99.5 份；
[0008]所述水泥的強(qiáng)度等級(jí)為42.5MPa，表觀密度為:3190kg/m3 ；
[0009]所述粗骨料粒徑為5~16mm，且粗骨料中針片狀顆粒的含量低于2.1% ；
[0010]所述細(xì)骨料為細(xì)度模數(shù)為2.38 ；
[0011]所述粉煤灰的表觀密度為2370kg/m3 ；
[0012]所述礦粉的表觀密度為2840kg/m3 ;
[0013]所述外加劑為聚羧酸高效減水劑；
[0014]一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土，具體的制備方法如下:
[0015]I)拌料、成型
[0016]本發(fā)明加料方式是一次加料法，依次將粗骨料、中砂、粉煤灰、礦粉和水泥加入到攪拌鍋中，攪拌均勻后邊攪拌邊加入60%的水，形成均勻濕潤(rùn)的拌合物后將剩余的水加入到外加劑中，與外加劑一起均勻加入到拌合物中，攪拌完成；
[0017]大孔生態(tài)混凝土屬于干硬性的混凝土，無(wú)流動(dòng)性而言，為了獲得較好的包裹狀態(tài)，使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，攪拌180s ；
[0018]成型方式為振動(dòng)成形，使用頻率為50HZ的振動(dòng)臺(tái)，振動(dòng)時(shí)間為8-10s ；
[0019]2)養(yǎng)護(hù)[0020]將步驟I)成型后的混凝土直接放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)24小時(shí)，養(yǎng)護(hù)室內(nèi)的溫度設(shè)定為20°C,濕度為95%,24小時(shí)后拆模,拆模后繼續(xù)放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)。
[0021]本發(fā)明所述的用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土，骨料表面呈現(xiàn)金屬光澤，成型后無(wú)沉降現(xiàn)象發(fā)生，此方法形成是粗集料被水泥等膠結(jié)材料均勻地包裹(而不是簡(jiǎn)單的填充)，在振動(dòng)作用下緊密堆積，凝固后形成一個(gè)多孔堆聚的結(jié)構(gòu)體。
[0022]當(dāng)水灰比太小，水泥漿則過(guò)稠，水泥漿較難均勻地包裹在粗骨料顆粒表面，不利于強(qiáng)度的提高，如果水灰比過(guò)大，水泥漿則過(guò)稀，水泥漿又會(huì)從骨料顆粒表面滑下，包裹粗骨料顆粒表面水泥漿過(guò)簿，不利于強(qiáng)度的提高，同時(shí)由于水泥漿流動(dòng)性過(guò)大，水泥漿可能把孔隙部分或全部堵實(shí)出現(xiàn)沉漿現(xiàn)象，既對(duì)孔隙率不利，也不利于整體強(qiáng)度的提高。本發(fā)明的混凝土的水灰比能使得混凝土拌和物有金屬光澤，而不會(huì)積聚在集料下面。
[0023]本發(fā)明所述的用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土，在滿足混凝土基本功能要求的前提下，其多孔結(jié)構(gòu)能為海洋中的生物、動(dòng)植物提供附著以及生長(zhǎng)的空間，促進(jìn)海洋生態(tài)系統(tǒng)得到修復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)海水水質(zhì)有一定程度的凈化。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下實(shí)施例僅用于 對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并不是用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0025]實(shí)施例
[0026]一種用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土，由以下組分按重量分?jǐn)?shù)組成(每份Ikg):
[0027]水泥301份，粗骨料1532份，中砂210份，s95級(jí)礦粉129份，外加劑5.16份，水99.5 份；
[0028]所述水泥的強(qiáng)度等級(jí)為42.5MPa，表觀密度為:3190kg/m3 ；
[0029]所述粗骨料粒徑為5~16mm，且粗骨料中針片狀顆粒的含量低于2.1% ；
[0030]所述細(xì)骨料為細(xì)度模數(shù)為2.38 ；
[0031]所述粉煤灰的表觀密度為2370kg/m3 ；
[0032]所述礦粉的表觀密度為2840kg/m3 ；
[0033]所述外加劑為聚羧酸高效減水劑；
[0034]一種如上所述的用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土，具體的制備方法如下:
[0035]I)拌料、成型
[0036]大孔生態(tài)混凝土的投料方式對(duì)其混凝土的各方面性能會(huì)有所影響，由大孔生態(tài)混凝土的漿體包裹骨料的特點(diǎn)可知，加料的方式和攪拌的程度對(duì)漿體的包裹有很重要的影響。
[0037]本發(fā)明加料方式是一次加料法，依次將粗骨料、中砂、粉煤灰、礦粉和水泥加入到攪拌鍋中，攪拌均勻后邊攪拌邊加入60%的水，形成均勻濕潤(rùn)的拌合物后將剩余的水加入到外加劑中，與外加劑一起均勻加入到拌合物中，攪拌完成；
[0038]大孔生態(tài)混凝土屬于干硬性的混凝土，無(wú)流動(dòng)性而言，為了獲得較好的包裹狀態(tài)，使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，攪拌180s ；
[0039]成型方式為振動(dòng)成形，使用頻率為50HZ的振動(dòng)臺(tái)，振動(dòng)時(shí)間為8-10s ；
[0040]大孔生態(tài)混凝土的制備離不開減水劑，減水劑在制備大孔生態(tài)混凝土中的作用不只是減少拌合用水量，提供較小的水灰比，從而達(dá)到提高混凝土的強(qiáng)度的目的。由于減水劑的使用，改善了漿體的和易性，能夠使?jié){體均勻的包裹在骨料表面，形成很好的包裹漿層。
[0041]含砂大孔生態(tài)混凝土中，在膠凝材料足夠的情況下，適當(dāng)?shù)脑黾佑蒙傲磕軌蛱岣呖箟簭?qiáng)度，但是砂率過(guò)大就會(huì)影響到漿體對(duì)骨料的包裹，不利于強(qiáng)度的提高。
[0042]大孔生態(tài)混凝土屬于干硬性的混凝土，無(wú)流動(dòng)性而言，成型時(shí)為了獲得較好的包裹狀態(tài)，本發(fā)明選用強(qiáng)制式攪拌機(jī)且攪拌時(shí)間比普通混凝土略長(zhǎng)，一般控制在180s左右。成型方式選用振動(dòng)成型，振動(dòng)成型能夠增加試件的密實(shí)度，提高試件的力學(xué)性能和耐久性，但如果振動(dòng)頻率過(guò)高,振動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)孔隙率損失較大，同時(shí)容易引起沉漿現(xiàn)象的發(fā)生。本發(fā)明選用頻率相對(duì)較小的振動(dòng)臺(tái)，控制振動(dòng)時(shí)間為8-lOs。
[0043]2)養(yǎng)護(hù)
[0044]將步驟I)成型后的混凝土直接放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)24小時(shí)，養(yǎng)護(hù)室內(nèi)的溫度設(shè)定為20°C,濕度為95%,24小時(shí)后拆模,拆模后繼續(xù)放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)。
[0045]普通混凝土可以有很多的養(yǎng)護(hù)方式如自然養(yǎng)護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)等，由于生態(tài)混凝土的骨料表面包裹著水泥漿體，水泥漿層的厚度一般很薄，若是直接在空氣中養(yǎng)護(hù)特別是高溫干燥的夏季，骨料表面的水泥漿中的水分會(huì)很快蒸發(fā)掉，影響水泥的水化，從而導(dǎo)致生態(tài)混凝土的骨料粘結(jié)強(qiáng)度降低。
[0046]大孔生態(tài)混凝土存在大量的宏觀孔隙，水分散失較快，會(huì)影響早期的水化效果。所以早期養(yǎng)護(hù)非常重要。本發(fā)明的養(yǎng)護(hù)制度為成型之后，直接放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)24h，待拆模完成后繼續(xù)放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，溫度設(shè)定為20°C，濕度為95%以上進(jìn)行養(yǎng)護(hù)至相應(yīng)的齡期。
[0047]利用本發(fā)明方法和配方制備的混凝土的性能測(cè)試結(jié)果:
[0048]28d 抗壓強(qiáng)度為 25.7MPa ；
[0049]在快速凍融實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)75次凍融循環(huán)，抗壓強(qiáng)度損失率為18.7%，質(zhì)量損失率為0.9%，抗凍等級(jí)達(dá)到D75 ；
[0050]經(jīng)過(guò)60次干濕循環(huán)，抗壓強(qiáng)度耐蝕系數(shù)為107%，抗硫酸鹽等級(jí)>KS60。
【權(quán)利要求】
1.一種用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土，其特征在于由以下組分按重量分?jǐn)?shù)組成: 水泥301份，粗骨料1532份，中砂210份，s95級(jí)礦粉129份，外加劑5.16份，水99.5份； 所述水泥的強(qiáng)度等級(jí)為42.5MPa，表觀密度為:3190kg/m3 ； 所述粗骨料粒徑為5~16mm，且粗骨料中針片狀顆粒的含量低于2.1% ； 所述細(xì)骨料為細(xì)度模數(shù)為2.38 ； 所述粉煤灰的表觀密度為2370kg/m3 ； 所述礦粉的表觀密度為2840kg/m3 ； 所述外加劑為聚羧酸高效減水劑。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于人工海岸的大孔徑生態(tài)混凝土，其特征在于具體的制備方法如下: 1)拌料、成型 本發(fā)明加料方式是一次加料法，依次將粗骨料、中砂、粉煤灰、礦粉和水泥加入到攪拌鍋中，攪拌均勻后邊攪拌邊加入60%的水，形成均勻濕潤(rùn)的拌合物后將剩余的水加入到外加劑中，與外加劑一起均勻加入到拌合物中，攪拌完成； 大孔生態(tài)混凝土屬于干硬性的混凝土，無(wú)流動(dòng)性而言，為了獲得較好的包裹狀態(tài)，使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，攪拌180s ； 成型方式為振動(dòng)成形，使用頻率為50HZ的振動(dòng)臺(tái)，振動(dòng)時(shí)間為8-10s ； 2)養(yǎng)護(hù) 將步驟I)成型后的混凝土直接放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)24小時(shí)，養(yǎng)護(hù)室內(nèi)的溫度設(shè)定為20°C,濕度為95%,24小時(shí)后拆模,拆模后繼續(xù)放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)。
【文檔編號(hào)】C04B38/00GK103641394SQ201310572025
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】王其翔, 劉洪軍, 郭一令, 張延青, 楊飛, 周健, 趙文溪 申請(qǐng)人:山東省海水養(yǎng)殖研究所