本發(fā)明涉及土木工程和海洋工程材料技術領域，尤其涉及一種抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊。
背景技術：
在距離大陸1000公里以上的我國南海島礁開展房建工程的圍護結構施工，需要使用大量的混凝土砌塊。在當前的現(xiàn)有技術中，一般都是在大陸預制普通混凝土砌塊，至規(guī)定齡期后采用大型船舶長途海運到各個島礁進行房屋建設。顯然，現(xiàn)有技術中的常規(guī)混凝土砌塊的方案，運量大、能耗高、碼頭裝卸繁瑣，并常常受制于海洋氣象條件而耗時長、運途風浪顛簸大而引發(fā)的磕碰破損率偏高。
我國南海島礁95％以上均為珊瑚島礁，當?shù)厣汉鹘干炒媪烤薮?、開采成本低，是潛在的天然地域性建筑原材料，尤其對混凝土砌塊這類強度等級要求較低的建筑材料尤為適用。因此，當前南海島礁房建工程中越來越推薦使用珊瑚礁砂骨料來制備混凝土砌塊用于圍護結構。
然而，我國南海各個島礁臨近赤道，常年高溫暴曬、高濕(相對濕度可高達95％)多雨、高鹽霧，自然環(huán)境較為嚴酷。簡單采用由普通的硅酸鹽水泥、珊瑚礁砂骨料制作的混凝土砌塊易發(fā)生泛堿、析鹽等病害，長期服役下影響建筑的美觀性、適用性和耐久性。
綜上，在南海島礁當?shù)?，就地取材，盡可能利用島礁天然地域性原材料：珊瑚礁砂骨料、海水來制備島礁房屋所用的混凝土砌塊，迫在眉睫，經(jīng)濟和社會效益巨大，也契合綠色節(jié)能環(huán)保的理念。
技術實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊，具有在我國海洋島礁等惡劣自然環(huán)境下服役而長期無泛堿、耐久性好的優(yōu)點，而且在成型及養(yǎng)護期間可以實現(xiàn)“三免”：免燒結成型、免蒸壓、免灑淡水養(yǎng)護，同時還具有綜合成本低、綠色節(jié)能高效等特點。
本發(fā)明的技術方案具體是這樣實現(xiàn)的：
一種抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊，由海水珊瑚骨料混凝土制成，所述海水珊瑚骨料混凝土由下列原料按質量比例組成：
硅酸鹽水泥7％～11％，海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑3％～4.5％，海水5％～7.5％，珊瑚礁砂骨料混合物77％～85％，海水混凝土減水劑摻量占膠凝材料質量的0.2％～0.4％；
所述膠凝材料為硅酸鹽水泥和海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑的混合物。
較佳的，每立米的海水珊瑚骨料混凝土由下列原料按質量組成：
硅酸鹽水泥175kg，海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑75kg，海水136kg，島礁珊瑚礁砂骨料混合物1821kg，海水混凝土減水劑0.8kg。
較佳的，每立米的海水珊瑚骨料混凝土由下列原料按質量組成：
硅酸鹽水泥240kg，海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑100kg，海水165kg，島礁珊瑚礁砂骨料混合物1729kg，海水混凝土減水劑1.4kg。
較佳的，所述海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑中還進一步包括：
微硅粉15％～25％、納米二氧化硅粉1.5％～3％、偏高領土12％～24％和礦粉50％～64％。
較佳的，所述珊瑚礁砂骨料混合物中的珊瑚礁砂骨料的粒徑為0～13mm，其砂率不高于60％。
較佳的，所述珊瑚礁砂骨料的砂率為0.35～0.40，含泥量不高于5％。
較佳的，所述珊瑚礁砂骨料的孔隙率為30％～45％，飽和吸水率為20％～30％。
較佳的，所述海水混凝土減水劑為改性降粘型聚羧酸減水劑。
較佳的，所述海水珊瑚骨料混凝土砌塊的外表面上還覆蓋有通過涂刷海水珊瑚抹面砂漿而形成的海水珊瑚抹面砂漿面層；
所述海水珊瑚抹面砂漿面層的外表面還覆蓋有通過涂刷改性丙烯酸乳液或雙組份水性環(huán)氧而形成的泛堿封閉涂層。
較佳的，所述泛堿封閉涂層的主要化學成分為具有滲透成膜特性的改性丙烯酸乳液；
所述改性丙烯酸乳液為：改性丙烯酸乳液的原液與淡水稀釋后所形成的乳液；
所述改性丙烯酸乳液的原液與淡水的質量比小于或等于1:3。
較佳的，所述改性丙烯酸乳液的原液與淡水的質量比為1:1。
較佳的，所述海水珊瑚抹面砂漿，為所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊的原材料中剔除珊瑚石粗骨料后，剩余原料所制備而成的海水珊瑚砂漿；
所述珊瑚石粗骨料的粒徑為5-13mm。
較佳的，所述硅酸鹽水泥的強度等級為P·O42.5。
較佳的，所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊為實心砌塊或空心砌塊；
當所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊為空心砌塊時，所述空心砌塊的空心率為30％～50％。
由上述技術方案可見，本發(fā)明中的上述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊，采用普通硅酸鹽水泥、海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑、島礁珊瑚礁砂骨料混合物、海水混凝土減水劑以及天然海水或一次粗淡化海水制備成型，通過海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑在內(nèi)部固鹽強化，減少泛堿通道，有效阻止泛堿鹽分遷移，因此使得所述海水珊瑚骨料混凝土砌塊在我國南海島礁惡劣自然環(huán)境下服役時可以長期無泛堿、耐久性好，而且在成型及養(yǎng)護期間可以實現(xiàn)“三免”：免燒結成型、免蒸壓、免灑淡水養(yǎng)護；同時，由于上述的海水珊瑚骨料混凝土砌塊的拌制原料中的島礁珊瑚礁砂骨料混合物及海水均可取自南海島礁當?shù)?，就地取材率可高達85％，可以實現(xiàn)島礁本地化產(chǎn)銷，不用進行長途海運，因此有效地避免了傳統(tǒng)的混凝土砌塊在進行長途海運時所面臨的能耗高、成本高、碼頭裝卸繁瑣、磕碰破損率高、受海況氣象條件制約而耗時低效等缺點；而且由于是采用海水，因此還可節(jié)約寶貴的淡水資源，綜合成本低、綠色節(jié)能高效，可廣泛應用于我國南海島礁房建工程圍護結構(例如，框架結構房屋的圍護墻體等)。
具體實施方式
為使本發(fā)明的技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
本發(fā)明實施例中的抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊由海水珊瑚骨料混凝土制成，其中，所述海水珊瑚骨料混凝土是由下列原料按質量比例組成：
硅酸鹽水泥7％～11％，海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑3％～4.5％，海水5％～7.5％，珊瑚礁砂骨料混合物77％～85％，海水混凝土減水劑摻量占膠凝材料質量的0.2％～0.4％；所述膠凝材料為硅酸鹽水泥和海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑的混合物。
較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，所述硅酸鹽水泥的強度等級為P·O42.5。
較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，在所述海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑中還可以進一步包括：微硅粉15％～25％、納米二氧化硅粉1.5％～3％、偏高領土12％～24％和礦粉50％～64％。
較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，所述島礁珊瑚礁砂骨料混合物的主要礦物成分為文石和方解石；珊瑚礁砂骨料混合物中的珊瑚礁砂骨料可以掘自南海珊瑚島礁，骨料粒徑為0～13mm，且其砂率最好不高于60％；較優(yōu)的，所述珊瑚礁砂骨料的砂率為0.35～0.40，含泥量不高于5％；珊瑚礁砂骨料的孔隙率一般為30％～45％，飽和吸水率一般為20％～30％，島礁自然環(huán)境下珊瑚礁砂骨料天然預吸水率一般為8％～14％。
較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，所述海水混凝土減水劑為改性降粘型聚羧酸減水劑,其能在海水及珊瑚礁砂骨料拌合條件下發(fā)揮高效減水作用。
另外，在本發(fā)明的技術方案中，當上述海水珊瑚骨料混凝土砌塊采用普通硅酸鹽水泥、海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑、珊瑚礁砂骨料混合物、海水混凝土減水劑、天然海水或一次粗淡化海水制備成型之后，上述砌塊塊體自然養(yǎng)護硬化后可采用海水珊瑚砌筑砂漿砌筑。
更進一步地，還可在海水珊瑚骨料混凝土砌塊的外表面涂刷海水珊瑚抹面砂漿而形成一個海水珊瑚抹面砂漿面層，然后再在所述海水珊瑚抹面砂漿面層的外表面涂刷改性丙烯酸乳液而形成一個泛堿封閉涂層。
因此，較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，所述海水珊瑚骨料混凝土砌塊的外表面上還覆蓋有通過涂刷海水珊瑚抹面砂漿而形成的海水珊瑚抹面砂漿面層；所述海水珊瑚抹面砂漿面層的外表面還覆蓋有通過涂刷改性丙烯酸乳液或雙組份水性環(huán)氧而形成的泛堿封閉涂層。
在本發(fā)明的一個較佳的具體實施例中，形成于所述海水珊瑚抹面砂漿面層外表面上的、兼具界面增強特性的所述泛堿封閉涂層，其主要化學成分為具有滲透成膜特性的改性丙烯酸乳液。較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，所述改性丙烯酸乳液為：改性丙烯酸乳液的原液與淡水稀釋后所形成的乳液；所述改性丙烯酸乳液的原液與淡水的質量比小于或等于1:3。較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，所述改性丙烯酸乳液的原液與淡水的質量比可以是1:1。將該改性丙烯酸乳液在所述海水珊瑚抹面砂漿面層的外表面涂刷1～3道，即可形成所述泛堿封閉涂層。
較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，所述海水珊瑚抹面砂漿，為所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊的原材料中剔除珊瑚石粗骨料(粒徑為5-13mm)后，剩余原料所制備而成的海水珊瑚砂漿。
在本發(fā)明的技術方案中，所述海水珊瑚抹面砂漿面層的作用主要是：
1、墻體基層找平：剛砌筑完的墻體不可能完全平整，較為粗糙多孔，坑坑洼洼，若此時刮膩子或刷涂料/油漆，則特別浪費材料。因此，通過形成海水珊瑚抹面砂漿面層，可以實現(xiàn)墻體基層找平，從而節(jié)省后續(xù)所使用的涂刷材料，而且還可以提高美觀性。
2、提高將來墻體面層涂料或油漆對墻體砌塊的冷熱及干濕變形的適應能力，提高飾面的抗裂性。
因此，在本發(fā)明的技術方案中，當抹面砂漿施工完成，形成海水珊瑚抹面砂漿面層之后，還可以進一步加涂一層丙烯酸乳液的界面劑(以提高墻體的抗泛堿能力，現(xiàn)有技術中的常用墻體一般無此道工序)，再披刮膩子或石膏，最后再涂面層涂料或油漆。
另外，在本發(fā)明的技術方案中，通過涂刷改性丙烯酸乳液而形成的泛堿封閉涂層，則可內(nèi)滲成膜，可長期穩(wěn)定、高效封閉海水珊瑚骨料混凝土砌塊墻體內(nèi)部泛堿鹽分的外遷通道，并可增強界面粘接性能，提高墻體外部裝飾面層(膩子及石膏、底漆及面漆)對此泛堿封閉涂層的保護。
較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊，可為實心砌塊，也可為空心砌塊。較佳的，如果所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊為空心砌塊，則該空心砌塊的空心率一般建議為30％～50％。
較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，所述海水為天然海水或一次粗淡化海水。
較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊的生成方法：將所述各種原料，在島礁當?shù)毓潭◤S區(qū)采用固定式生產(chǎn)線，或在所述砌塊應用的島礁目標建筑附近采用可移動集裝箱式生產(chǎn)線就地、就近生產(chǎn)及供應。
在本發(fā)明的技術方案中，上述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊可以通過如下所述的機理或過程實現(xiàn)長期無泛堿、耐久性好，成型及養(yǎng)護期間“三免”，綜合成本低、綠色節(jié)能高效等特性：
(1)長期無泛堿、耐久性好：
所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊的原料中的海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑，可分階段、化學結合或物理吸附固定海水及珊瑚礁砂骨料中的Cl-、SO42-、Ca2+、Na+(K+)等離子，固鹽而減少泛堿源；還可多尺度、分階段致密化混凝土砌塊水泥漿基材及漿體—骨料界面過渡區(qū)，減少泛堿通道，有效阻止泛堿鹽分遷移。
所述施做于抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊表面的海水珊瑚抹面砂漿，其外部由所涂刷的改性丙烯酸乳液而形成的泛堿封閉涂層，可內(nèi)滲成膜，可長期穩(wěn)定、高效封閉海水珊瑚骨料混凝土砌塊墻體內(nèi)部泛堿鹽分的外遷通道，并可增強界面粘接性能，提高墻體外部裝飾面層(膩子及石膏、底漆及面漆)對此泛堿封閉涂層的保護。
因此，通過海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑在內(nèi)部固鹽強化，利用改性丙烯酸乳液在外部封閉泛堿通道，“內(nèi)強外防”綜合實現(xiàn)所述海水珊瑚骨料混凝土砌塊長期無泛堿、耐久性好。
(2)成型及養(yǎng)護期間“三免”：
所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊，采用其各類原料拌合后，經(jīng)砌塊成型機振動擠壓成型，在島礁天然溫濕度條件下自然養(yǎng)護硬化，可免燒結。
我國南海島礁多雨高濕(相對濕度90％～98％)、暴曬高溫(平均氣溫高達30℃，2-7月份白天地表溫度可達55℃)，常年日照充足。這種高溫高濕的自然環(huán)境條件為所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊提供了極佳的自然養(yǎng)護條件，可免蒸壓、免灑淡水養(yǎng)護。
所述島礁珊瑚礁砂骨料，疏松多孔，孔隙率一般為30％～45％(主體孔徑分布在200nm～10000nm范圍內(nèi))，飽和吸水率一般為20％～30％，島礁自然環(huán)境下珊瑚礁砂骨料天然預吸水率一般為8％～14％。珊瑚礁砂骨料預吸水并拌合成型后，在砌塊混凝土硬化過程中，當珊瑚礁砂骨料周圍水泥漿體孔隙中水分含量因水泥水化及水分擴散而明顯降低時，儲存在珊瑚礁砂骨料孔隙中的預吸收水分即及時釋放到周圍水泥漿中進行補充，循環(huán)往復直至珊瑚礁砂骨料孔隙失水完畢。因此，通過利用南海珊瑚礁砂骨料疏松多孔、預吸水率高而返水自養(yǎng)護的特性，可輔助實現(xiàn)免灑淡水養(yǎng)護。
綜上，可實現(xiàn)所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊成型及養(yǎng)護期間“三免”：免燒結成型、免蒸壓、免灑淡水養(yǎng)護。
(3)綜合成本低、綠色節(jié)能高效：
所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊，其拌制原料中的島礁珊瑚礁砂骨料混合物及海水均可取自南海島礁當?shù)兀偷厝〔穆士筛哌_85％。島礁本地化產(chǎn)銷，省卻了從1000多公里以外的大陸大宗長途海運普通混凝土砌塊時所面臨的能耗高、成本高、碼頭裝卸繁瑣、磕碰破損率高、受海況氣象條件制約而耗時低效等缺點；采用海水，在南海島礁還可節(jié)約寶貴的淡水資源。
對比之下，本發(fā)明所提供的一種抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊，應用于我國南海島礁框架結構房屋的圍護墻體，具有綜合成本低、綠色節(jié)能高效的特點。
以下將以幾個具體實現(xiàn)方式為例，對本發(fā)明的技術方案進行詳細的介紹。
實施例一：
在本實施例中，所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊，其單方(即每立米的)海水珊瑚骨料混凝土由下列原料按質量組成：
普通硅酸鹽水泥175kg，海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑75kg，海水136kg，島礁珊瑚礁砂骨料混合物(珊瑚島礁上采掘，粒徑為0～13mm)1821kg，海水混凝土減水劑0.8kg。
另外，較佳的，所述普通硅酸鹽水泥的強度等級為P·O42.5。
較佳的，所述海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑由微硅粉、納米二氧化硅粉、偏高領土和礦粉組成。
較佳的，在所述島礁珊瑚礁砂骨料混合物中，珊瑚礁砂骨料混合物中的珊瑚礁砂骨料掘自南海珊瑚島礁，骨料粒徑為0～13mm，砂率為0.39，含泥量為3％；珊瑚礁砂骨料的預吸水率為12％，飽和吸水率為27％。
較佳的，所述泛堿封閉涂層為改性丙烯酸乳液。
較佳的，所述海水混凝土減水劑為改性降粘型聚羧酸減水劑。
較佳的，所述海水為天然海水或一次粗淡化海水。
較佳的，所述的抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊的生成方法：將所述各種原料，在所述砌塊應用的目標島礁建筑附近采用可移動集裝箱式生產(chǎn)線就地生產(chǎn)及供應，可明顯減少珊瑚礁砂骨料或抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊的島礁內(nèi)的倒運。
在本實施例中，所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊，成型養(yǎng)護期間免燒結成型、免蒸壓、免灑水養(yǎng)護，南海島礁露天自然養(yǎng)護28d，砌塊空心率為50％時，其塊材抗壓強度為8.2MPa；砌塊為實心時，其塊材抗壓強度為16.0MPa；其就地取材率為88.6％，長期服役墻體表面無泛堿。
實施例二：
在本實施例中，所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊，其(即每立米的)海水珊瑚骨料混凝土由下列原料按質量組成：
普通硅酸鹽水泥240kg，海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑100kg，海水165kg，島礁珊瑚礁砂骨料混合物(珊瑚島礁上采掘，粒徑為0～13mm)1729kg，海水混凝土減水劑1.4kg。
較佳的，在所述島礁珊瑚礁砂骨料混合物中，珊瑚礁砂掘自南海珊瑚島礁，骨料粒徑為0～13mm，砂率為0.37，含泥量為2％；珊瑚礁砂骨料的預吸水率為10％，飽和吸水率為23％。
在本實施例中，所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊所用的其余混凝土原材料及砌塊生成方法均與實施例一中的相同。
在本實施例中，所述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊，成型養(yǎng)護期間免燒結成型、免蒸壓、免灑水養(yǎng)護，南海島礁露天自然養(yǎng)護28d，砌塊空心率為50％時，其塊材抗壓強度為11.5MPa；砌塊為實心時，其塊材抗壓強度為22.0MPa；其就地取材率為84.7％，長期服役墻體表面無任何泛堿。
另外，在本發(fā)明的技術方案中，上述的抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊可采用普通硅酸鹽水泥、海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑、島礁珊瑚礁砂骨料混合物(珊瑚島礁上采掘，粒徑為0～13mm)、海水混凝土減水劑、天然海水或一次粗淡化海水制備成型，砌塊塊體自然養(yǎng)護硬化后再采用海水珊瑚砌筑砂漿砌筑，后于其表面施做海水珊瑚抹面砂漿，待該面層硬化后24小時內(nèi)再在其表面涂刷兼具界面增強特性的泛堿封閉涂層，24小時后可施做外部裝飾面層，既完成海水珊瑚骨料混凝土砌塊抗返堿墻體。因此，通過海水珊瑚骨料混凝土固鹽劑在內(nèi)部固鹽強化，利用改性丙烯酸乳液外部封閉涂層阻隔泛堿通道，“內(nèi)強外防”綜合實現(xiàn)所述海水珊瑚骨料混凝土砌塊長期無泛堿；通過采用我國南海島礁當?shù)卮媪控S富的珊瑚礁砂骨料及海水的地域性天然原材料制備成型，就地取材率可高達85％；通過利用南海珊瑚礁砂骨料疏松多孔、預吸水率高而自養(yǎng)護的特性，利用南海島礁多雨高濕(相對濕度90％～98％)、暴曬高溫的自然環(huán)境條件，可實現(xiàn)海水珊瑚骨料混凝土砌塊成型及養(yǎng)護期間“三免”：免燒結成型、免蒸壓、免灑水養(yǎng)護。
綜上，本發(fā)明中的上述抗泛堿的海水珊瑚骨料混凝土砌塊，可應用于我國南海島礁房建工程圍護結構(例如，框架結構房屋的圍護墻體等)，可解決采用普通混凝土砌塊技術方案時需大宗長途海運普通砌塊的耗時費力低效、成本高昂的問題；可解決采用純普通硅酸鹽水泥、珊瑚礁砂骨料、海水制作常規(guī)珊瑚砌塊時所發(fā)生的泛堿、析鹽病害等問題；所述海水珊瑚骨料混凝土砌塊成型及養(yǎng)護期間還可實現(xiàn)免燒結成型、免蒸壓、免灑水養(yǎng)護。因此，具有島礁就地取材率高(比例大于85％)、長期無泛堿、成型及養(yǎng)護期間“三免”、經(jīng)濟適用耐久、綠色節(jié)能高效等特性優(yōu)點。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。