本發(fā)明屬于膠凝材料領(lǐng)域，具體涉及一種高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材及其制備方法。
背景技術(shù)：
：海洋環(huán)境中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境十分惡劣，海水中含有大量不同種類的鹽類，存在著各種有侵蝕作用的離子，例如cl-，so42-，mg2+，na+等，這些離子會(huì)侵蝕破壞海洋環(huán)境中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，使鋼筋銹蝕，混凝土強(qiáng)度降低，結(jié)構(gòu)可靠性降低。特別是在遠(yuǎn)海，海洋環(huán)境復(fù)雜，混凝土結(jié)構(gòu)還要受到海浪沖擊、磨蝕、潮汐作用、干濕冷熱循環(huán)等，這些都會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成不可逆轉(zhuǎn)的破環(huán)。隨著我國(guó)對(duì)海洋資源開(kāi)發(fā)利用的迅猛發(fā)展，海洋工程的建設(shè)備受關(guān)注。由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性以及施工的特殊性，因此設(shè)計(jì)出一種高抗海水高強(qiáng)的膠結(jié)材來(lái)滿足混凝土結(jié)構(gòu)在海洋環(huán)境中的高耐久性、高強(qiáng)度、易施工等要求具有重要意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材，由膠凝材料和添加劑組成，膠凝材料占總質(zhì)量的85％～95％，添加劑占總質(zhì)量的5％～10％，所述膠凝材料的各組分按膠凝材料的質(zhì)量百分比計(jì)為：礦渣微粉50％～70％，硅酸鹽水泥10％～35％，粉煤灰10％～25％，硅灰3％～10％；所述添加劑的各組分按添加劑的質(zhì)量百分比計(jì)為：石膏30％～60％，激發(fā)劑10％～30％，減水劑粉劑20％～40％。上述方案中，所述礦渣微粉優(yōu)選s95級(jí)礦渣微粉，粒徑優(yōu)先6.5～8.5μm。上述方案中，所述硅酸鹽水泥為ⅰ型52.5硅酸鹽水泥和/或ⅱ型52.5硅酸鹽水泥。上述方案中，所述粉煤灰優(yōu)選ⅰ級(jí)粉煤灰。上述方案中，所述硅灰的sio2含量大于90wt％，顆粒粒徑在0.01～0.1μm。上述方案中，所述石膏為二水石膏、半水石膏和無(wú)水石膏中的一種或幾種。上述方案中，所述激發(fā)劑為堿金屬碳酸鹽和/或堿金屬硅酸鹽。上述方案中，所述堿金屬碳酸鹽為碳酸鋰、碳酸鉀、或碳酸鈉，所述堿金屬硅酸鹽為硅酸鋰、硅酸鉀、或硅酸鈉。上述方案中，所述減水劑為聚羧酸高性能減水劑和/或萘系高效減水劑。上述高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材的制備方法，包括如下步驟：將各原料按照配比依次加入到攪拌容器中，充分?jǐn)嚢韬蠹吹玫礁呖购Ｋ邚?qiáng)膠結(jié)材。本發(fā)明所述高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材水化產(chǎn)物中氫氧化鈣含量少，具有顯著的抗海水侵蝕能力和優(yōu)越的護(hù)筋性能。而且海水中的堿金屬離子對(duì)本發(fā)明所述高抗海水超高強(qiáng)膠結(jié)材的二次水化反應(yīng)具有一定的激發(fā)作用，特別是對(duì)體系中礦渣微粉的活性激發(fā)，能充分發(fā)揮其活性，進(jìn)一步提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗海水侵蝕能力；本發(fā)明所述高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材中使用高效減水劑粉劑，不僅能滿足現(xiàn)場(chǎng)混凝土的工作性能和可泵性，還能大幅度減小水灰比，提高強(qiáng)度。本發(fā)明的有益效果：(1)本發(fā)明所述高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材具有優(yōu)越的抗海水侵蝕能力和優(yōu)良的力學(xué)性能，3d抗壓強(qiáng)度可達(dá)60mpa以上，28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)75mpa以上；(2)本發(fā)明所述高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材以工業(yè)廢渣為主要原料，且制備方法簡(jiǎn)單易操作，便于施工，不僅降低了生產(chǎn)成本，而且對(duì)保護(hù)環(huán)境、資源再利用都有很大的益處；所述高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材在海洋工程建設(shè)方面具有很好的應(yīng)用前景。具體實(shí)施方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。以下實(shí)施例中，所述礦渣微粉為s95級(jí)礦渣微粉，粒徑為6.5～8.5μm。所述硅酸鹽水泥為ⅰ型52.5硅酸鹽水泥和/或ⅱ型52.5硅酸鹽水泥。所述粉煤灰為ⅰ級(jí)粉煤灰。所述硅灰的sio2含量大于90wt％，顆粒粒徑在0.01～0.1μm。所述石膏為二水石膏、半水石膏和無(wú)水石膏中的一種或幾種。所述激發(fā)劑為堿金屬碳酸鹽和/或堿金屬硅酸鹽。所述堿金屬碳酸鹽為碳酸鋰、碳酸鉀、碳酸鈉，所述堿金屬硅酸鹽為硅酸鋰、硅酸鉀、硅酸鹽硅酸鈉。所述減水劑為聚羧酸高性能減水劑和/或萘系高效減水劑。實(shí)施例1一種高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材，各組分配比為：93.9wt％的膠凝材料，其中62.7wt％的s95級(jí)礦渣微粉，21.3wt％ⅰ型52.5硅酸鹽水泥，10.65wt％ⅰ級(jí)粉煤灰，5.35wt％硅灰；6.1wt％的添加劑，其中49.2wt％二水石膏，16.4wt％硅酸鋰，1.64wt％碳酸鈉，32.76wt％聚羧酸減水劑粉劑。即100g膠結(jié)材中含有58.9g的s95級(jí)礦渣微粉，20gⅰ型52.5硅酸鹽水泥，10gⅰ級(jí)粉煤灰，5g硅灰，3g二水石膏，1g硅酸鋰，0.1g碳酸鈉，2g聚羧酸減水劑粉劑。將各原料組分按照配比依次加入到攪拌容器中，充分?jǐn)嚢韬蠹吹玫礁呖购Ｋ邚?qiáng)膠結(jié)材，將所述膠結(jié)材按水灰比為0.3拌合后，3d抗壓強(qiáng)度為60.3mpa，28d抗壓強(qiáng)度為75.3mpa。實(shí)施例2一種高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材，各組分配比為：93.3wt％的膠凝材料，其中51.76wt％s95級(jí)礦渣微粉，21.44wt％ⅰ型52.5硅酸鹽水泥，21.44wt％ⅰ級(jí)粉煤灰，5.36wt％硅灰，6.7wt％的添加劑，其中44.78wt％二水石膏，22.39wt％硅酸鋰，2.98wt％碳酸鈉，29.85wt％聚羧酸減水劑粉劑。即100g膠結(jié)材中含有48.3gs95級(jí)礦渣微粉，20gⅰ型52.5硅酸鹽水泥，20gⅰ級(jí)粉煤灰，5g硅灰，3g二水石膏，1.5g硅酸鋰，0.2g碳酸鈉，2g聚羧酸減水劑粉劑。將各原料組分按照配比依次加入到攪拌容器中，充分?jǐn)嚢韬蠹吹玫礁呖购Ｋ邚?qiáng)膠結(jié)材，將所述膠結(jié)材按水灰比為0.3拌合后，3d抗壓強(qiáng)度為58.7mpa，28d抗壓強(qiáng)度為76.9mpa。實(shí)施例3一種高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材，各組分配比為：94.6wt％的膠凝材料，其中52.42wt％s95級(jí)礦渣微粉，31.7wt％ⅱ型52.5硅酸鹽水泥，10.56wt％ⅰ級(jí)粉煤灰，5.28wt％硅灰；5.4wt％的添加劑，其中46.3wt％半水石膏，14.8wt％硅酸鋰，1.86wt％碳酸鈉，37.04wt％聚羧酸減水劑粉劑。即100g膠結(jié)材中含有49.6gs95級(jí)礦渣微粉，30gⅱ型52.5硅酸鹽水泥，10gⅰ級(jí)粉煤灰，5g硅灰，2.5g半水石膏，0.8g硅酸鋰，0.1g碳酸鈉，2g聚羧酸減水劑粉劑。將各原料組分按照配比依次加入到攪拌容器中，充分?jǐn)嚢韬蠹吹玫礁呖购Ｋ邚?qiáng)膠結(jié)材，將所述膠結(jié)材按水灰比為0.3拌合后，3d抗壓強(qiáng)度為61.2mpa，28d抗壓強(qiáng)度為73.6mpa。實(shí)施例4一種高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材，各組分配比為：93.2wt％的膠凝材料，其中57.08wt％s95級(jí)礦渣微粉，16.1wt％ⅱ型52.5硅酸鹽水泥，21.46wt％ⅰ級(jí)粉煤灰，5.36wt％硅灰；6.8wt％的添加劑，其中58.82wt％半水石膏，7.36wt％硅酸鋰，4.41wt％碳酸鈉，29.41wt％聚羧酸減水劑粉劑。即100g膠結(jié)材中含有53.2gs95級(jí)礦渣微粉，15gⅱ型52.5硅酸鹽水泥，20gⅰ級(jí)粉煤灰，5g硅灰，4g半水石膏，0.5g硅酸鋰，0.3g碳酸鈉，2g聚羧酸減水劑粉劑。將各原料組分按照配比依次加入到攪拌容器中，充分?jǐn)嚢韬蠹吹玫礁呖购Ｋ邚?qiáng)膠結(jié)材，將所述膠結(jié)材按水灰比為0.3拌合后，3d抗壓強(qiáng)度為59.5mpa，28d抗壓強(qiáng)度為77.2mpa。實(shí)施例5使用實(shí)施例1配制的高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材，按表1的混凝土配合比配制混凝土。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gbt50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》測(cè)試混凝土的工作性能，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gbt50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》測(cè)試混凝土的力學(xué)性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2；按照清華大學(xué)提出的快速測(cè)試混凝土滲透性能的nel法測(cè)試混凝土的抗氯離子滲透性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。表1混凝土配合比膠結(jié)材砂碎石水編號(hào)a3758151020170編號(hào)b4257901043165編號(hào)c4607581062160編號(hào)d5107301070155表2混凝土物理性能測(cè)試結(jié)果表3氯離子滲透系數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果從表2～表3可以看出，本發(fā)明所述高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)材制成混凝土后具有優(yōu)良的工作性能，良好的力學(xué)性能，優(yōu)越的抗?jié)B性。在實(shí)際施工時(shí)，操作簡(jiǎn)單，只需將各原材料簡(jiǎn)單攪拌即可。因此，所述的高抗海水高強(qiáng)膠結(jié)具有很好的應(yīng)用價(jià)值和開(kāi)發(fā)前景。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的實(shí)例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限制。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而因此所引申的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12