[发明专利]海工耐久水泥混凝土

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种海工水泥混凝土，具体涉及一种耐久性的海工水泥混凝土。

(二)背景技术

普通混凝土主要是依据立方体抗压强度进行配制，碎石起骨架作用，砂填充碎石的空隙，水泥浆填充骨料空隙并将骨料结合在一起。但普通混凝土没有充分考虑结构物所接触的大气、土体和水体等对混凝土结构材料性能的劣化作用，尤其是海水中氯离子对混凝土结构物的侵蚀作用。

混凝土作为目前建筑领域主要的结构材料，其耐久性的重要性不亚于强度性能和其他性能。不少混凝土建筑物因材质劣化引起开裂破坏，甚至会崩塌，这种情况在海港工程与桥梁工程尤为多见，它们破坏的原因往往不是强度不足，而是耐久性不够。

众所周知，影响混凝土耐久性的因素较多，其中海洋环境中氯离子渗透是主要因素。冻融循环是海工/水工混凝土又一破坏因素，碱骨料反应会导致结构物膨胀开裂，加速氯离子渗透和钢筋腐蚀。因此，应从多方面考虑，对混凝土进行综合性分析。

海工混凝土不仅要满足传统混凝土的力学性能，还要切实提高混凝土的抗渗性，降低混凝土的收缩开裂的趋势。提高混凝土结构的抗渗性，需要使用高性能混凝土，增加保护层厚度，使用外覆涂层。为了降低混凝土材料开裂趋势，应当优选材料，合理配合比，改进施工工艺，加强养护。海工耐久性混凝土已经成为目前土木工程研究的一个热点，中国专利局2005年12月28日公开了一种海工混凝土，名称为抗侵蚀高性能海工混凝土及其制造方法，申请号为200510025690.7，公开号为CN1712383A。该发明公开了一种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、掺合料、骨料和减水剂，其中掺合料与水泥重量比例为掺合料的掺量以水泥和掺合料的总重量计为65～70％，水泥为30～35％；减水剂掺量与水泥和掺合料的重量比例为掺合料以水泥和掺合料的总重量计为1.0～1.4％，骨料的掺量以水泥和掺合料的总重量计为70～76％。该方案虽然有效减小了混凝土空隙率，有效的解决了优选水胶比下保证海工混凝土强度情况下的耐久性问题，但单凭骨料级配以及矿粉、粉煤灰等掺合料只能降低有限的空隙率。并且通常为减小水胶比和混凝土早期防裂需要加减水剂，该方案通过掺加减水剂，有效减小了水胶比，但该方案减水剂加入量较大，加入过多的减水剂势必要增加成本。

(三)发明内容

本发明针对目前混凝土空隙率比较大，且有管型空隙的缺陷，提供了一种耐蚀、强度高的海工水泥混凝土。

本发明采用以下技术方案：

本发明海工耐久水泥混凝土，由水与胶凝材料、骨料、减水剂、外加剂拌合而成，所述外加剂包括松香或石蜡的一种以上，以及阻锈剂和松香热聚物，其中松香、石蜡或其混合物的掺量以所述胶凝材料的总重量计为2～8％，阻锈剂为1～5％，松香热聚物为0.01～0.04％。

所述胶凝材料由水泥和掺合料组成，其中掺合料包括矿粉和粉煤灰，水泥的掺量以所述胶凝材料的总重量计为25～35％，矿粉为45～55％，粉煤灰为15～20％。所述减水剂掺量与胶凝材料的总重量计为0.80～0.99％。骨料的掺量以胶凝材料的总重量计为74～76.4％。水的掺量与胶凝材料的总重量比例为0.30～0.40。

上述海工耐久水泥混凝土，所述松香、石蜡或其混合物的掺量以所述胶凝材料的总重量计为5～7％。

上述海工耐久水泥混凝土，所述骨料由细骨料和粗骨料组成，骨料针片状颗粒含量不大于8.0％，含泥量不大于0.5％，泥块含量不大于0.25％，压碎值不大于14％。

上述海工耐久水泥混凝土，所述细骨料采用河砂，细度模数为2.6～2.9，含泥量不大于2.0％，泥块含量不大于0.5％。

上述海工耐久水泥混凝土，所述矿粉烧失量不大于3％，比面积为350-440m²/kg，流动度比不小于95％；粉煤灰烧失量不大于5％，需水量比不大于95％。

本发明海工耐久水泥混凝土掺加适量的松香或石蜡等低软化点，不溶于水，不与碱反应的高聚物，通过塑性流动填充混凝土空隙，形成一种无机和有机的互穿网络，有效减小了混凝土的空隙率，也就减小海水渗透的几率。同时也增加了结构强度，某种程度上来讲能增加水胶比，节省水泥等胶凝组分的用量。并且松香和石蜡属于一种价格便宜的高聚物，成本低。高聚物掺量以胶凝材料的总重量计为2～8％为宜。过少起不到有效减小混凝土空隙的作用，而太多，高于水泥最大空隙率，则不仅不会提高混凝土的强度，还会影响胶凝材料的粘结力。本发明海工混凝土中高聚物的掺量更佳的用量以所述胶凝材料的总重量计为4～6％。