[发明专利]高性能化的海砂混凝土材料

说明书

技术领域

本发明属于混凝土材料技术领域，具体是以海砂为细骨料成分，并以矿物掺合料和水泥为胶凝材料的一种高性能化的海砂混凝土材料。

背景技术

随着我国经济的迅猛发展，需要兴建大量的混凝土建筑物以满足发展要求。作为混凝土材料的组成之一，建筑用砂的重要性日益凸显出来。由于前期建设的大量使用，目前淡水砂资源日趋枯竭，如果不能尽快寻找到合适可靠的砂源，势必影响到当地经济建设的发展。沿海地区的海砂资源非常丰富，如对其进行合理地开采、利用，不仅有利于消除河砂的过度开采，保证防洪和城市供水的安全，而且有利于海砂混凝土的健康使用，保障人民群众的生命财产安全，同时也是解决资源枯乏与经济建设需求之间矛盾的良好方法。

建筑用海砂是指分布于海岸和浅海的、以中砂和粗砂为主、包括部分细砂和砾石的砂质堆积。海砂级配良好，品质优良，可作为混凝土结构的细骨料使用。

此外，严峻的环境问题与对海砂混凝土结构耐久性的要求，仅仅建立普通海砂混凝土的概念还远不够，必须深化“与自然和谐、与环境共生”的观念，应用现代科技手段，在优选原材料的基础上加大混凝土中矿物掺合料的掺量，发展与环境共生的高性能化海砂混凝土，才是混凝土材料可持续发展之路。

所谓混凝土的高性能化是指使普通强度(C20-C40)的混凝土获得较高的工作及耐久性能。当前，国内外大量研究和生产应用的高性能混凝土，均属于高强高性能混凝土，其特点之一就是具有较小的水灰比(水灰比≤0.38)，因此强度通常都在C60以上。但是，目前国内外大量使用的还是普通强度的混凝土。其使用寿命一般为40-50年。如何使这些混凝土获得高性能、高耐久性，使用寿命由原来的40-50年提高到70-80年，对节省资源、能源以及资金均有重大的意义，而且也可以减少混凝土过早毁坏而带来的环境问题。

所谓的矿物掺合料是指以天然的矿物质材料或者工业废渣为原料，直接使用或者经预先磨细，在拌制混凝土时作为一种组分直接掺入拌合物中的细粉材料。如粉煤灰、超细矿渣、硅灰、沸石粉等。其共同特点是：与水泥相比，密度更小、颗粒粒径更细；具有火山灰活性。矿物掺合物以适宜的比例掺入混凝土中，不仅可以变废为宝，降低混凝土的造价，减少废渣的环境污染，而且可以显著改善混凝土的性能，如降低水化热，改善拌合物的工作性，提高混凝土的后期强度和耐久性等。但不同矿物掺合料的特征性能又各有长短，如将几种矿物掺合料复合掺加到混凝土拌合物中，则可以充分发挥几种细掺料的超叠加效应，进一步提高矿物掺合料的掺量及混凝土拌合物的性能。这不仅具有节约水泥的经济意义和利用工业废渣和工业副产品的环保意义，更涉及到全面提高海砂混凝土各项性能及混凝土可持续发展的根本问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能海砂混凝土材料，其具有普通强度(C20-C40)及较高的工作和耐久性能。

本发明是以如下技术方案实现的：一种高性能海砂混凝土材料，其特征是以经过淡化处理的海砂和矿物掺合料为主要成分，加水、水泥、石子搅拌制成，各原料的重量份为：

水泥          100份

矿物掺合料    50-300份

水            50-600份

海砂          100-1600份

石子          250-2000份；

上述高性能海砂混凝土材料各组份用量优选为：

水泥：        100份

矿物掺合料：  60-200份

水：          20-250份

海砂：        50-800份

石子：        700-1500份。

其中对各组成分材料的品质要求如下：

水泥：硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥，等级42.5级为宜。

矿物掺合料：II级粉煤灰、矿粉(比表面积≥400m²/kg)。

海砂：细度模数为2.2-3.0，含泥量小于1.5％，泥块含量小于0.8％，氯离子含量小于0.05％，贝壳含量小于5％。

石子：石子的粒径分布5-31.5mm之间，连续级。

本发明的高性能海砂混凝土材料的制备步骤如下：

按质量配比称取各组份，首先将将水泥、矿物掺合料、海砂以及70％的水加入搅拌机搅拌1-2分钟，然后加入石子和剩下的30％水再搅拌2-4分钟，取出后浇捣成型，养护40-60天。