[发明专利]基于复合功能型外加剂的海工混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土，具体的说，是涉及基于复合功能型外加剂的海工 混凝土。

背景技术

沿海混凝土构筑物工程，特别是跨海大桥的地理环境对混凝土桥梁及水下 结构的影响因素，显著高于内陆地理环境。导致沿海混凝土结构工程耐久性能 大幅度下降的主要因素分析如下：

一、海水中的氯盐对混凝土构筑物中钢筋产生锈蚀，致其结构破坏，耐久 性能大幅降低。

海工混凝土工程长期处于海水侵蚀环境中，然而海水中富含大量的氯盐， 其含量是普通淡水的100-1000倍。氯离子具有例子半径小，渗透、穿透移动性 能非常强的特点。在硬化后的混凝土中，氯离子主要通过移动、扩散、渗透的 方式随水和空气进入多孔结构混凝土中，很少与混凝土中的水泥石Ca、Al、Si 等离子发生反应，却能迅速到达具有较强吸附力的钢筋表面并与之反应，生成 Fe2O3、Fe3O4锈蚀膜，这种锈蚀膜在水分作用下，迅速膨胀开裂、剥离，发生 钢筋锈蚀。随着钢筋锈蚀的加剧，混凝土结构遭到破坏，产生疏松、断裂，最 终失去承载力。

此外，存在于海洋环境空气、水蒸汽中的氯离子，漂移到多孔混凝土结构 中，进入到混凝土钢筋表面，最终发生钢筋锈蚀。

还有，大量存在于沿海的砂和石料(特别是海砂)中的氯离子，能在混凝 土拌和物浇注后迅速吸附到钢筋表面，使钢筋发生锈蚀，混凝土结构遭受破坏。

二、酸碱离子对海工混凝土的腐蚀破坏，致耐久性下降。

沿海水质是内陆地区所有腐蚀介质的汇集点，含有各种酸碱离子，如：硫 酸盐、碳酸盐、镁盐、硝酸盐、草酸盐、尿素、石油废弃物以及其他各类酸碱 性化合物等。这些酸碱性离子进入混凝土，与混凝土的水泥石钙、铝、铁、硅 离子发生反应，迅速生成膨胀性不硬化的破坏性离子，致混凝土结构破坏。沿 海混凝土结构工程受到冲刷、气蚀、风蚀破坏，致混凝土结构耐久性降低。

沿海地区的混凝土结构工程长期处于海浪冲刷和海水冲击时气体冲击的环 境中。水中汽泡冲蚀损失强度相当于水中石砾冲刷强度的10-20倍。海风级别 常年均在6-12级以上，海风中均会有水、水蒸气、杂质及各类腐蚀介质，这些 均会对混凝土结构产生腐蚀破坏，影响混凝土耐久性能。

三、冻融破坏

沿海地区的凝土结构工程处于冻融循环以及海风、结冰海水移动撞击等恶 劣环境中。渗漏在混凝土结构中的水分子在低温情况下结冰膨胀，致使混凝土 构筑物开裂，温度升高时，裂纹减小，如此长期循环，使混凝土构筑物变的疏 松，降低其耐久性能。一般情况下，冰的体积是原来水的体积的1.14倍。

四、碳化的影响

沿海地区的桥梁结构常年暴露在空气中，该环境下空气湿度大，空气中二 氧化碳浓度高，水分子和二氧化碳分子容易进入混凝土结构中形成碳酸。碳酸 能与水泥中的钙离子反应生成碳酸钙，降低水泥石的机械强度。碳化会使混凝 土结构使用寿命降低。

此外，开裂是普通环境下混凝土的通病和癌症，在海工混凝土构筑物中更 为严重。开裂由混凝土塑形收缩、化学收缩、干湿收缩、温差收缩引发，综合 以上五种因素可致海工混凝土结构破坏，导致耐久性严重下降。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种成本低、耐久性高、抗腐蚀能 力强的海工混凝土。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于复合功能型外加剂的海工混凝土，包括以下重量份原料混合而成：热 水泥100份，I级粉煤灰25-30份，粒化高炉矿渣粉25-30份，防裂抗蚀增塑剂 0.5-1.5份，中粗砂250-280份，二级配碎石360-400份，水50-60份；

其中，按重量百分比计，所述防裂抗蚀增塑剂包括以下成分：

20-30％的减缩增塑剂、5-15％的酸和能产生酸的物质、1-6％的抗蚀剂、 0.1-1％的催化剂、1-3％的中和剂、0.1-0.3％的憎水剂、5-40％的微膨胀剂、 0.05-0.5％的引气剂、1-5％的密实剂和15-55％的载体。防裂抗蚀增塑剂富含 超细纳米级ZY、Li、Si、RE、Ca、Al、Fe、C2H4OH超级分散体、稳定胶体、 缓释体、增韧抗裂体，掺入水泥浆、水泥砂浆、混凝土拌合物中，具有提升水 泥胶凝网络的抗蚀防腐性且抑制氯离子渗透、扩散、迁移的能力。