[发明专利]固化氯离子的海水海砂水泥基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种固化氯离子的海水海砂水泥基复合材料及其制备方法。提出利用海砂及海水等岛礁上已有材料，与水泥、矿渣、粉煤灰、高效减水剂、纳米Al₂O₃、铝镁水滑石、苯丙乳液等材料组合，配置出一种水泥材料并且能对海水海砂中的氯离子进行固化，满足建造海上工程的需求。按重量份包括以下组分：硫铝酸盐水泥450～650份、海水190～280份、海砂560～810份、磨细矿渣270～390份、粉煤灰180～260份、纳米Al₂O₃18～26份、铝镁水滑石76～110份、苯丙乳液27～39份、高效减水剂5～10份。本发明利用极易获取的海砂，海水材料，实现就地取材，减少工程材料运输量，降低建设成本，节约建设时间。并且采用多种途径联合固化的方法，大幅度降低海水海砂中携带自由氯离子的含量，同时能保证材料的密实度，防止内部钢筋锈蚀。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体是指一种固化氯离子的海水海砂水泥基复合材料及其制备方法。

背景技术

我国幅员辽阔拥有众多的海岛，对于海岛上的建筑，缺少砂、石和淡水资源，但拥有丰富的海砂资源。海岛建筑如果采用传统的混凝土材料就需要耗费大量人力物力进行材料运输。如果可以直接利用海水海砂资源，则可大幅度降低材料运输量，提高修建速度，节约成本。但海砂中的氯盐会影响硅酸盐水泥的水化过程，尤其是对混凝土中的钢筋有腐蚀作用，镁离子、硫酸根离子也会对混凝土的耐久性造成一定的危害。由于不合理使用或滥用海砂，早期日本、英国、中国及中国台湾等国家和地区均出现过严重的混凝土质量和钢筋腐蚀问题，尤其在地震等突发性荷载作用下，海砂混凝土结构可能显得更为脆弱。众多失败的经验表明，滥用或乱用海砂存在很大的风险，但经过科学了解海砂及海砂混凝土的特性后，海砂可以被合理的资源化利用。

目前在我国建筑行业中，经过淡化处理后的海砂可以被投入使用。而现阶段海砂处理的方法，主要有淡水冲洗法、河砂混合使用法和自然放置法。通常淡化处理的过程比较复杂，并且会耗费大量的人力物力，增加建设的成本，不适宜工程上大规模使用。但若不经过处理，则会带来更大大的经济损失。因此，在现有的研究基础上，需提出一种施工方法简单可行，能大幅度缓解海水海砂中氯离子的影响，还需具有一定经济性的新型复合材料，满足工程需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种固化氯离子的海水海砂水泥基复合材料及其制备方法。充分利用海洋资源，将海水、海砂等材料运用到混凝土浇筑中，并且通过物理固化及化学固化的方法，大幅度缓解海水海砂中携带自由氯离子对钢筋混凝土结构的影响，提出一种固化氯离子的海水海砂水泥基复合材料的制备方法。此种新型材料，能够满足海洋建筑的工程需求，并极大地缓解资源压力，节省建筑成本。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种固化氯离子的海水海砂水泥基复合材料，其特征在于，包括以下组分：

硫铝酸盐水泥450～650份、海水190～280份、海砂560～810份、磨细矿渣270～390份、粉煤灰180～260份、纳米Al₂O₃18～26份、铝镁水滑石76～110份、苯丙乳液27～39份、高效减水剂5～10份。

本发明另一方面提供一种固化氯离子的海水海砂水泥基复合材料的制备方法，采用物理固化和化学固化联合使用的方法，通过掺入矿物掺合料、纳米Al₂O₃、铝镁水滑石、苯丙乳液四种途径联合固化氯离子，将海水海砂水泥基复合材料中氯离子固化能力提高12％-15％；它包含如下步骤：

(1)将硫铝酸盐水泥、海砂、磨细矿粉、粉煤灰、纳米Al₂O₃、铝镁水滑石充分混合并搅拌3～5分钟，得到第一混合物；所述矿粉为粒化高炉矿粉微粉，产品等级为S95级；所述粉煤灰为高铝粉煤灰，氧化铝含量大于37％；

(2)将苯丙乳液、高效减水剂加入到海水中，充分混合后搅拌均匀，得到第二混合物；