一种抗冲磨海工混凝土的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种抗冲磨海工混凝土，尤其涉及一种可适应海水环境的具有高抗冲磨性的海工混凝土；该混凝土由胶凝材料、水和集料掺和而成，所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰、硅灰；在所述混凝土里掺入不锈钢纤维。本发明采用不锈钢纤维配制抗冲磨海工混凝土，可避免普通钢纤维在海洋环境下出现锈蚀导致混凝土锈胀的风险，同时可以提供混凝土的抗冲磨性能；节省了成本，提高了海工混凝土的使用寿命。
【专利说明】一种抗冲磨海工混凝土
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种抗冲磨海工混凝土，尤其涉及一种可适应海水环境的具有高抗冲磨性的海工混凝土。
【背景技术】
[0002]目前国内的跨海大桥混凝土受氯盐侵蚀严重，干湿交替条件下，氯盐的渗入对钢筋混凝土中的钢筋具有强腐蚀作用，从而引起钢筋锈蚀，导致混凝土胀裂剥落、结构破坏，危及建筑物的正常运行。尤其是跨海大桥两侧桥梁或涌潮区桥梁，因海岸较浅容易受到海浪的拍击，而此海浪中携带大量的泥砂，在气候影响下，海水所携带的泥砂会对桥梁箱梁造成冲刷、拍击、磨损等破坏作用。因此，配制出抗冲磨海工混凝土，对提高海工氯盐侵蚀和泥砂冲磨环境下的海工混凝土结构的耐久性至关重要，在海洋工程中应用具有重要的理论和现实意义；在海洋环境下，采用大掺量矿物掺合料(如粉煤灰、矿粉等)的海工混凝土具有良好的抗氯盐侵蚀和抗开裂性能，但也存在一些问题，如混凝土表面硬度不足，抗冲刷能力低等。因此在有海浪、泥沙冲刷的海洋环境下，对海工混凝土的配制应综合考虑混凝土抗冲刷、抗氯盐侵蚀和抗开裂等性能。因此，针对上述问题，本发明就提供一种新的抗冲磨海工混凝土。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种抗冲磨海工混凝土，该混凝土掺入不锈钢纤维，以解决现有海工混凝土抗冲磨性低的问题。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种抗冲磨海工混凝土，该混凝土由胶凝材料、水和集料掺和而成，所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰、硅灰；在所述混凝土里掺入不锈钢纤维。
[0005]所述胶凝材料由下述原料按所占胶凝材料质量百分比制备而成:粉煤灰:20%~40% ;硅灰:5%~10% ;水泥:50%~75% ;所述掺入的不锈钢纤维与混凝土的体积百分比为0.5%~2.0%。
[0006]所述胶凝材料由下述原料按所占胶凝材料质量百分比制备而成:粉煤灰:32% ;硅灰:8% ;水泥:60% ;所述掺入的不锈钢纤维与混凝土的体积百分比为1%。
[0007]在所述混凝土里掺入聚丙烯纤维。
[0008]所述聚丙烯纤维的用量为0.6^1.2kg/m3(每立方米混凝土中所含聚丙烯纤维的质量)。
[0009]混凝土由胶凝材料和水按水胶比为0.32^0.38掺和而成。
[0010]所述胶凝材料的用量在400~480kg/m3之间(每立方米混凝土中所含胶凝材料的质量)。
[0011]所述不锈钢纤维的长度在20~30mm之间。
[0012]所述不锈钢纤维的直径在0.3~1.2mm之间。[0013]所述不锈钢纤维的长径比(长度与直径的比值)在25~100之间。
[0014]所述不锈钢纤维型号为304或316L，形状为哑铃型或弓型。
[0015]本发明与现有技术相比具有以下的优点:
[0016]1、本发明采用不锈钢纤维配制抗冲磨海工混凝土，可避免普通钢纤维在海洋环境下出现锈蚀导致混凝土锈胀的风险，同时可以提供混凝土的抗冲磨性能；节省了成本，提高了海工混凝土的使用寿命。
[0017]2、本发明采用不锈钢钢纤维和聚丙烯纤维配制抗冲磨海工混凝土，可充分发挥混杂纤维的超置效应，并以此进一步提闻混凝土的抗冲磨性和抗裂性能，提闻氣盐和泥砂拍击海洋环境下混凝土的耐久性，解决此种特殊环境下混凝土的耐久性问题；节省了成本，提高了海工混凝土的使用寿命。
【具体实施方式】
[0018]本发明所述的抗冲磨海工混凝土，该混凝土由胶凝材料、水和集料掺和而成，所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰、硅灰；为提高混凝土的抗冲磨性，在所述混凝土里掺入不锈钢纤维。本发明采用不锈钢纤维配制抗冲磨海工混凝土，可避免普通钢纤维在海洋环境下出现锈蚀导致混凝土锈胀的风险，同时可以提供混凝土的抗冲磨性能；节省了成本，提高了海工混凝土的使用寿命。
[0019]本发明中所述胶凝材料由下述原料按所占胶凝材料质量百分比制备而成:粉煤灰:20%~40% ;硅灰:5%~10% ;水泥:50%~75% ;所述掺入的不锈钢纤维与混凝土的体积百分比为0.5%~2.0%。
[0020]本发明中为进一步提高混凝土的抗冲磨性和抗裂性，可在所述胶凝材料里掺入聚丙烯纤维。所述聚丙烯纤维的用量为0.6^1.2kg/m3 (每立方米混凝土中所含聚丙烯纤维的质量);所述聚丙烯纤维的最佳用量为0.9kg/m3。本发明采用不锈钢钢纤维和聚丙烯纤维配制抗冲磨海工混凝土，可充分发挥混杂纤维的超叠效应，并以此进一步提高混凝土的抗冲磨性能和抗裂性，提高氯盐和泥砂拍击海洋环境下混凝土的耐久性，解决此种特殊环境下混凝土的耐久性问题；节省了成本，提高了海工混凝土的使用寿命。
[0021]本发明中混凝土由胶凝材料和水按水胶比为0.32^0.38掺和而成；所述胶凝材料的用量在40(T480kg/m3之间(每立方米混凝土中所含胶凝材料的质量)。
[0022]本发明中所述不锈钢纤维的长度在2(T30mm之间；所述不锈钢纤维的直径在0.3~1.2mm之间；所述不锈钢纤维的长径比(长度与直径的比值)在25~100之间；所述不锈钢纤维型号为304或316L，形状为哑铃型或弓型。
[0023]本发明中所述粉煤灰可采用I级或需水量比小于等于100%的II级粉煤灰。
[0024]本发明中所述水泥采用42.5级或52.5级硅酸盐水泥。
[0025]本发明掺入所述粉煤灰可以降低混凝土的放热量；粉煤灰特殊的形态结构可以提高混凝土的后期强度，还可以大大减少混凝土的干缩变形和徐变变形。在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和其他掺和物；减少了用水量；改善了混凝土掺和物的和易性；增强混凝土的可泵性；减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能膨胀性；提高混凝土抗渗能力；增加混凝土的修饰性。
[0026]本发明中所述聚丙烯纤维由等规聚丙烯纺制成的合成纤维；所述聚丙烯纤维不受各种碱性基料水化产物的侵蚀；具良好的分散性，不团结，不成束，保证了纤维在基料中的均匀分布；具有较高的韧性和强度，在混合搅拌中不易打弯成球；可大大提高混凝土的抗裂能力、抗渗性、抗冲击性能和耐磨性能。聚丙烯纤维产品有长丝(包括加弹丝、复合丝、吹捻纱和膨体纱等)、短纤维、异形丝、鬃丝、切割丝、膜裂丝、喷射丝等。
[0027]依上述各原料制成的混凝土强度等级大于等于C40，且56d氯离子扩散系数小于
3.0Xl(T12m2/s。
[0028]实施例一:
[0029]本实施例中所述胶凝材料优选由下述原料按所占胶凝材料质量百分比制备而成:
[0030]粉煤灰:20%；
[0031]硅灰:5%;
[0032]水泥:75%；
[0033]所述掺入的不锈钢纤维与混凝土的体积百分比优选为0.5%。
[0034]所述聚丙烯纤维的用量为0.6kg/m3 (每立方米混凝土中所含聚丙烯纤维的质量)。
[0035]本实施例中混凝土由胶凝材料和水按水胶比为0.38掺和而成；所述胶凝材料的用量为400kg/m3 (每立方米混凝土中所含胶凝材料的质量)。
[0036]依上述各原料制成的混凝土强度等级为C40，且56d氯离子扩散系数为
3.0X1012m2/s。
[0037]实施例二:
[0038]本实施例中所述胶凝材料优选由下述原料按所占胶凝材料质量百分比制备而成:
[0039]粉煤灰:27%；
[0040]硅灰:8%；
[0041]水泥:65%;
[0042]所述掺入的不锈钢纤维与混凝土的体积百分比优选为1.5%。
[0043]所述聚丙烯纤维的用量为0.9kg/m3 (每立方米混凝土中所含聚丙烯纤维的质量)。
[0044]本实施例中混凝土由胶凝材料和水按水胶比为0.34掺和而成；所述胶凝材料的用量为420kg/m3 (每立方米混凝土中所含胶凝材料的质量)。
[0045]依上述各原料制成的混凝土强度等级为C50，且56d氯离子扩散系数为
2.7X1012m2/s。
[0046]实施例 三:
[0047]本实施例中所述胶凝材料优选由下述原料按所占胶凝材料质量百分比制备而成:
[0048]粉煤灰:40%；
[0049]硅灰:10%;
[0050]水泥:50%；
[0051]所述掺入的不锈钢纤维与混凝土的体积百分比优选为2%。
[0052]所述聚丙烯纤维的用量为0.9kg/m3 (每立方米混凝土中所含聚丙烯纤维的质量)。
[0053]本实施例中混凝土由胶凝材料和水按水胶比为0.35掺和而成；所述胶凝材料的用量为420kg/m3 (每立方米混凝土中所含胶凝材料的质量)。
[0054]依上述各原料制成的混凝土强度等级为C50，且56d氯离子扩散系数为2.8Xl(T12m2/s。
[0055]实施例四:
[0056]本实施例中所述胶凝材料优选由下述原料按所占胶凝材料质量百分比制备而成:
[0057]粉煤灰:35%；
[0058]硅灰:6%；
[0059]水泥:59%；
[0060]所述掺入的不锈钢纤维与混凝土的体积百分比优选为1.5%。
[0061]所述聚丙烯纤维的用量为1.2kg/m3 (每立方米混凝土中所含聚丙烯纤维的质量)。
[0062]本实施例中混凝土由胶凝材料和水按水胶比为0.32掺和而成；所述胶凝材料的用量为450kg/m3 (每立方米混凝土中所含胶凝材料的质量)。
[0063]依上述各原料制成的混凝土强度等级为C60，且56d氯离子扩散系数为2.0Xl(T12m2/s。
[0064]实施例五:
[0065]本实施例中所述胶凝材料优选由下述原料按所占胶凝材料质量百分比制备而成:
[0066]粉煤灰:32%；
[0067]硅灰:8%；
[0068]水泥:60%；
[0069]所述掺入的不锈钢纤维与混凝土的体积百分比优选为1%。
[0070]所述聚丙烯纤维的用量为0.9kg/m3 (每立方米混凝土中所含聚丙烯纤维的质量)。
[0071]本实施例中混凝土由胶凝材料和水按水胶比为0.32掺和而成；所述胶凝材料的用量为480kg/m3 (每立方米混凝土中所含胶凝材料的质量)。
[0072]依上述各原料制成的混凝土强度等级为C60，且56d氯离子扩散系数为2.5Xl(T12m2/s。
[0073]以上各实施例具体数 据参见下表所示
[0074]
【权利要求】
1.一种抗冲磨海工混凝土，其特征在于:该混凝土由胶凝材料、水和集料掺和而成，所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰、硅灰；在所述混凝土里掺入不锈钢纤维。
2.根据权利要求1所述抗冲磨海工混凝土，其特征在于:所述胶凝材料由下述原料按所占胶凝材料质量百分比制备而成: 粉煤灰:20%~40% ； 硅灰:5%~10% ； 水泥:50%~75% ； 所述掺入的不锈钢纤维与混凝土的体积百分比为0.5%~2.0%。
3.根据权利要求2所述抗冲磨海工混凝土，其特征在于:所述胶凝材料由下述原料按所占胶凝材料质量百分比制备而成: 粉煤灰:32% ； 硅灰:8% ； 水泥:60% ； 所述掺入的不锈钢纤维与混凝土的体积百分比为1%。
4.根据权利要求3所述抗冲磨海工混凝土，其特征在于:在所述混凝土里掺入聚丙烯纤维。
5.根据权利要求4所述抗冲磨海工混凝土，其特征在于:所述聚丙烯纤维的用量为0.6^1.2kg/m3 (每立方米混凝土中所含聚丙烯纤维的质量)。
6.根据权利要求5所述抗冲磨海工混凝土，其特征在于:混凝土由胶凝材料和水按水胶比为0.32~~0.38掺和而成。
7.根据权利要求6所述抗冲磨海工混凝土，其特征在于:所述胶凝材料的用量在400~480kg/m3之间(每立方米混凝土中所含胶凝材料的质量)。
8.根据权利要求1~~7其中之一所述抗冲磨海工混凝土，其特征在于:所述不锈钢纤维的长度在20~~30mm之间。
9.根据权利要求8所述抗冲磨海工混凝土，其特征在于:所述不锈钢纤维的直径在0.3~~1.2mm之间。
10.根据权利要求9所述抗冲磨海工混凝土，其特征在于:所述不锈钢纤维的长径比(长度与直径的比值)在25~~100之间。
11.根据权利要求10所述抗冲磨海工混凝土，其特征在于:所述不锈钢纤维型号为304或316L，形状为哑铃型或弓型。
【文档编号】C04B28/04GK103910510SQ201210594863
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】林鸣, 屠柳青, 李进辉, 刘可心, 尹海卿, 焦运攀, 房艳伟, 查进, 张国志, 秦明强, 刘松 申请人:中交武汉港湾工程设计研究院有限公司