一种用于人工海岸的大孔径生态混凝土及其制备方法
【专利摘要】一种用于人工海岸的大孔径生态混凝土，由以下组分按重量分数组成：水泥301份，粗骨料1532份，中砂210份，s95级矿粉129份，外加剂5.16份，水99.5份。本发明所述的用于人工海岸的大孔径生态混凝土，在满足混凝土基本功能要求的前提下，其多孔结构能为海洋生物提供附着以及生长的空间，其表面形成的生物膜能够净化海水水质，进而降低海岸工程对海洋生态系统的破坏。
【专利说明】一种用于人工海岸的大孔径生态混凝土及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种用于人工海岸的大孔径生态混凝土及其制备方法。
【背景技术】
[0002]人工海岸工程给当地海洋生态环境带来了巨大的压力，突出反映在原有海洋生物的生境破坏或丧失；海洋污染加剧，海域富营养化日益严重。
[0003]普通海工用混凝土透水透气性能差，内部孔隙率低，微生物无法附着生长，工程建成后较长时间内，表面几乎无海洋生物附着。现有生态混凝土一般多用于河堤护坡，强度一般小于10MP，且抗冻性和抗硫酸盐腐蚀性亦无法满足用于海岸的要求。在海洋富营养化的防治措施中，生物修复技术是最为有效的措施。在这种背景下，生态混凝土对于海岸海水水质净化的研究具有重要的意义。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于人工海岸的大孔径生态混凝土及其制备方法。
[0005]具体方案如下:
[0006]一种用于人工海岸的大孔径生态混凝土，由以下组分按重量分数组成:
[0007]水泥301份，粗骨料1532份，中砂210份，s95级矿粉129份，外加剂5.16份，水99.5 份；
[0008]所述水泥的强度等级为42.5MPa，表观密度为:3190kg/m3 ；
[0009]所述粗骨料粒径为5~16mm，且粗骨料中针片状颗粒的含量低于2.1% ；
[0010]所述细骨料为细度模数为2.38 ；
[0011]所述粉煤灰的表观密度为2370kg/m3 ；
[0012]所述矿粉的表观密度为2840kg/m3 ;
[0013]所述外加剂为聚羧酸高效减水剂；
[0014]一种根据权利要求1所述的用于人工海岸的大孔径生态混凝土，具体的制备方法如下:
[0015]I)拌料、成型
[0016]本发明加料方式是一次加料法，依次将粗骨料、中砂、粉煤灰、矿粉和水泥加入到搅拌锅中，搅拌均匀后边搅拌边加入60%的水，形成均匀湿润的拌合物后将剩余的水加入到外加剂中，与外加剂一起均匀加入到拌合物中，搅拌完成；
[0017]大孔生态混凝土属于干硬性的混凝土，无流动性而言，为了获得较好的包裹状态，使用强制式搅拌机，搅拌180s ；
[0018]成型方式为振动成形，使用频率为50HZ的振动台，振动时间为8-10s ；
[0019]2)养护[0020]将步骤I)成型后的混凝土直接放入标准养护室内养护24小时，养护室内的温度设定为20°C,湿度为95%,24小时后拆模,拆模后继续放入标准养护室内养护。
[0021]本发明所述的用于人工海岸的大孔径生态混凝土，骨料表面呈现金属光泽，成型后无沉降现象发生，此方法形成是粗集料被水泥等胶结材料均匀地包裹(而不是简单的填充)，在振动作用下紧密堆积，凝固后形成一个多孔堆聚的结构体。
[0022]当水灰比太小，水泥浆则过稠，水泥浆较难均匀地包裹在粗骨料颗粒表面，不利于强度的提高，如果水灰比过大，水泥浆则过稀，水泥浆又会从骨料颗粒表面滑下，包裹粗骨料颗粒表面水泥浆过簿，不利于强度的提高，同时由于水泥浆流动性过大，水泥浆可能把孔隙部分或全部堵实出现沉浆现象，既对孔隙率不利，也不利于整体强度的提高。本发明的混凝土的水灰比能使得混凝土拌和物有金属光泽，而不会积聚在集料下面。
[0023]本发明所述的用于人工海岸的大孔径生态混凝土，在满足混凝土基本功能要求的前提下，其多孔结构能为海洋中的生物、动植物提供附着以及生长的空间，促进海洋生态系统得到修复，从而实现对海水水质有一定程度的净化。
【具体实施方式】
[0024]以下实施例仅用于 对本发明做进一步的描述，并不是用来限制本发明的范围。
[0025]实施例
[0026]一种用于人工海岸的大孔径生态混凝土，由以下组分按重量分数组成(每份Ikg):
[0027]水泥301份，粗骨料1532份，中砂210份，s95级矿粉129份，外加剂5.16份，水99.5 份；
[0028]所述水泥的强度等级为42.5MPa，表观密度为:3190kg/m3 ；
[0029]所述粗骨料粒径为5~16mm，且粗骨料中针片状颗粒的含量低于2.1% ；
[0030]所述细骨料为细度模数为2.38 ；
[0031]所述粉煤灰的表观密度为2370kg/m3 ；
[0032]所述矿粉的表观密度为2840kg/m3 ；
[0033]所述外加剂为聚羧酸高效减水剂；
[0034]一种如上所述的用于人工海岸的大孔径生态混凝土，具体的制备方法如下:
[0035]I)拌料、成型
[0036]大孔生态混凝土的投料方式对其混凝土的各方面性能会有所影响，由大孔生态混凝土的浆体包裹骨料的特点可知，加料的方式和搅拌的程度对浆体的包裹有很重要的影响。
[0037]本发明加料方式是一次加料法，依次将粗骨料、中砂、粉煤灰、矿粉和水泥加入到搅拌锅中，搅拌均匀后边搅拌边加入60%的水，形成均匀湿润的拌合物后将剩余的水加入到外加剂中，与外加剂一起均匀加入到拌合物中，搅拌完成；
[0038]大孔生态混凝土属于干硬性的混凝土，无流动性而言，为了获得较好的包裹状态，使用强制式搅拌机，搅拌180s ；
[0039]成型方式为振动成形，使用频率为50HZ的振动台，振动时间为8-10s ；
[0040]大孔生态混凝土的制备离不开减水剂，减水剂在制备大孔生态混凝土中的作用不只是减少拌合用水量，提供较小的水灰比，从而达到提高混凝土的强度的目的。由于减水剂的使用，改善了浆体的和易性，能够使浆体均匀的包裹在骨料表面，形成很好的包裹浆层。
[0041]含砂大孔生态混凝土中，在胶凝材料足够的情况下，适当的增加用砂量能够提高抗压强度，但是砂率过大就会影响到浆体对骨料的包裹，不利于强度的提高。
[0042]大孔生态混凝土属于干硬性的混凝土，无流动性而言，成型时为了获得较好的包裹状态，本发明选用强制式搅拌机且搅拌时间比普通混凝土略长，一般控制在180s左右。成型方式选用振动成型，振动成型能够增加试件的密实度，提高试件的力学性能和耐久性，但如果振动频率过高,振动时间过长孔隙率损失较大，同时容易引起沉浆现象的发生。本发明选用频率相对较小的振动台，控制振动时间为8-lOs。
[0043]2)养护
[0044]将步骤I)成型后的混凝土直接放入标准养护室内养护24小时，养护室内的温度设定为20°C,湿度为95%,24小时后拆模,拆模后继续放入标准养护室内养护。
[0045]普通混凝土可以有很多的养护方式如自然养护、标准养护养护等，由于生态混凝土的骨料表面包裹着水泥浆体，水泥浆层的厚度一般很薄，若是直接在空气中养护特别是高温干燥的夏季，骨料表面的水泥浆中的水分会很快蒸发掉，影响水泥的水化，从而导致生态混凝土的骨料粘结强度降低。
[0046]大孔生态混凝土存在大量的宏观孔隙，水分散失较快，会影响早期的水化效果。所以早期养护非常重要。本发明的养护制度为成型之后，直接放入标准养护室中养护24h，待拆模完成后继续放入标准养护室，温度设定为20°C，湿度为95%以上进行养护至相应的龄期。
[0047]利用本发明方法和配方制备的混凝土的性能测试结果:
[0048]28d 抗压强度为 25.7MPa ；
[0049]在快速冻融实验中，经过75次冻融循环，抗压强度损失率为18.7%，质量损失率为0.9%，抗冻等级达到D75 ；
[0050]经过60次干湿循环，抗压强度耐蚀系数为107%，抗硫酸盐等级>KS60。
【权利要求】
1.一种用于人工海岸的大孔径生态混凝土，其特征在于由以下组分按重量分数组成: 水泥301份，粗骨料1532份，中砂210份，s95级矿粉129份，外加剂5.16份，水99.5份； 所述水泥的强度等级为42.5MPa，表观密度为:3190kg/m3 ； 所述粗骨料粒径为5~16mm，且粗骨料中针片状颗粒的含量低于2.1% ； 所述细骨料为细度模数为2.38 ； 所述粉煤灰的表观密度为2370kg/m3 ； 所述矿粉的表观密度为2840kg/m3 ； 所述外加剂为聚羧酸高效减水剂。
2.一种根据权利要求1所述的用于人工海岸的大孔径生态混凝土，其特征在于具体的制备方法如下: 1)拌料、成型 本发明加料方式是一次加料法，依次将粗骨料、中砂、粉煤灰、矿粉和水泥加入到搅拌锅中，搅拌均匀后边搅拌边加入60%的水，形成均匀湿润的拌合物后将剩余的水加入到外加剂中，与外加剂一起均匀加入到拌合物中，搅拌完成； 大孔生态混凝土属于干硬性的混凝土，无流动性而言，为了获得较好的包裹状态，使用强制式搅拌机，搅拌180s ； 成型方式为振动成形，使用频率为50HZ的振动台，振动时间为8-10s ； 2)养护 将步骤I)成型后的混凝土直接放入标准养护室内养护24小时，养护室内的温度设定为20°C,湿度为95%,24小时后拆模,拆模后继续放入标准养护室内养护。
【文档编号】C04B38/00GK103641394SQ201310572025
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】王其翔, 刘洪军, 郭一令, 张延青, 杨飞, 周健, 赵文溪 申请人:山东省海水养殖研究所