一種用于人工海岸的大孔徑生態混凝土及其制備方法
【專利摘要】一種用于人工海岸的大孔徑生態混凝土，由以下組分按重量分數組成：水泥301份，粗骨料1532份，中砂210份，s95級礦粉129份，外加劑5.16份，水99.5份。本發明所述的用于人工海岸的大孔徑生態混凝土，在滿足混凝土基本功能要求的前提下，其多孔結構能為海洋生物提供附著以及生長的空間，其表面形成的生物膜能夠凈化海水水質，進而降低海岸工程對海洋生態系統的破壞。
【專利說明】一種用于人工海岸的大孔徑生態混凝土及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及建筑材料領域，特別涉及一種用于人工海岸的大孔徑生態混凝土及其制備方法。
【背景技術】
[0002]人工海岸工程給當地海洋生態環境帶來了巨大的壓力，突出反映在原有海洋生物的生境破壞或喪失；海洋污染加劇，海域富營養化日益嚴重。
[0003]普通海工用混凝土透水透氣性能差，內部孔隙率低，微生物無法附著生長，工程建成后較長時間內，表面幾乎無海洋生物附著。現有生態混凝土一般多用于河堤護坡，強度一般小于10MP，且抗凍性和抗硫酸鹽腐蝕性亦無法滿足用于海岸的要求。在海洋富營養化的防治措施中，生物修復技術是最為有效的措施。在這種背景下，生態混凝土對于海岸海水水質凈化的研究具有重要的意義。

【發明內容】

[0004]針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種用于人工海岸的大孔徑生態混凝土及其制備方法。
[0005]具體方案如下:
[0006]一種用于人工海岸的大孔徑生態混凝土，由以下組分按重量分數組成:
[0007]水泥301份，粗骨料1532份，中砂210份，s95級礦粉129份，外加劑5.16份，水99.5 份；
[0008]所述水泥的強度等級為42.5MPa，表觀密度為:3190kg/m3 ；
[0009]所述粗骨料粒徑為5~16mm，且粗骨料中針片狀顆粒的含量低于2.1% ；
[0010]所述細骨料為細度模數為2.38 ；
[0011]所述粉煤灰的表觀密度為2370kg/m3 ；
[0012]所述礦粉的表觀密度為2840kg/m3 ;
[0013]所述外加劑為聚羧酸高效減水劑；
[0014]一種根據權利要求1所述的用于人工海岸的大孔徑生態混凝土，具體的制備方法如下:
[0015]I)拌料、成型
[0016]本發明加料方式是一次加料法，依次將粗骨料、中砂、粉煤灰、礦粉和水泥加入到攪拌鍋中，攪拌均勻后邊攪拌邊加入60%的水，形成均勻濕潤的拌合物后將剩余的水加入到外加劑中，與外加劑一起均勻加入到拌合物中，攪拌完成；
[0017]大孔生態混凝土屬于干硬性的混凝土，無流動性而言，為了獲得較好的包裹狀態，使用強制式攪拌機，攪拌180s ；
[0018]成型方式為振動成形，使用頻率為50HZ的振動臺，振動時間為8-10s ；
[0019]2)養護[0020]將步驟I)成型后的混凝土直接放入標準養護室內養護24小時，養護室內的溫度設定為20°C,濕度為95%,24小時后拆模,拆模后繼續放入標準養護室內養護。
[0021]本發明所述的用于人工海岸的大孔徑生態混凝土，骨料表面呈現金屬光澤，成型后無沉降現象發生，此方法形成是粗集料被水泥等膠結材料均勻地包裹(而不是簡單的填充)，在振動作用下緊密堆積，凝固后形成一個多孔堆聚的結構體。
[0022]當水灰比太小，水泥漿則過稠，水泥漿較難均勻地包裹在粗骨料顆粒表面，不利于強度的提高，如果水灰比過大，水泥漿則過稀，水泥漿又會從骨料顆粒表面滑下，包裹粗骨料顆粒表面水泥漿過簿，不利于強度的提高，同時由于水泥漿流動性過大，水泥漿可能把孔隙部分或全部堵實出現沉漿現象，既對孔隙率不利，也不利于整體強度的提高。本發明的混凝土的水灰比能使得混凝土拌和物有金屬光澤，而不會積聚在集料下面。
[0023]本發明所述的用于人工海岸的大孔徑生態混凝土，在滿足混凝土基本功能要求的前提下，其多孔結構能為海洋中的生物、動植物提供附著以及生長的空間，促進海洋生態系統得到修復，從而實現對海水水質有一定程度的凈化。
【具體實施方式】
[0024]以下實施例僅用于 對本發明做進一步的描述，并不是用來限制本發明的范圍。
[0025]實施例
[0026]一種用于人工海岸的大孔徑生態混凝土，由以下組分按重量分數組成(每份Ikg):
[0027]水泥301份，粗骨料1532份，中砂210份，s95級礦粉129份，外加劑5.16份，水99.5 份；
[0028]所述水泥的強度等級為42.5MPa，表觀密度為:3190kg/m3 ；
[0029]所述粗骨料粒徑為5~16mm，且粗骨料中針片狀顆粒的含量低于2.1% ；
[0030]所述細骨料為細度模數為2.38 ；
[0031]所述粉煤灰的表觀密度為2370kg/m3 ；
[0032]所述礦粉的表觀密度為2840kg/m3 ；
[0033]所述外加劑為聚羧酸高效減水劑；
[0034]一種如上所述的用于人工海岸的大孔徑生態混凝土，具體的制備方法如下:
[0035]I)拌料、成型
[0036]大孔生態混凝土的投料方式對其混凝土的各方面性能會有所影響，由大孔生態混凝土的漿體包裹骨料的特點可知，加料的方式和攪拌的程度對漿體的包裹有很重要的影響。
[0037]本發明加料方式是一次加料法，依次將粗骨料、中砂、粉煤灰、礦粉和水泥加入到攪拌鍋中，攪拌均勻后邊攪拌邊加入60%的水，形成均勻濕潤的拌合物后將剩余的水加入到外加劑中，與外加劑一起均勻加入到拌合物中，攪拌完成；
[0038]大孔生態混凝土屬于干硬性的混凝土，無流動性而言，為了獲得較好的包裹狀態，使用強制式攪拌機，攪拌180s ；
[0039]成型方式為振動成形，使用頻率為50HZ的振動臺，振動時間為8-10s ；
[0040]大孔生態混凝土的制備離不開減水劑，減水劑在制備大孔生態混凝土中的作用不只是減少拌合用水量，提供較小的水灰比，從而達到提高混凝土的強度的目的。由于減水劑的使用，改善了漿體的和易性，能夠使漿體均勻的包裹在骨料表面，形成很好的包裹漿層。
[0041]含砂大孔生態混凝土中，在膠凝材料足夠的情況下，適當的增加用砂量能夠提高抗壓強度，但是砂率過大就會影響到漿體對骨料的包裹，不利于強度的提高。
[0042]大孔生態混凝土屬于干硬性的混凝土，無流動性而言，成型時為了獲得較好的包裹狀態，本發明選用強制式攪拌機且攪拌時間比普通混凝土略長，一般控制在180s左右。成型方式選用振動成型，振動成型能夠增加試件的密實度，提高試件的力學性能和耐久性，但如果振動頻率過高,振動時間過長孔隙率損失較大，同時容易引起沉漿現象的發生。本發明選用頻率相對較小的振動臺，控制振動時間為8-lOs。
[0043]2)養護
[0044]將步驟I)成型后的混凝土直接放入標準養護室內養護24小時，養護室內的溫度設定為20°C,濕度為95%,24小時后拆模,拆模后繼續放入標準養護室內養護。
[0045]普通混凝土可以有很多的養護方式如自然養護、標準養護養護等，由于生態混凝土的骨料表面包裹著水泥漿體，水泥漿層的厚度一般很薄，若是直接在空氣中養護特別是高溫干燥的夏季，骨料表面的水泥漿中的水分會很快蒸發掉，影響水泥的水化，從而導致生態混凝土的骨料粘結強度降低。
[0046]大孔生態混凝土存在大量的宏觀孔隙，水分散失較快，會影響早期的水化效果。所以早期養護非常重要。本發明的養護制度為成型之后，直接放入標準養護室中養護24h，待拆模完成后繼續放入標準養護室，溫度設定為20°C，濕度為95%以上進行養護至相應的齡期。
[0047]利用本發明方法和配方制備的混凝土的性能測試結果:
[0048]28d 抗壓強度為 25.7MPa ；
[0049]在快速凍融實驗中，經過75次凍融循環，抗壓強度損失率為18.7%，質量損失率為0.9%，抗凍等級達到D75 ；
[0050]經過60次干濕循環，抗壓強度耐蝕系數為107%，抗硫酸鹽等級>KS60。
【權利要求】
1.一種用于人工海岸的大孔徑生態混凝土，其特征在于由以下組分按重量分數組成: 水泥301份，粗骨料1532份，中砂210份，s95級礦粉129份，外加劑5.16份，水99.5份； 所述水泥的強度等級為42.5MPa，表觀密度為:3190kg/m3 ； 所述粗骨料粒徑為5~16mm，且粗骨料中針片狀顆粒的含量低于2.1% ； 所述細骨料為細度模數為2.38 ； 所述粉煤灰的表觀密度為2370kg/m3 ； 所述礦粉的表觀密度為2840kg/m3 ； 所述外加劑為聚羧酸高效減水劑。
2.一種根據權利要求1所述的用于人工海岸的大孔徑生態混凝土，其特征在于具體的制備方法如下: 1)拌料、成型 本發明加料方式是一次加料法，依次將粗骨料、中砂、粉煤灰、礦粉和水泥加入到攪拌鍋中，攪拌均勻后邊攪拌邊加入60%的水，形成均勻濕潤的拌合物后將剩余的水加入到外加劑中，與外加劑一起均勻加入到拌合物中，攪拌完成； 大孔生態混凝土屬于干硬性的混凝土，無流動性而言，為了獲得較好的包裹狀態，使用強制式攪拌機，攪拌180s ； 成型方式為振動成形，使用頻率為50HZ的振動臺，振動時間為8-10s ； 2)養護 將步驟I)成型后的混凝土直接放入標準養護室內養護24小時，養護室內的溫度設定為20°C,濕度為95%,24小時后拆模,拆模后繼續放入標準養護室內養護。
【文檔編號】C04B38/00GK103641394SQ201310572025
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】王其翔, 劉洪軍, 郭一令, 張延青, 楊飛, 周健, 趙文溪 申請人:山東省海水養殖研究所