[发明专利]一种多层功能性抗腐蚀混凝土结构及其连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋构筑体混凝土领域，特别涉及一种多层功能性抗腐蚀混凝土结构。

背景技术

随着全球能源紧缺、环境污染等问题日趋严重，近年来，风能作为无污染可再生能源，日趋受到人们的重视，其发展最为迅速。但由于陆上可用空间有限，而海上具有更好的风能条件，近海风能开发日益受到重视，海上风电具有风速高、风资源持续稳定、发电量大等特点。

在现实中由于风电场所处的海洋环境非常恶劣，其海洋构筑体腐蚀现象非常严重，为后续风电场运行维护带来诸多麻烦。从腐蚀的角度，海洋环境分为海洋大气区、浪花飞溅区、海洋潮差区、海水全浸区、海底泥土区五个不同的腐蚀区带。国内外研究发现，对于各种海洋构筑体而言，无论是海洋钢结构还是钢筋混凝土工程设施，在浪花飞溅区部位的腐蚀破坏最为严重，为海水全浸区腐蚀速度的3～10倍。几年后表面会有大量海生物附着，而且构筑物浪花飞溅区会出现大片腐蚀层、腐蚀穿孔、局部点蚀等现象。一旦海洋构筑体的浪花飞溅区发生严重的腐蚀破坏，整个设施的承载能力将会大大降低，使用寿命缩短，影响结构安全性，甚至导致设施提前报废。

针对混凝土结构的耐久性问题，目前工程中一般采取“以防为主”的措施，其采用的技术主要有：混凝土表面涂层保护、化学外加剂、矿物掺合料等，但以上技术主要是用作表面包覆，其操作施工繁琐，并且一旦表面的保护涂层遭到破坏，原来混凝土结构的抗腐蚀性大大降低，混凝土结构乃至混凝土钢结构的腐蚀加剧，严重影响混凝土结构的使用性能，因此有必要提出一种自身具有抗腐蚀性的混凝土结构来解决上述存在的问题，以适应恶劣的海洋环境。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种能够长期、可靠的应用于海洋环境的多层功能性抗腐蚀混凝土结构。该混凝土的芯部能够满足海洋构筑体使用强度刚度的情况下表层达到抗腐蚀和抗疲劳的多功能需求。

本发明提供的一种多层功能性抗腐蚀混凝土，包括芯部混凝土结构、芯部钢结构、带钢套筒的连接器、钢筋焊接网和表层混凝土结构；所述芯部钢结构处于所述芯部混凝土结构的内部，所述钢筋焊接网处于所述表层混凝土结构内部，所述芯部钢结构通过所述带钢套筒的连接器与所述钢筋焊接网连接。

上述方案中，所述芯部钢结构为多个，均布在所述芯部混凝土结构内部；所述带钢套筒的连接器的个数为多个。

上述方案中，所述带钢套筒的连接器包括连接器、钢套筒，所述钢套筒一端焊接在所述连接器上，另一端连接有螺纹钢，所述连接器通过螺栓与芯部钢结构连接，所述螺纹钢通过焊接与钢筋焊接网相连。

上述方案中，芯部混凝土配比(按每m³混凝土的材料用量/kg)：水泥240～275，粗集料1020～1100，细集料690～710，粉煤灰70～110，矿渣110～180，外加剂3.8～4.5，水140～160；表层混凝土配比(按每m³混凝土的材料用量/kg)：水泥270～310，粗集料980～1050，抗腐蚀细集料700～750，粉煤灰65～90，矿渣100～150，外加剂4～4.5，水140～160。

上述方案中，所述的水泥为强度不低于42.5级、耐海侵蚀系数不小于0.90的MEC海工水泥；所述的粗集料为粒径范围为4.75～20mm的碎石或卵石，表面密度2650kg/m³，且控制其软弱颗粒含量不大于24.5％；所述的芯部混凝土用细集料为粒径范围为0.15～4.75mm的工程砂，细度模数大于2.5，表面密度2575kg/m³；所述的粉煤灰为为Ⅱ级粉煤灰，粉煤灰的比表面积为400～600m²/kg，细度14％～18％，烧失量6％，需水量98％；所述的矿渣的比表面积为350～610m²/kg；所述的外加剂为引气剂、早强剂、阻锈剂和减水剂，所述的水为淡水，控制水灰比为0.35～0.5。