[发明专利]一种用海水直接拌合的混凝土材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种用海水直接拌合的混凝土材料及其制备方法。

背景技术

随着海洋资源的不断开发和利用，在海上和岛礁上的土木工程将会越来越多，但目前用于海上和岛礁上的海工混凝土主要采用硅酸盐水泥，在拌合过程中大量掺加矿粉、粉煤灰、硅灰和淡水。由于海上和岛礁上施工用淡水也极其匮乏，同时缺少河砂、碎石等常规的建筑材料，如果从陆地船运，则运量有限、且费用高昂。海砂是重要的一种建筑材料，但是，由于海砂中含有大量的盐分及氯离子，直接使用会对普通硅酸盐水泥及混凝士的性能产生不利影响，因此，工程中多采用淡化海砂。例如，中国专利"淡化海砂高性能混凝士混合料及其制备方法" (公开号为CN1309675C) ，公开了一种采用海砂、水泥、粉煤灰、磨细矿渣粉和水制备的高性能混凝土，所用水泥为普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥，所用海砂为淡化海砂，拌合用水采用自来水。由于淡化海砂需要消耗一定的淡水资源，而且成本较高，增加了建筑成本，并且，拌合用淡水需要从陆地运输，同样增加了建筑成本，不利于节约用水。另外，普通硅酸盐水泥强度发展缓慢，养护周期长，不利于在海岛恶劣突变的环境下施工。

目前在沿海基础设施的桥梁、道路、码头以及房屋的修筑过程中使用最多的是硅酸盐水泥混凝土。而大量实践经验和文献报道显示，硅酸盐水泥混凝土在海水地区存在严重的腐蚀行为，分析原因主要表现在以下3个方面：其一，硅酸盐水泥水化产物氢氧化钙与海水中的硫酸根离子先形成硫酸钙，固体体积增大2倍左右，进一步与硅酸三钙反应形成钙矾石，从而导致水泥石膨胀开裂，其二，C3S水化后形成的硅酸钙凝胶，与海水中的硫酸镁、氯化镁形成无水硬性的MSH，导致混凝土强度丧失；其三，海水中的氯离子，硫酸根离子和镁离子对混凝土的渗透和腐蚀，进一步破坏硅酸盐水泥的微观结构。

目前以海水和海砂拌合硫酸镁制备抗海水腐蚀的海工硫酸盐混凝土材料至今还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用海水直接拌合的混凝土材料及其制备方法和应用，以解决现有技术中存在的缺乏以海水和海砂拌合硫酸镁制备抗海水腐蚀的海工硫酸盐混凝土材料，而使用普通水泥需要用淡水来拌合造成的施工周期长，成本高等诸多问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种用海水直接拌合的混凝土材料，其特征在于，由以下原料组成：氧化镁、硫酸镁、海砂和海水。

进一步，一种用海水直接拌合的混凝土材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：氧化镁1份、硫酸镁0.1-0.5份、海砂5-10份和海水0.5-2份。

进一步，一种用海水直接拌合的混凝土材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：氧化镁1份、硫酸镁0.5份、海砂5份和海水0.5份。

进一步，所述氧化镁为轻烧氧化镁粉或苛性白云石粉。

一种用海水直接拌合的混凝土材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

D1、将硫酸镁（MgSO4）与海水配成15-35波美度的硫酸镁溶液；

D2、将步骤D1所得硫酸镁溶液与氧化镁、海砂、石子按（0.6-2.5）：1：（5-10）：（5-10）混合、搅拌均匀即得本发明所述的用海水直接拌合的混凝土材料。

进一步，上述方法制得的用海水直接拌合的混凝土材料在沿海以及岛屿地区的桥梁、路面、房屋等设施修筑中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

1、本发明中原材料为无机材料（氧化镁、硫酸镁、海砂、海水），从源头杜绝对环境的破坏，对环境不造成二次污染或破坏，属于绿色环保型建筑材料。

2、由于本发明胶凝相为硫氧镁水泥，原料为镁盐（MgSO4）具有高抗腐蚀性（盐碱）、高抗冻融性，在沿海地区尤其在高盐卤、以及重盐渍地区具有优良的性能优势。

3、由于本发明的胶凝相为硫氧镁水泥，而硫酸镁就是胶凝材料的原料之一，所以可以直接用含盐的海水代替普通硅酸盐水泥混凝土用淡水直接拌合胶凝材料，就地取材，节约沿海地区稀缺的淡水资源，降低施工成本。

4、本发明在施工过程中不需要另外输送淡水和砂石，而可以直接利用沿海地区的含盐海水和砂石，就地取材，以盐治盐，施工成本低廉，施工工艺简单，经济优势突显。

具体实施方式

下面结合实例，对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种用海水直接拌合的混凝土材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：氧化镁1份、硫酸镁0.1份、海砂5份和海水0.5份。

一种用海水直接拌合的混凝土材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：