[发明专利]用于岛礁的碱激发全固废海水海砂珊瑚混凝土及制备工艺

说明书

本发明提供一种用于岛礁的碱激发全固废海水海砂珊瑚混凝土及其制备工艺，该混凝土由全固废胶凝成分(矿粉Ⅰ、粉煤灰Ⅰ、矿粉Ⅱ、粉煤灰Ⅱ、赤泥、钢渣、脱硫石膏、珊瑚粉)、珊瑚骨料、海砂、海水、复配型碱激发剂、复配型絮凝剂及海工性能改性组分组成。本发明通过优化调控原材料类型及组合、粒径分布区间及制备工艺，可大幅提升用于岛礁的混凝土材料性能，同时实现了工业固废、海水、海砂及珊瑚的就地取材、高效利用，可大大降低岛礁砼结构生产成本，符合低碳环保理念。本发明所制备的碱激发全固废海水海砂混凝土坍落度达210mm，28d抗压强度达60MPa以上，轴向拉压比达0.15，性能优越，符合工程实际应用，尤其适用于岛礁及海岛混凝土结构工程。

技术领域

本发明属于土木工程材料领域，特别提供一种用于岛礁的碱激发全固废海水海砂珊瑚混凝土及制备工艺。

背景技术

随着工业化进程推进，生产活动中会产生各种工业固废，如高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰等。目前对于工业废渣的处理方式主要有贮藏、填埋、焚烧、固化等，其中贮藏和填埋会占用过多土地空间资源，且易对土壤造成污染，而固化处理成本较高，消耗大量人工和建材。有大量研究表明，对工业固废进行综合利用可使其具备应用在建筑材料领域的能力，但是现有技术较为缺乏将上述工业固废协同作用应用于混凝土材料组分及制备工艺中，需要进一步发展。

随着沿海地区经济的快速发展，海岛工程的建设日益提上日程，岛礁建设尤其令人关注。岛礁的功能是综合性的，能服务于海上搜寻与救助、防灾减灾、海洋科研、气象观察、环境保护以及渔业等方面。岛礁建设需要大量的混凝土材料作为支撑，因此混凝土的性能对于岛礁结构的稳定性至关重要。

岛礁结构海洋工程工混凝土需要长期面临海水的冲刷、浸泡，由于海水中含有高浓度的侵蚀性离子，除了普通混凝土需要的强度和拌合物的和易性等性能要求之外，必须具有良好的抗渗性、抗蚀性。研究显示，岛礁混凝土结构遭到破坏的最主要原因是干湿或冻融作用与侵蚀性环境的侵蚀耦合作用，海水中大量侵蚀性介质向水泥基材料内部迁移时与水泥水化产物反应生成膨胀性产物，造成严重的耐久性问题，难以达到设计的使用寿命。而目前广泛使用的普通混凝土在面对海洋的高腐蚀性环境时显得十分乏力。

目前固废材料在岛礁混凝土结构建设中已初步有应用，但是固废基材料强度不足、施工性差等问题十分突出，岛礁建筑结构服役寿命难以达到预期目标。另外，目前广泛应用的海工混凝土对天然河砂、石子、淡水的依赖程度依旧很强，这不仅会对日渐匮乏的自然资源造成破坏，也要承担可观的运输成本。

对胶凝材料的不同成分粒径分布进行优化重新调配，目的在于改善微观层面的胶凝结构，应用于胶凝材料从而提高材料工作性能已在一些研究中证实，并且在工程中进行了一定实践，然而利用此种方法提高混凝土工作性能的技术还比较少见。

所以若能利用岛礁特色材料，发掘海水、海砂、珊瑚骨料成为骨料架构的潜能，再以区分粒径的工业废渣作为胶凝材料，并用碱激发剂及其他外加剂、充分激发其胶凝活性及主要性能，制备岛礁海工结构混凝土材料，并且提出一种用于岛礁的碱激发全固废海水海砂珊瑚混凝土制备工艺，则可高效利用工业固废，减少工业固废对环境的污染，大幅减少海岛建设成本，把沿海地区工程建设对于传统原材料的依赖解放出来，提高海工混凝土工作性能，为岛礁工程建设提供参考。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于岛礁的碱激发全固废海水海砂珊瑚混凝土及制备工艺，应用生产可大大降低岛礁混凝土结构的生产成本，实现了工业废渣的再利用，也有利于减少二氧化碳排放，也能够解决海岛地区传统建筑材料稀缺问题，高效利用珊瑚礁、海水、海砂等岛礁工程特有材料。

本发明技术方案如下：

一种用于岛礁的碱激发全固废海水海砂珊瑚混凝土，由以下重量份的原材料制成：胶凝成分445-520份、骨料1282-1569份、增强纤维5-8份、海水80-95份、复配型碱激发剂160-180份、聚羧酸减水剂4-5份、复配型絮凝剂40-50份、海工性能改性组分16-25份。