一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土及其制备方法

本发明涉及一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土及其制备方法，属于建筑材料应用。

背景技术：

1、目前，岛礁工程建设所需原材料主要取材于大陆，依靠大型运输船运输，而岛礁工程远离大陆，远距离运输原材料需要消耗大量的燃油，这既增加了co2排放量，又延长了建设工期、提高工程建设成本。“就地取材”的低碳岛礁全珊瑚海水混凝土是推进岛礁工程建设的关键技术。

2、在热带远海岛礁周围海域中，分布着很多珊瑚礁。这些珊瑚礁被海水冲刷上岸后，留下了大量的珊瑚碎屑，这为岛礁工程建设提供了一种新型建筑材料——珊瑚骨料。珊瑚碎屑的主要成分为caco3，可以作为混凝土的粗细骨料，也可将其磨成珊瑚粉末，作为混凝土的优质胶凝材料。因此，在不破坏珊瑚岛礁自然生态系统的前提下，就地取材，充分利用岛上丰富的废弃珊瑚碎屑和海水资源，现场制备低碳岛礁全珊瑚海水混凝土，有效解决岛礁工程建设原材料运输产生的高碳排放，工期难保证以及工程造价高等难题，对我国岛礁工程建设事业具有重要的实用价值和意义。

技术实现思路

1、目的：为了解决海岛地区工程建设砂石和淡水资源短缺，从大陆运输建筑材料产生高碳排放、工期难保证以及工程造价高等难题，提供一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土及其制备方法。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土，包括以下原料：低碳复合胶凝材料、破碎珊瑚、珊瑚砂、高效外加剂和海水；其中所述低碳复合胶凝材料总用量为500～1086kg/m3，破碎珊瑚用量为300～680kg/m3，珊瑚砂用量为875～1250kg/m3，高效外加剂用量为8～20kg/m3，水胶比为0.2～0.6。

4、优选的，所述低碳复合胶凝材料包括以下原料：水泥、珊瑚微粉、粉煤灰和矿渣，其中水泥用量为247～702kg/m3，珊瑚微粉用量为27.5～78kg/m3，粉煤灰用量为38～75kg/m3，矿渣用量为83～150kg/m3。

5、优选的，所述破碎珊瑚的表观密度为2300～2557kg/m3，堆积密度为1000～1062kg/m3，孔隙率为56.5～58.5％，筒压强度为3.8～5.2mpa，针片状颗粒含量约为5.5％，含泥量为1.30～2.35wt％。

6、优选的，所述珊瑚砂的表观密度约为2500kg/m3，堆积密度约为1115kg/m3，细度模数约为3.5。

7、优选的，所述高效外加剂为pca-i聚羧酸高性能减水剂，含固量为30wt％，cl-含量为0.01wt％，na2so4含量为0.18wt％，减水率为25％。

8、优选的，所述海水包括：nacl含量24.72kg/m3，na2so4含量5.00kg/m3，mgcl2·6h2o含量4.80kg/m3，kcl含量0.96kg/m3，cacl2含量1.11kg/m3。

9、第二方面，一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土制备方法，包括如下步骤：

10、将水泥、珊瑚微粉、粉煤灰和矿渣按照比例，配制得到低碳复合胶凝材料。

11、称取低碳复合胶凝材料、破碎珊瑚、珊瑚砂、海水、高效减水剂。

12、对破碎珊瑚和珊瑚砂用部分海水进行预吸海水处理，将预吸饱和后的破碎珊瑚和珊瑚砂同低碳复合胶凝材料、高效外加剂进行混合干拌，然后再加入剩余海水进行湿拌均匀，得到混凝土拌合物。

13、出料后，浇注入模、振动成型。

14、成型后，进行养护，完成低碳岛礁全珊瑚海水混凝土的制备。

15、优选的，所述出料后，还包括：测定混凝土拌合物的坍落度。

16、优选的，所述养护，包括：带模养护24h，移入(20±2)℃饱和ca(oh)2溶液中标准养护3、7和28天。

17、优选的，所述珊瑚微粉将珊瑚碎屑在800～1000℃进行煅烧后，研磨1h左右，再经75μm方孔筛进行筛分获得。

18、本发明提供一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土及其制备方法，采用岛礁丰富的废弃珊瑚(砂)作粗(细)骨料，珊瑚微粉作为主要胶凝材料取代部分水泥、海水拌合和养护的方法，现场制备低碳岛礁全珊瑚海水混凝土。低碳岛礁全珊瑚海水混凝土包括以下原材料：低碳复合胶凝材料(水泥、珊瑚微粉、粉煤灰、矿渣等按一定比例混合而成)、破碎珊瑚、珊瑚砂、高效外加剂、海水等。制备过程包括以下步骤：1.珊瑚微粉的制备及低碳复合胶凝材料的配制；2.低碳岛礁全珊瑚海水混凝土的制备；3.低碳岛礁全珊瑚海水混凝土的力学性能及低碳性评估。

19、本发明提供的一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土及其制备方法，不仅减少了制备过程中水泥的用量，降低了混凝土生产过程中的碳排放量，而且使用的原材料可就地取材，避免了远距离海运原材料造成的能源消耗和co2排放，具有经济、绿色和取材便捷的优点。

技术特征：

1.一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土，其特征在于：包括以下原料：低碳复合胶凝材料、破碎珊瑚、珊瑚砂、高效外加剂和海水；其中所述低碳复合胶凝材料总用量为500～1086kg/m3，破碎珊瑚用量为300～680kg/m3，珊瑚砂用量为875～1250kg/m3，高效外加剂用量为8～20kg/m3，水胶比为0.2～0.6。

2.根据权利要求1所述的一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土，其特征在于：所述低碳复合胶凝材料包括以下原料：水泥、珊瑚微粉、粉煤灰和矿渣，其中水泥用量为247～702kg/m3，珊瑚微粉用量为27.5～78kg/m3，粉煤灰用量为38～75kg/m3，矿渣用量为83～150kg/m3。

3.根据权利要求1所述的一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土，其特征在于：所述破碎珊瑚的表观密度为2300～2557kg/m3，堆积密度为1000～1062kg/m3，孔隙率为56.5～58.5％，筒压强度为3.8～5.2mpa，针片状颗粒含量约为5.5％，含泥量为1.30～2.35wt％。

4.根据权利要求1所述的一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土，其特征在于：所述珊瑚砂的表观密度约为2500kg/m3，堆积密度约为1115kg/m3，细度模数约为3.5。

5.根据权利要求1所述的一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土，其特征在于：所述高效外加剂为pca-i聚羧酸高性能减水剂，含固量为30wt％，cl-含量为0.01wt％，na2so4含量为0.18wt％，减水率为25％。

6.根据权利要求1所述的一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土，其特征在于：所述海水包括：nacl含量24.72kg/m3，na2so4含量5.00kg/m3，mgcl2·6h2o含量4.80kg/m3，kcl含量0.96kg/m3，cacl2含量1.11kg/m3。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述出料后，还包括：测定混凝土拌合物的坍落度。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述养护，包括：带模养护24h，移入(20±2)℃饱和ca(oh)2溶液中标准养护3、7和28天。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述珊瑚微粉将珊瑚碎屑在800～1000℃进行煅烧后，研磨1h左右，再经75μm方孔筛进行筛分获得。

技术总结本发明公开了一种低碳岛礁全珊瑚海水混凝土及其制备方法，采用岛礁丰富的废弃珊瑚(砂)作粗(细)骨料，珊瑚微粉作主要胶凝材料取代部分水泥、海水拌合和养护的方法，现场制备低碳岛礁全珊瑚海水混凝土。该混凝土包括以下原材料：低碳复合胶凝材料、破碎珊瑚、珊瑚砂、高效外加剂、海水等。制备过程包括以下步骤：珊瑚微粉的制备及低碳复合胶凝材料的配制；低碳岛礁全珊瑚海水混凝土的制备；低碳岛礁全珊瑚海水混凝土的力学性能及低碳性评估。本发明不仅减少了制备过程中水泥的用量，降低了混凝土生产过程中的碳排放量，而且使用的原材料可就地取材，避免了远距离海运原材料造成的能源消耗和CO<subgt;2</subgt;排放，具有经济、绿色和取材便捷等优势。技术研发人员：达波,彭润,周恒,李益鹏,陈达,卿家骏,陶韬受保护的技术使用者：河海大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29