无机聚合物混凝土制备及在海堤建设中的应用探究

李国学

（深圳航天科技创新研究院，广州 深圳 518057）

1 无机聚合物混凝土制备的原材料与试验方法

1.1 原材料

1.1.1 胶凝材料

无机聚合物混凝土胶凝材料主要是以高炉矿渣微粉为主材料，然后通过融合粉煤灰、硅灰、碱激发剂等材料，按照77∶10∶8∶5 的质量比进行拌合，进而形成性能稳定的胶凝材料。本研究中使用的高炉矿渣微粉为S95 级，粉煤灰为II 级粉煤灰，硅灰则是普通硅灰，碱激发剂则是使用固体硅酸钠与碳酸钠复配而成。

1.1.2 骨料

无机聚合物混凝土采用的骨料主要分为两种，一种是细骨料，另一种则是粗骨料，细骨料使用细度模数为2.4 的中砂；粗骨料使用粒径5~30mm 的连续级配花岗岩碎石。

1.2 试验标准与混凝土配合比

参考GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能实验方法标准》制备、养护和测试碱激发混凝土的强度。无机聚合物混凝土配合比如表1-1 所示。

表1 -1 无机聚合物混凝土配合比（kg/m3）

2 无机聚合物混凝土制备在海堤建设中的应用分析

2.1 混凝土海堤生态护板浇筑

本研究使用无机聚合物混凝土浇筑海堤生态护板，浇筑前将模板清洁干净后，涂油处理。

然后在完成各种设备布置后，对无机聚合物混凝土进行原材料拌合、工程浇筑、振实与混凝土压实等操作。对混凝土进行抹平操作时，需要尽量采用人工方式进行抹平，以减少混凝土的砂眼现象。无机聚合物混凝土坍落度为150mm、扩展度为235 mm。浇筑后1~2 天进行拆模，随即进行洒水养护。

2.2 混凝土海洋环境暴露试验

本研究为了更好的研究无机聚合物在海洋环境下的使用情况，和方便的测试混凝土的强度情况，在海堤护坡板浇筑过程中，同时制备150*150*500mm 的标准试块进行同等条件下的海洋环境暴露实验。

根据我国海洋工程结构受腐蚀的区域，可以将海洋工程划分为水上区域、水位变动区和水下区域等类型，其中水上区域因受大气腐蚀、水位变动区（潮汐区和溅浪区） 受盐类结晶膨胀、海水中（Mg2+、Cl-和SO42-离子） 对结构的侵蚀、冻融循环、干湿交替和钢筋锈蚀等影响，腐蚀是最为严重的，而水下区域则是因为海水化学侵蚀。针对此，为了加速混凝土结构腐蚀，模拟干湿交替和水浪冲击，本项目把试件投放在深圳海域水位变动区，如图1 所示。

图1 混凝土试件投放现场照片

本次投放的为素混凝土试件，其在投放龄期为1、3、6个月时，对试件腐蚀信息进行了采集（更长龄期的试件投放在进行之中）。根据抽取试样进行检测，得出检测结果见表1，则可以发现其在1、3 个月时强度略有增大，这种情况表明试件后期强度持续发展。在6 个月时强度与空白样相比较有轻微的下降，这主要是因为受干湿交替、海水冲刷和化学腐蚀复合作用下，结构内部产生损伤，但其依然保持高于28d 强度。

表1 混凝土强度测试结果,MPa

试件在1、3 个月时除撞击造成的局部损伤外，表观无明显变化，而在6 个月时试件除腐蚀造成的轻微损伤外，表面生长出很多坚硬外壳的海生物，这对于混凝土结构的保护及修补有利。观察混凝土试件破坏断面，发现结构非常致密，多为石头断裂，胶凝材料与骨料结合性能优良，此次实验可以表面，无机聚合物混凝土制备在海堤建设中的应用效果十分良好。

3 结语

综上所述，由于我国沿海城市比较多，我国每年需要建设大量的海堤工程，若海堤工程的质量难以得到保障，难免会影响到沿海城市的经济发展与城市稳定性。现阶段，在无机聚合物混凝土研究的进一步发展下，我国海堤建设可逐渐开始运用无机聚合物混凝土材料，且无机聚合物混凝土制备也在一定程度上提升了海堤建设的整体水平。对此，若想有效发挥无机聚合物混凝土制备的优势，应当在实际进行海堤建设运用时，合理根据无机聚合物混凝土的性能，有效将其进行应用，以使得其能够更好的应用于我国海堤建设中，促进我国海堤建设的进一步发展。