無機聚合物混凝土制備及在海堤建設中的應用探究

李國學

（深圳航天科技創新研究院，廣州 深圳 518057）

1 無機聚合物混凝土制備的原材料與試驗方法

1.1 原材料

1.1.1 膠凝材料

無機聚合物混凝土膠凝材料主要是以高爐礦渣微粉為主材料，然后通過融合粉煤灰、硅灰、堿激發劑等材料，按照77∶10∶8∶5 的質量比進行拌合，進而形成性能穩定的膠凝材料。本研究中使用的高爐礦渣微粉為S95 級，粉煤灰為II 級粉煤灰，硅灰則是普通硅灰，堿激發劑則是使用固體硅酸鈉與碳酸鈉復配而成。

1.1.2 骨料

無機聚合物混凝土采用的骨料主要分為兩種，一種是細骨料，另一種則是粗骨料，細骨料使用細度模數為2.4 的中砂；粗骨料使用粒徑5~30mm 的連續級配花崗巖碎石。

1.2 試驗標準與混凝土配合比

參考GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能實驗方法標準》制備、養護和測試堿激發混凝土的強度。無機聚合物混凝土配合比如表1-1 所示。

表1 -1 無機聚合物混凝土配合比（kg/m3）

2 無機聚合物混凝土制備在海堤建設中的應用分析

2.1 混凝土海堤生態護板澆筑

本研究使用無機聚合物混凝土澆筑海堤生態護板，澆筑前將模板清潔干凈后，涂油處理。

然后在完成各種設備布置后，對無機聚合物混凝土進行原材料拌合、工程澆筑、振實與混凝土壓實等操作。對混凝土進行抹平操作時，需要盡量采用人工方式進行抹平，以減少混凝土的砂眼現象。無機聚合物混凝土坍落度為150mm、擴展度為235 mm。澆筑后1~2 天進行拆模，隨即進行灑水養護。

2.2 混凝土海洋環境暴露試驗

本研究為了更好的研究無機聚合物在海洋環境下的使用情況，和方便的測試混凝土的強度情況，在海堤護坡板澆筑過程中，同時制備150*150*500mm 的標準試塊進行同等條件下的海洋環境暴露實驗。

根據我國海洋工程結構受腐蝕的區域，可以將海洋工程劃分為水上區域、水位變動區和水下區域等類型，其中水上區域因受大氣腐蝕、水位變動區（潮汐區和濺浪區） 受鹽類結晶膨脹、海水中（Mg2+、Cl-和SO42-離子） 對結構的侵蝕、凍融循環、干濕交替和鋼筋銹蝕等影響，腐蝕是最為嚴重的，而水下區域則是因為海水化學侵蝕。針對此，為了加速混凝土結構腐蝕，模擬干濕交替和水浪沖擊，本項目把試件投放在深圳海域水位變動區，如圖1 所示。

圖1 混凝土試件投放現場照片

本次投放的為素混凝土試件，其在投放齡期為1、3、6個月時，對試件腐蝕信息進行了采集（更長齡期的試件投放在進行之中）。根據抽取試樣進行檢測，得出檢測結果見表1，則可以發現其在1、3 個月時強度略有增大，這種情況表明試件后期強度持續發展。在6 個月時強度與空白樣相比較有輕微的下降，這主要是因為受干濕交替、海水沖刷和化學腐蝕復合作用下，結構內部產生損傷，但其依然保持高于28d 強度。

表1 混凝土強度測試結果,MPa

試件在1、3 個月時除撞擊造成的局部損傷外，表觀無明顯變化，而在6 個月時試件除腐蝕造成的輕微損傷外，表面生長出很多堅硬外殼的海生物，這對于混凝土結構的保護及修補有利。觀察混凝土試件破壞斷面，發現結構非常致密，多為石頭斷裂，膠凝材料與骨料結合性能優良，此次實驗可以表面，無機聚合物混凝土制備在海堤建設中的應用效果十分良好。

3 結語

綜上所述，由于我國沿海城市比較多，我國每年需要建設大量的海堤工程，若海堤工程的質量難以得到保障，難免會影響到沿海城市的經濟發展與城市穩定性。現階段，在無機聚合物混凝土研究的進一步發展下，我國海堤建設可逐漸開始運用無機聚合物混凝土材料，且無機聚合物混凝土制備也在一定程度上提升了海堤建設的整體水平。對此，若想有效發揮無機聚合物混凝土制備的優勢，應當在實際進行海堤建設運用時，合理根據無機聚合物混凝土的性能，有效將其進行應用，以使得其能夠更好的應用于我國海堤建設中，促進我國海堤建設的進一步發展。