【论文推荐】| 基于珊瑚微粉的低碳全珊瑚海水混凝土制备及力学性能

论文导读与观点概要

1. 研究目的

在海洋强国战略与“双碳”目标背景下，南海岛礁建设面临普通砂石与淡水资源匮乏的挑战。全珊瑚海水混凝土（CASC）虽能就地取材，但水泥用量大导致碳排放高。

本研究旨在探究将珊瑚微粉（CP）作为胶凝材料替代部分水泥的可行性，通过制备低碳全珊瑚海水混凝土（LCCASC），优化CP的掺量与细度参数，确立不同强度等级的配合比设计方法，并揭示其力学性能演变规律，为岛礁工程的绿色低碳建设提供理论支撑。

2. 研究方法

3. 研究结果

• CP参数优化结果：
• 掺量影响： 珊瑚砂浆强度随CP掺量增加呈先增后减趋势。当掺量为10%时，强度贡献率达到峰值（3d贡献率30.8%），微观结构最密实；掺量超过15%后，因稀释效应导致强度下降。
• 细度影响： 在10%掺量下，细度为D₅₀=4.61 μm的CP组砂浆强度最高，颗粒级配与堆积效果最佳。
• LCCASC力学性能：
• 抗压与抗拉性能： 相比未掺CP的CASC，LCCASC的 f_cu 、 f_c 、 f_{sp均有不同程度降低，但降幅随强度等级提高而减小。C55等级时，28d的fcu 、}f_c 、f_sp 最小降幅分别为11.6%、12.1%、2.4%。 
• 抗折性能提升： LCCASC的抗折强度（f_f）显著优于CASC。随着强度等级提升，增强效果更明显，C55等级时f_f 最大提高了49.1%。
• 强度发展规律： 各强度等级LCCASC的力学指标随龄期增长规律符合对数函数关系。

4. 结论

通过试验与微观技术结合方法得到CP最佳参数，提出不同强度等级LCCASC的配合比设计方法，探明了其力学性能发展规律。主要结论如下：

1）CP的最佳掺量为10%，当CP掺量小于15%时，强度较未掺CP组均有所提高。当CP掺量小于20%时，强度贡献率均为正值。珊瑚砂浆抗压强度随细度的减小先增大后减小，D₅₀=4.61 μm的CP效果最佳。

2）证明了使用CP作为主要替代胶凝材料的可行性，提出强度等级分别为C30、C40、C50、C55的LCCASC配合比。

3）相较于未掺CP的CASC，LCCASC在28 d时的f_cu、f_c、f_sp分别最小降低11.6%、12.1%、2.4%；且随着强度等级的提高，降低幅度逐渐减小。LCCASC的f_f较未掺CP的CASC有较大提升，最大可提高49.1%。

相关图表

本文引用格式：马嘉阳, 韩宇栋, 周莹, 等. 基于珊瑚微粉的低碳全珊瑚海水混凝土制备及力学性能[J]. 海洋工程, 2026, 44(3): 205-214.  (MA Jiayang, HAN Yudong, ZHOU Ying, et al. Preparation and mechanical properties of low-carbon coral aggregate seawater concrete based on coral powder[J]. The Ocean Engineering, 2026, 44(3): 205-214.  (in Chinese)）

作者简介：   

马嘉阳（2002—），男，山西临汾人，硕士研究生，从事海工混凝土低碳化制备。E-mail：2959698399@qq.com

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