Research Status on Basic Mechanical Properties and Engineering Applications of Coral Concrete

doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.0700

Abstract

Abstract:

Coral concrete is a marine engineering material composed of coral sand， reef limestone as aggregates， blended with cementitious materials such as cement， fly ash and admixtures， and mixed with seawater. In marine engineering and island reef construction， it can maximize the use of local materials， save resources and reduce transportation costs， which is of great significance to promote island reef engineering construction. This study systematically introduces the characteristics of coral raw materials， methods for modifying coral concrete， mix proportion design， and research progress in static mechanical performance， dynamic mechanical performance， penetration and explosion resistance. It analyzes the effects of mix proportion design， mineral admixtures and fiber reinforcement technology on improving the mechanical properties of coral concrete. In addition， it discusses and prospects the existing problems in the current research on coral concrete， aiming to provide key technical support for the large-scale application of coral concrete in island reef engineering construction and accelerate the implementation of the maritime power strategy.

Key words: coral concrete, mix proportion, durability, mechanical property under strong dynamic loading, engineering application

CLC Number:

TU528

WANG Wensheng, LYU Hailong, MA Jiangtao, LIU Qi, NIE Xiaodong. Research Status on Basic Mechanical Properties and Engineering Applications of Coral Concrete[J]. BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY, 2026, 45(1): 1-20.

Figures/Tables 20

Fig.1 Morphological characteristics of coral aggregates

Fig.2 X-CT scanning section of coral sand particles［13］

Table 1 Optimum mix proportion of sea sand coral concrete［32］

Strength grade of coral-SWSSC	Mix proportion/（kg·m^-3）					28 d compressive strength/MPa
Strength grade of coral-SWSSC	Cement	Sea sand	Coral	Net water consumption	Total water consumption	28 d compressive strength/MPa
C20	340	926.64	655.67	153.00	251.35	23.49
C25	380	888.03	680.89	171.00	273.13	28.02
C30	495	868.73	693.96	173.30	277.39	30.19
C35	550	849.42	706.10	181.50	287.42	35.47
C40	600	830.12	718.71	198.00	305.81	40.10
C45	693	791.51	743.93	228.70	340.29	45.43
C50	726	772.20	756.54	239.60	353.08	50.21

Fig.3 SEM images of unmodified and modified coal aggregate［43］

Fig.4 Relationship between internal defects of coral concrete and fiber content［50］

Table 2 Modification effect of fiber on coral concrete

Literature	Concrete strength	Type of fiber	Optimal content/（kg·m^-3）	Improvement effect
［51］	C30	CF	6.7	Compressive strength increased by 22%
［52］	C30	PPF	2.0	Compressive strength increased by 17.4%
［53］	C30	SF	2.2	Peak shear stress increased by 15%
［54］	C30	BF	3.8	Peak shear stress increased by 15%

Fig.5 Relationship between carbon fiber content and compressive strength of coral concrete［51］

Fig.6 Relationship between age and compressive strength

Fig.7 Relationship between dynamic amplification factor DIF and strain rate

Fig.8 High speed camera for C50 OPC penetration test （projectile velocity 300 m/s）［78］

Fig.9 High speed camera for C50 CASC penetration test （projectile velocity 300 m/s）［78］

Fig.10 High speed camera for C50 BM-CASC penetration test （projectile velocity 300 m/s）［78］

Fig.11 High speed camera for C50 SF-CASC penetration test （projectile velocity 300 m/s）［78］

Fig.12 Target surface after target penetration［79］

Table 3 Experimental data of projectile penetration into coral concrete targets and formula prediction error

Literature	Bullet weight/kg	Bullet path/mm	Strength/ MPa	Velocity/ （m·s^-1）	Penetrate the depths/mm	Formula error/%
Literature	Bullet weight/kg	Bullet path/mm	Strength/ MPa	Velocity/ （m·s^-1）	Penetrate the depths/mm	Young formula	ACE formula	NDRC formula	Three institutes of the general staff formula
［78］	0.2	12.65	30	253	206	14.2	35.9	51.5	1.9
	0.2	12.65	50	310	193	1.1	28.5	43.0	7.7
	0.2	12.65	55	315	205	8.0	34.6	47.3	0.5
［79］	557	250	125	328	2 270	0.4	40.3	50.0	23.0
［79］	557	250	125	317	2 290	4.3	43.5	52.8	17.9

Fig.13 Photograph of single sided failure mode of 30 cm diameter coral concrete target plate shadow［78］

Fig.14 Damage situation of C50 CASC target plate［78］

Fig.15 Damage states of coral concrete structure during the Pacific War［98］

Fig.16 Coral reef sand concrete revetment project［99］

Fig.17 South China sea island reef coral concrete structure［100］

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