CN102276224A - 一种海工自密实高性能混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种海工自密实高性能混凝土，其原料组分包括胶凝材料450～540重量份、骨料1640～1725重量份、聚羧酸系减水剂7～8重量份和水160～175重量份；所述胶凝材料由Ⅱ型52.5硅酸盐水泥、粉煤灰和矿渣粉组成；以胶凝材料的总重量为基准计，所述Ⅱ型52.5硅酸盐水泥占30～45%，所述粉煤灰占20～40%，所述矿渣粉占30～50%。本发明提供的上述复掺粉煤灰和矿渣料的自密实高性能混凝土，具有较高流动性和填充性、较高的间隙通过能力和抗离析稳定性。此外，还具有优异的抗氯盐腐蚀耐久性、抗冻性和良好的热学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种海工自密实高性能混凝土及其制备方法。
背景技术
随着我国工程建设的不断发展，混凝土已成为现代工程结构的主要材料，但在应用过程中对混凝土性能提出了更高的要求，主要表现在以下几个方面：(1)混凝土耐久性问题。混凝土耐久性问题已经引起全世界广泛关注，尤其是海洋工程和跨海大桥等海工工程耐久性问题更为突出，因此目前大量采用高性能混凝土技术。但在高性能混凝土浇筑施工过程中，缺乏熟练工人及其它客观条件所限是不能保证混凝土完全密实成为导致其耐久性不良的重要原因之一。(2)混凝土的工作性问题。现在工程大量采用泵送混凝土进行施工，对新拌混凝土流动性和运输过程中的保塑性要求越来越高。(3)振捣密实性问题。现在大型结构配筋稠密且复杂，不易振捣；一些薄壁结构、隧道和地下结构，根本没有振捣可操作空间，施工振捣非常困难。(4)生产效率和安全性问题。传统的混凝土振捣施工不但产生噪声污染，而且费时费工，工作劳动强度大，工作环境恶劣，存在安全隐患。(5)环保节能和经济性。需大量采用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料，保护环境，并需提高施工速度、减少劳动力、减少机械设备等方面，降低工程造价，提高经济效益。
在上海国际航运中心洋山深水港的建设中，普遍采用高性能混凝土技术，也对高性能混凝土提出了更高要求。洋山深水港工程受海水侵蚀，对混凝土结构耐久性要求较高，往往存在大体积混凝土构件，这些构件的混凝土配筋往往钢筋间距较小，采用机械振捣容易产生蜂窝、麻面、气泡、空洞等缺陷，从而对混凝土的强度和耐久性产生影响；钢桩管的桩芯混凝土内也需要采用自密实混凝土进行浇筑。此外，随着上海国际航运中心工程的不断建设，航运中心基础设施建设将日趋完善，其基础设施将需要维护和保养。上海航运中心的洋山深水港和东海大桥等主要基础设施将受船舶撞击、自然环境侵蚀等方面作用，必须对受损部位进行修补。在这些部位采用海工自密实混凝土浇筑，混凝土填充性好，能确保混凝土均匀性和质量。
与普通混凝土相比较，自密实混凝土的关键技术是在新拌阶段能够依靠自重作用充填、密实，而不需要额外的人工振捣，它包括流动性或填充性、间隙通过性以及抗离析性等3个方面。而海工自密实高性能混凝土不仅需要满足自密实混凝土的所需工作性的要求，而且需要具有较高的抗氯盐侵蚀能力，应提出抗氯盐侵蚀的指标要求，同时，还应兼顾自密实混凝土变形、碳化等其它方面的性能，使配制的自密实混凝土具有高性能。因此，海工自密实高性能混凝土的配制应从原材料的优选和混凝土主要配制参数以及性能控制指标等方面综合考虑。
通过开展用于海洋环境下的自密实混凝土的研究，可开发研制海工自密实高性能混凝土，为海洋环境下提供一种高耐久性、高工作性和无需振捣的高性能混凝土，是有效解决混凝土振捣，减轻劳动强度，提高生产效率，降低工程造价和提高工程结构耐久性的重要技术途径。同时，海工自密实高性能混凝土开发研究还可有效解决深水港建设中的大体积混凝土、钢管桩桩芯混凝土施工技术问题以及受损部位在较为恶劣条件下的修补问题，对保证深水港工程建设顺利进行和运行具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高耐久性、高工作性和无需振捣的适用于海洋环境下的自密实混凝土，以克服现有技术中的不足。
本发明系统研究了海工自密实高性能混凝土工作性测试方法、配制技术、工作性、力学性能、耐久性以及工程应用等方面，提供了一种可满足海洋环境下自密实高性能混凝土。
本发明采用的技术方案如下：
一种海工自密实高性能混凝土，其原料组分包括胶凝材料、骨料、聚羧酸系减水剂和水，各组分的重量配比如下：
所述胶凝材料由II型52.5硅酸盐水泥、粉煤灰和矿渣粉组成；以胶凝材料的总重量为基准计，所述II型52.5硅酸盐水泥占30～45％，所述粉煤灰占20～40％，所述矿渣粉占30～50％。
上述海工自密实高性能混凝土中，较佳的水胶比为0.33～0.38，优选为0.35～0.37。所述水胶比为单位体积用水量与胶凝材料用量的重量之比。
所述II型52.5硅酸盐水泥是指性能达到《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准强度等级为52.5的II型硅酸盐水泥。例如，可以选用台泥句荣52.5II型硅酸盐水泥。
所述粉煤灰是指性能达到《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)标准的I级粉煤灰。例如，采用镇江谏壁发电厂生产的苏源牌I级粉煤灰。
所述矿渣粉是指性能达到《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T18046-2008)标准的S95矿渣粉。例如，采用宝山钢铁有限公司宝田S95矿渣粉。
所述骨料由粗骨料和细骨料组成，所述细骨料和粗骨料的重量比为1.2～1.0∶1。
所述较佳的细骨料采用细度模数2.5～3.0河砂。例如，可选用细度模数为2.76的II区中砂，所述河砂中粒径小于0.16mm的石粉含量为1.4％。
所述较佳的粗骨料采用5-20mm连续级配的碎石，由5-10mm和10-20mm的碎石按比例为3∶7配制而成。由于海工自密实高性能混凝土多用于薄壁构件以及钢筋较为密集的混凝土构件，因此粗骨料的粒径不宜大于20mm，否则将增大混凝土拌合物的流动阻力和分层离析的几率。
粗骨料较佳的最大粒径小于20mm，针片状颗粒含量小于8％，空隙率小于40％，含泥量不大于1％，泥块含量不大于0.5％
所述聚羧酸系减水剂选自RP25或ASTP504-1聚羧酸系高效减水剂、ADVER152聚羧酸高效减水剂以及HP400聚羧酸系高效减水剂。例如：巴斯夫有限公司RP25或ASTP504-1聚羧酸系高效减水剂、格雷斯公司ADVER152聚羧酸高效减水剂以及上海华登HP400聚羧酸系高效减水剂。
本发明提供的上述复掺粉煤灰和矿渣料的自密实高性能混凝土，经过流动性和填充性试验、间隙通过性试验、抗离析稳定性试验、抗压强度试验以及耐久性试验，从各个方面均可满足海工自密实高性能混凝土的指标要求。其坍落扩展度在708-740mm，具有较高流动性和填充性；L型仪高度比均大于0.80，U型仪填充高度均大于320mm，具有较高的间隙通过能力和抗离析稳定性。此外，还具有优异的抗氯盐腐蚀耐久性、抗冻性和良好的热学性能。
附图说明
图1为水泥的描电镜照片；
图2为粉煤灰的描电镜照片；
图3为矿渣粉的描电镜照片；
图4为细骨料河砂的筛分曲线图；
图5为碎石的筛分曲线图；
图6为六种自密实海工高性能混凝土绝热温升与水化时间关系图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。
一、原材料的选择
(1)胶凝材料
水泥：采用台泥句荣52.5II型硅酸盐水泥。对水泥的胶砂强度、安定性、细度、凝结时间等指标进行了试验，其性能指标测试结果如表1所示，其安定性合格，性能达到了《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准强度等级为52.5的II型硅酸盐水泥的质量标准。此外，测定水泥的密度为3.1g/cm3。
表1水泥的物理力学性能指标测试结构
粉煤灰：采用镇江谏壁发电厂生产的苏源牌I级粉煤灰，对比表面积、细度、需水量比、含水量、烧失量等性能指标测试结果如表2所示，安定性合格，达到了《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)标准的质量要求。此外，测定粉煤灰的密度为2.23g/cm3。
表2粉煤灰的技术指标测试结果
矿渣粉：采用宝山钢铁有限公司宝田S95矿渣粉，对流动度比、比表面积、含水量、烧失量、三氧化硫、需水量比、活性指数等性能指标的测试结果如表3所示，达到了《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T18046-2008)标准的质量要求。此外，测定矿渣粉的密度为2.79g/cm3。
表3矿渣粉的技术指标测试结果
本发明采用粉煤灰、矿渣粉和选用优质高效减水剂和高性能减水剂的方法提高浆体的粘性，以利于充分包裹与分割粗、细骨料颗粒，使骨料悬浮于粉体浆体中，形成优越的自密实性能。粉体材料的种类和颗粒细度也对海工自密实混凝土自密实性能和耐久性产生影响。
测定了上述水泥、粉煤灰和矿渣粉的比表面积和密度，如表1-3所示；采用扫描电子显微镜观察水泥、粉煤灰和矿渣粉硅灰的颗粒形貌，如图1-3所示。
从图1～图3扫描电镜照片可以看出：(1)水泥中具有棱角状颗粒，对混凝土的流动性具有一定的影响。(2)粉煤灰具有玻璃微珠球形颗粒，表面光滑，具有很高的表面能而迅速吸附减水剂分子，在水泥颗粒之间形成静电斥力，可以在水泥浆体中起到润滑作用及降低用水量的作用，增加自密实混凝土的流动性。(3)经过磨细的矿渣粉(大于10μm)的颗粒形状较整齐，结构非常致密，断面平滑，少部分颗粒的棱角有磨蚀痕；较小的颗粒(小于5μm)大多呈典型的玻璃碎裂状，断面呈弧面且光滑，但棱角非常尖锐，磨细了的矿渣粉掺入混凝土中也具有减水和密实填充作用。
从表4可以看出，粉煤灰和矿渣粉的密度小于水泥，采用粉煤灰和矿渣粉替代水泥，可以增加粉体材料用量和浆体量，增大浆骨比；同时，粉煤灰和矿渣粉的细度也小于水泥，有利于形成良好的颗粒级配，起到较好的填充作用，有利于改善自密实混凝土的流动性、填充性、自密实性能和抗离析性能。
表4水泥、粉煤灰、矿渣粉的比表面积和密度
| 项目 | 水泥 | 粉煤灰 | 矿渣粉 |
| 比表面积(m2/kg) | 375 | 415 | 421 |
| 密度(g/m3) | 3.10 | 2.23 | 2.79 |
(2)骨料
细骨料：采用河砂，其有关性能指标检测结果如表5、表6和图4所示。由表5和表6可知，该河砂为细度模数位2.76的II区中砂，级配良好，符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006)的质量基本要求。河砂中粒径小于0.16mm的石粉含量为1.4％。符合国内外自密实混凝土的基本要求。
表5砂的技术指标检测结果
表6砂级配测试结果
粗骨料：由于海工自密实高性能混凝土多用于薄壁构件以及钢筋较为密集的混凝土构件，粗骨料的粒径不宜过大。同时，粗骨料的最大粒径不宜大于20mm，否则将增大混凝土拌合物的流动阻力和分层离析的几率。
本发明采用5-20mm连续级配的碎石，由5-10mm和10-20mm两级配配制而成，将5-10mm和10-20mm的碎石分别进行比例为1∶9、2∶8、3∶7筛分试验，其性能指标及筛分试验结果的如表7、表8和图5所示。从表7和表8可以看出，粗骨料最大粒径小于20mm，针片状颗粒含量小于8％，空隙率小于40％，含泥量不大于1％，泥块含量不大于0.5％，满足配制自密实混凝土的基本要求。从表8和图5的筛分试验结果可以看出，由5-10mm和10-20mm比例3∶7配制的连续级配的碎石级配良好，满足《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006)级配要求。因此，采用5-10mm和10-20mm比例3∶7的碎石配制海工自密实高性能混凝土。
表7粗骨料的性能指标检测结果
表8粗骨料筛分试验结果
| 筛孔尺寸 | 2.36 | 4.75 | 9.5 | 16 | 19 | 26.5 |
| 筛分结果(3∶7) | 99.8 | 95.3 | 62.8 | 21.2 | 2.7 | 0 |
| 筛分结果(2∶8) | 99.8 | 97.5 | 70.6 | 22.4 | 3.6 | 0 |
| 筛分结果(1∶9) | 99.8 | 98.5 | 81.3 | 30.6 | 4.8 | 0 |
| 规定值 | 95～100 | 90～100 | 40～80 | - | 0～10 | 0 |
(3)外加剂
减水剂：本发明中的减水剂可采用巴斯夫有限公司RP25、ASTP504-1聚羧酸系高效减水剂、格雷斯公司ADVER152聚羧酸高效减水剂以及上海华登HP400聚羧酸系高效减水剂，其性能指标的检测结果如表9所示，5种减水剂的减水率均达到《混凝土外加剂》(GB8076-2008)的质量要求。下列实施例中选用巴斯夫RP25聚羧酸高效减水剂。
表9聚羧酸高效减水剂检测结果
二、测试方法
(1)工作性试验
工作性能主要包括坍落度、坍落扩展度、T50、L型仪、V型仪、U型仪拌合物稳定性跳桌等试验，工作性试验方法参照《自密实混凝土设计与施工指南》(CCES02-2004)和《自密实混凝土应用技术规程》(CECS203：2006)等标准的有关规定进行。
(2)耐久性试验
耐久性试验主要包括电通量、扩散系数、抗冻性等。电通量试验按《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTJ275-2000)进行；扩散系数试验按《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GBJ82-85)(RCM法)的有关规定进行；抗冻性和碳化试验按《水运工程混凝土试验规程》(JTJ270-98)的有关规定进行。
(3)力学性能试验
抗压强度和弹性模量试验按《水运工程混凝土试验规程》(JTJ270-98)的有关规定进行。
具体检测的性能和指标如表10所示：
表10海工自密实高性能混凝土的工作性检测指标
| 序号 | 检测方法 | 检测性能 | 指标要求 |
| 1 | 坍落扩展度(SF) | 填充性 | 550mm≤SF≤750mm |
| 2 | T50(s) | 填充性、流动性 | 3～20 |
| 3 | V型漏斗通过时间(s) | 填充性、流动性 | 10～25 |
| 4 | L型仪(H2/H1) | 间隙通过性、抗离析性 | H2/H1≥0.8 |
| 5 | U型箱试验填充高度(mm) | 间隙通过性、抗离析性 | 320以上 |
| 6 | 拌合物稳定性跳桌试验(fm) | 抗离析性 | fm≤10％ |
| 7 | 电通量 | 抗氯盐侵蚀性能 | 小于1000C(56天) |
| 8 | 扩散系数(RCM法) | 抗氯盐侵蚀性能 | 小于1.5×10-12m2/s(90天) |
三、海工自密实高性能混凝土配合比
表11海工自密实混凝土配合比主要参数
海工自密实高性能混凝土配合比主要参数和配合比分别如表11和表12所示。水粉比(water to powder ratio)是指单位体积拌合水与单位体积粉体量的体积比；所述粉体(powder)包括：海工自密实高性能混凝土原材料中的水泥、掺合料(粉煤灰和矿渣粉)和骨料中粒径小于0.075mm的颗粒。
表12海工自密实混凝土配合比
本发明所提供的海工自密实高性能混凝土的生产与施工包括自密实混凝土的拌制、运输、浇注和养护。采用双轴式强制搅拌机拌制混凝土，混凝土搅拌时间为120s。采用混凝土运输车或混凝土泵运输海工自密实高性能混凝土到施工现场进行浇筑。运输车或泵送管在使用前润湿，不得留有积水。海工自密实高性能混凝土经搅拌运输车长距离运输后，应至少高速搅拌3min，使混凝土均匀一致，经合格后方可进行卸料和浇筑等工序，混凝土无需振捣而自密实。混凝土浇筑自流平后，立即用不透水薄膜覆盖表面；在混凝土临近初凝前抹面，抹面后立即覆盖保湿材料潮湿养护，养护时间为15天。
四、混凝土拌合物与硬化混凝土性能测试
(1)流动性和填充性型试验
测试表12中海工自密实高性能混凝土的流动性和填充性的参数坍落扩展度、T50流动时间、V型漏斗通过时间，试验结果如表13所示：
表13混凝土流动性和填充性测试结果
从表13测试结果可以看出，本发明所提供的海工自密实高性能混凝土拌合料的坍落扩展度在708-740mm，T50流动时间在4.7-5.7s，V型漏斗流动时间20-25s，具有较高流动性和填充性。
单掺粉煤灰和矿渣粉的对比例1和对比例2，其坍落扩展度在700mm以下，填充性能略差。
对比例3、5、6中，粉煤灰的掺量小于本发明中的掺量；对比例4-6中，矿渣粉的掺量在本发明的掺量范围之外。从表13测试结果可以看出，对比例3-5的V型漏斗流动时间大于25s，不符合指标要求；而对比例6的混凝土泌水离析，工作性能不好。
此外，从对比例7和8的测试结果可以看出，水胶比不同，其他条件相同的情况下，对比例7、8的坍落扩展度减小，填充性能变差。
(2)间隙通过性试验
测试了表12中海工自密实混凝土的L型仪高度比(h2/h1)、U型仪填充高度，测试结果如表14所示：
表14自密实混凝土间隙通过性测试结果
| 实施例 | L型仪高度比(H2/H1) | U型仪填充高度(mm) |
| 1 | 0.82 | 345 |
| 2 | 0.81 | 355 |
| 3 | 0.85 | 350 |
| 4 | 0.85 | 330 |
| 5 | 0.91 | 355 |
| 6 | 0.88 | 350 |
| 7 | 0.81 | 330 |
| 对比例1 | 0.91 | 330 |
| 对比例2 | 0.80 | 318 |
| 对比例3 | 0.80 | 275 |
| 对比例4 | 0.94 | 340 |
| 对比例5 | 0.75 | 305 |
| 对比例6 | 0.78 | 310 |
| 对比例7 | 0.70 | 290 |
| 对比例8 | 0.85 | 320 |
从表14可以看出，本发明所提供的自密实混凝土的L型仪高度比均大于0.80，U型仪填充高度均大于320mm，具有较高的间隙通过能力。
当粉煤灰掺量为10％时，U型仪填充高度小于320mm，间隙通过性能较差；随着粉煤灰掺量增加到20％以上，复掺粉煤灰与矿渣粉自密实混凝土的L型仪高度比均大于0.80。
从表14还可以看出，随着水胶比的增加，自密实混凝土的L型仪高度比和U型仪填充高度不断降低，混凝土的间隙通过能力下降，水粉比为1.012(水胶比为0.40)的混凝土L型高度比为0.70，U型仪填充高度为290mm，间隙通过能力较差；水胶比对复掺粉煤灰和矿渣粉自密实混凝土的间隙通过性产生显著影响。
(3)抗离析稳定性试验
对表12中配方进行混凝土拌合物稳定性跳桌试验，判断自密实混凝土的抗离析稳定性，其测试结果如表15所示：
表15混凝土抗离析性
| 实施例 | 粗骨料振动离析率(％) |
| 1 | 7.5 |
| 2 | 8.0 |
| 3 | 8.2 |
| 4 | 8.3 |
| 5 | 7.1 |
| 6 | 6.5 |
| 7 | 6.2 |
| 对比例1 | 7.3 |
| 对比例2 | 7.8 |
| 对比例3 | 10.1 |
| 对比例4 | 7.8 |
| 对比例5 | 9.6 |
| 对比例6 | 10.5 |
| 对比例7 | 9.0 |
| 对比例8 | 3.1 |
从表15的测试结果可以看出，粉煤灰掺量为10％的自密实混凝土的振动离析率较大，均大于10％，但粉煤灰掺量大于10％时，复掺粉煤灰与矿渣粉的自密实混凝土的粗骨料振动离析率均小于10％，表明粉煤灰与矿渣粉复合自密实混凝土拌合物抗离析稳定性较好。从混凝土拌合物抗离析稳定试验结果来看，粉煤灰掺量不宜低于10％。
表15的测试结果还表明，随着水胶比增加，自密实混凝土振动离析率不断增加，混凝土抗离析稳定性下降，水胶比不宜大于0.38，水粉比不宜大于1.01。
(4)抗压强度试验
测试了表12中海工自密实高性能混凝土的抗压强度、含气量和表观密度，测试结果如表15所示：
表16自密实混凝土抗压强度、含气量和表观密度
从表16可以看出，本发明所提供的复掺粉煤灰与矿渣粉高性能混凝土的含气量在0.5％～1.6％之间，含气量不大；复掺粉煤灰与矿渣粉高性能混凝土的表观密度在2300kg/m3～2400kg/m3之间，随着粉煤灰掺量的增加，表观密度略有下降。
根据表16的抗压强度的测试结果可以看出，本发明所提供的复掺粉煤灰与矿渣粉自密实混凝土的28天抗压强度均大于50MPa，在50.2MPa～66.7MPa之间，90天的抗压强度还会继续增加，64.9MPa～76MPa之间，具有较高的抗压强度，基本满足海工混凝土结构的抗压强度要求。
(5)耐久性试验
测试了表12中海工自密实高性能混凝土的耐久性试验，包括电通量、RCM法扩散系数，28天、56天和90天的电通量和扩散系数的测试结果分别如表17和表18所示；
表17自密实混凝土的电通量测试结果 单位：C
| 实施例 | 28天 | 56天 | 90天 |
| 1 | 2136 | 915 | 756 |
| 2 | 1041 | 956 | 786 |
| 3 | 970 | 882 | 468 |
| 4 | 1005 | 865 | 780 |
| 5 | 944 | 664 | 414 |
| 6 | 1123 | 785 | 750 |
| 7 | 1457 | 736 | 561 |
| 对比例1 | 1809 | 885 | 658 |
| 对比例2 | 1498 | 1202 | 1151 |
| 对比例3 | 2337 | 1375 | 1193 |
| 对比例4 | 2327 | 985 | 911 |
| 对比例5 | 1148 | 1077 | 794 |
| 对比例6 | 1031 | 839 | 818 |
| 对比例7 | 1794 | 894 | 820 |
| 对比例8 | 905 | 684 | 352 |
表18自密实混凝土的扩散系数测试结果 单位：×10-12m2/s
| 实施例 | 28天 | 56天 | 90天 |
| 1 | 2.040 | 1.832 | 1.621 |
| 2 | 1.963 | 1.812 | 1.352 |
| 3 | 1.626 | 1.425 | 1.215 |
| 4 | 2.001 | 1.835 | 1.215 |
| 5 | 1.989 | 1.618 | 1.058 |
| 6 | 2.155 | 1.838 | 1.355 |
| 7 | 2.002 | 1.793 | 1.411 |
| 对比例1 | 2.507 | 2.063 | 1.435 |
| 对比例2 | 3.168 | 2.715 | 2.032 |
| 对比例3 | 2.285 | 2.045 | 1.859 |
| 对比例4 | 3.360 | 2.311 | 2.178 |
| 对比例5 | 2.246 | 2.001 | 1.559 |
| 对比例6 | 2.088 | 1.925 | 1.512 |
| 对比例7 | 2.073 | 1.967 | 1.537 |
| 对比例8 | 1.774 | 1.315 | 1.044 |
从表17可以看出，随着粉煤灰和矿渣粉总掺量的增加，自密实混凝土的电通量呈下降趋势；掺入20％、30％粉煤灰的自密实混凝土具有较低电通量，56天和90天的电通量均小于1000C。
表18的扩散系数测试结果也表明，扩散系数与电通量基本相同，矿物掺合料掺量为60％、70％的粉煤灰掺量20％、30％的自密实混凝土具有较低的扩散系数，90天的扩散系数均小于1.5×10-12m2/s。
此外，随着水胶比的降低，自密实混凝土的电通量和扩散系数不断降低，水胶比不大于0.37的自密实混凝土56天和90天的电通量均小于1000C、90天的扩散系数均小于1.5×10-12m2/s，满足海工高性能混凝土耐久性要求。
从以上实施例及其测试结果可以看出，本发明所提供的海工自密实高性能混凝土经过流动性和填充性试验、间隙通过性试验、抗离析稳定性试验、抗压强度试验以及耐久性试验，从各个方面均可满足海工自密实高性能混凝土的指标要求。具有较高流动性和填充性、较好的间隙通过性和抗离析性和较高的耐久性。
五、本发明与使用其它掺合料混凝土的对比
将本发明的复掺粉煤灰与矿渣粉(FK11)同单掺粉煤灰(F40)、复掺粉煤灰与石灰石粉(FC2)、复掺矿渣粉与石灰石粉(KC2)、复掺矿渣粉与硅灰(KS3)、复掺粉煤灰与硅灰(FS3)五种海工自密实高性能混凝土进行试验对比。这六种典型海工自密实高性能混凝土的配合比的主要参数如表19所示，混凝土配合比如表20所示。
表19典型海工自密实混凝土配合比的主要参数
表20典型海工自密实混凝土配合比
工作性和抗氯盐侵蚀耐久性试验：
海工自密实高性能混凝土的工作性能和抗氯盐侵蚀耐久性试验方法与上述相同；抗冻性按《水运工程混凝土试验规程》(JTJ270-98)有关规定进行；绝热温升采用购置的HR-2S型混凝土热物理参数测试仪进行试验。
拌合物性能
测试了海工自密实高性能混凝土的拌合物性能，主要包括反映自密实混凝土流动性和填充性的坍落扩展度、T50流动时间、反映自密实混凝土间隙通过能力L型仪和U型仪填充高度、反映自密实混凝土抗离析性能的粗骨料振动离析率、含气量、凝结时间以及坍落度和坍落扩展度保持性能。试验结果如表21和表22所示：
表21六种自密实高性能混凝土的拌合物性能
表22六种自密实高性能混凝土的流动性损失测试结果
耐久性——抗氯盐侵蚀性能
测试六种自密实混凝土的28天、56天和90天电通量和RCM法扩散系数，试验结果如表23所示：
表23六种自密实高性能混凝土电通量和扩散系数
抗冻性试验
测试了自密实混凝土的养护龄期为56天的抗冻性性能，相对动弹性模量和质量损失试验结果如表24、25所示。表24、25的测试结果表明，经过400次循环抗冻试验，海工自密实高性能混凝土的相对动弹性模量小于75％、质量损失率小于5％，均具有较高的抗冻性能，其中复掺粉煤灰和矿渣粉FK11的动弹性模量和质量均无损失，具有更高的抗冻性，
表24自密实混凝土相对动弹模量测试 结果％
表25自密实混凝土质量损失率测试 结果％
热学性能
六种海工自密实高性能混凝土的绝热温升测试结果如表26和图6所示。表26和图6的测试结果表明，复掺粉煤灰与矿渣粉试样FK11的早期绝热温升最低，1天的绝热温升为13.9℃，2天的绝热温升在39.1℃，7天的绝热温升为48.9℃；复掺矿渣粉与石灰石粉试样KC2的7天的绝热温升也较低，为48.4℃，但其1天的绝热温升为17.5℃，2天的绝热温升在41.5℃，早期放热要高于复掺粉煤灰与矿渣粉试样FK11；复掺粉煤灰和石灰石粉的试样FC2、复掺矿渣粉与硅灰的试样KS3、复掺粉煤灰与硅灰的试样FS3以及单掺粉煤灰试样F40的早期放热均较高，1天的绝热温升在27.3℃～36.9℃之间，2天的绝热温升在43.5℃～47.7℃之间，单掺粉煤灰F40的7天绝热温升最高，达到56.0℃。因此，从减小混凝土结构温度裂缝考虑，宜采用复掺矿物掺合料配制海工自密实高性能混凝土，且复掺粉煤灰和矿渣粉效果较好。
表26绝热温升测试结果 单位：℃
| 时间(天) | F40 | FK11 | FC2 | KC2 | KS3 | FS3 |
| 0.5 | 6.7 | 3.7 | 20.0 | 6.2 | 7.0 | 18.5 |
| 1 | 31.1 | 13.9 | 36.9 | 17.5 | 27.3 | 35.1 |
| 2 | 47.7 | 39.1 | 47.1 | 41.5 | 46.5 | 43.5 |
| 3 | 53.1 | 45.5 | 49.7 | 44.9 | 48.2 | 44.7 |
| 4 | 54.6 | 47.1 | 50.8 | 46.2 | 48.8 | 45.3 |
| 5 | 55.3 | 47.9 | 51.4 | 47.0 | 49.3 | 45.7 |
| 6 | 55.7 | 48.4 | 51.9 | 47.7 | 49.7 | 46.1 |
| 7 | 56.0 | 48.9 | 52.3 | 48.4 | 50.2 | 46.6 |
Claims (7)
1.一种海工自密实高性能混凝土，其原料组分包括胶凝材料、骨料、聚羧酸系减水剂和水，各组分的重量配比如下：
所述胶凝材料由II型52.5硅酸盐水泥、粉煤灰和矿渣粉组成；以胶凝材料的总重量为基准计，所述II型52.5硅酸盐水泥占30～45％，所述粉煤灰占20～40％，所述矿渣粉占30～50％。
2.如权利要求1所述的海工自密实高性能混凝土，其特征在于，水胶比为0.33～0.38。
3.如权利要求1所述的海工自密实高性能混凝土，其特征在于，所述粉煤灰是性能达到GB/T1596-2005标准的I级粉煤灰；所述矿渣粉性能达到GB/T18046-2008标准的S95矿渣粉。
4.如权利要求1所述的海工自密实高性能混凝土，其特征在于，所述骨料由细骨料和粗骨料组成，所述细骨料和粗骨料的重量比为1.2～1.0∶1。
5.如权利要求4所述的海工自密实高性能混凝土，其特征在于，所述细骨料采用河砂，该河砂为细度模数为2.5～3.0的II区中砂。
6.如权利要求4所述的海工自密实高性能混凝土，其特征在于，所述粗骨料采用5-20mm连续级配的碎石，由5-10mm和10-20mm的碎石按比例为3∶7配制而成。
7.如权利要求1-6任一所述的海工自密实高性能混凝土，其特征在于，所述聚羧酸系减水剂选自RP25或ASTP504-1聚羧酸系高效减水剂、ADVER152聚羧酸高效减水剂以及HP400聚羧酸系高效减水剂。
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|---|---|
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Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102535356A (zh) * | 2012-02-21 | 2012-07-04 | 中南大学 | 一种对重载铁路桥梁进行强化处理的施工方法 |
| CN102584057A (zh) * | 2012-02-16 | 2012-07-18 | 大连海事大学 | 一种混凝土抗氯盐渗透剂及其应用 |
| CN102849982A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-02 | 南京联合荣大工程材料有限责任公司 | 一种rg系列水泥基灌浆料料浆组分抗分离性的改善方法 |
| CN103553457A (zh) * | 2013-10-16 | 2014-02-05 | 青岛磊鑫混凝土有限公司 | 一种耐盐腐蚀混凝土 |
| CN103819158A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-05-28 | 苏州中材建设有限公司 | 高体积稳定性混凝土的制备方法 |
| CN104016631A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-09-03 | 郑卫东 | 一种低成本预拌混凝土 |
| CN104261704A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-07 | 华南理工大学 | 一种抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料 |
| CN105330223A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-17 | 安徽省巢湖铸造厂有限责任公司 | 一种混凝土以及生产方法 |
| CN106478007A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-03-08 | 同济大学 | 超高韧性纤维增强聚合物改性水泥基复合材料及制备方法 |
| CN106927701A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-07-07 | 华润水泥技术研发有限公司 | 一种海工混凝土专用的复合胶凝材料及其生产方法和用途 |
| CN106938903A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-11 | 武汉理工大学 | 一种高抗海水高强胶结材及其制备方法 |
| CN107021702A (zh) * | 2017-05-01 | 2017-08-08 | 国家电网公司 | 一种水工用抗开裂混凝土及其制备方法 |
| CN107540308A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-05 | 中交四航工程研究院有限公司 | 一种高流动性混凝土及其制备方法 |
| CN107902991A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-04-13 | 天津海得润滋建材有限公司 | 高性能混凝土拌合物 |
| CN108658547A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-10-16 | 平乡县世恒新型建材有限公司 | 自密实混凝土 |
| CN109162732A (zh) * | 2018-08-21 | 2019-01-08 | 华东建工集团有限公司 | 一种混凝土喷射施工方法 |
| CN110467399A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-11-19 | 江西科技学院 | 一种采用铜矿渣的自密实混凝土及其制备方法 |
| CN110540393A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-06 | 中交第四航务工程局有限公司 | 一种抗裂自防水的混凝土及其配制方法 |
| CN111233400A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-06-05 | 中建西部建设湖南有限公司 | 一种用于海港工程的三级配碎石低热水泥混凝土 |
| CN111960785A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-20 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 低浆混凝土 |
| CN112924654A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-06-08 | 重庆交通大学 | 非接触式混凝土保塑性能智能化实时检测方法及装置 |
| CN113173754A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-07-27 | 四川路航建设工程试验检测有限公司 | 一种c100防磨蚀薄壁混凝土及制备方法 |
| CN114368946A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-19 | 河北工程大学 | 一种矿物掺合料水工混凝土 |
| CN115108783A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-09-27 | 保利长大工程有限公司 | 一种用于控制钢筋保护层的自密实混凝土及其制备方法 |
| CN115304325A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-11-08 | 深圳市安托山混凝土有限公司 | 一种防开裂耐腐蚀的海洋混凝土 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101659535A (zh) * | 2008-08-27 | 2010-03-03 | 浙江明峰水泥有限公司 | 海工混凝土水泥 |
-
2011
- 2011-07-22 CN CN2011102076923A patent/CN102276224B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101659535A (zh) * | 2008-08-27 | 2010-03-03 | 浙江明峰水泥有限公司 | 海工混凝土水泥 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《新型建筑材料》 20101231 胡红梅; 余彬彬; 陈健 海工高耐久自密实混凝土的研制 第5-7页 1-7 , 第11期 * |
Cited By (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102584057A (zh) * | 2012-02-16 | 2012-07-18 | 大连海事大学 | 一种混凝土抗氯盐渗透剂及其应用 |
| CN102584057B (zh) * | 2012-02-16 | 2013-06-12 | 大连海事大学 | 一种混凝土抗氯盐渗透剂及其应用 |
| CN102535356A (zh) * | 2012-02-21 | 2012-07-04 | 中南大学 | 一种对重载铁路桥梁进行强化处理的施工方法 |
| CN102535356B (zh) * | 2012-02-21 | 2014-07-30 | 中南大学 | 一种对重载铁路桥梁进行强化处理的施工方法 |
| CN102849982A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-02 | 南京联合荣大工程材料有限责任公司 | 一种rg系列水泥基灌浆料料浆组分抗分离性的改善方法 |
| CN103553457B (zh) * | 2013-10-16 | 2015-03-18 | 青岛磊鑫混凝土有限公司 | 一种耐盐腐蚀混凝土 |
| CN103553457A (zh) * | 2013-10-16 | 2014-02-05 | 青岛磊鑫混凝土有限公司 | 一种耐盐腐蚀混凝土 |
| CN103819158B (zh) * | 2014-01-14 | 2016-08-17 | 苏州中材建设有限公司 | 高体积稳定性混凝土的制备方法 |
| CN103819158A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-05-28 | 苏州中材建设有限公司 | 高体积稳定性混凝土的制备方法 |
| CN104016631A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-09-03 | 郑卫东 | 一种低成本预拌混凝土 |
| CN104016631B (zh) * | 2014-05-27 | 2016-06-15 | 郑卫东 | 一种低成本预拌混凝土 |
| CN104261704A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-07 | 华南理工大学 | 一种抗氯盐高性能混凝土用胶凝材料 |
| CN105330223A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-17 | 安徽省巢湖铸造厂有限责任公司 | 一种混凝土以及生产方法 |
| CN106478007A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-03-08 | 同济大学 | 超高韧性纤维增强聚合物改性水泥基复合材料及制备方法 |
| CN106927701A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-07-07 | 华润水泥技术研发有限公司 | 一种海工混凝土专用的复合胶凝材料及其生产方法和用途 |
| CN106938903A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-11 | 武汉理工大学 | 一种高抗海水高强胶结材及其制备方法 |
| CN107021702A (zh) * | 2017-05-01 | 2017-08-08 | 国家电网公司 | 一种水工用抗开裂混凝土及其制备方法 |
| CN107540308B (zh) * | 2017-08-30 | 2021-01-26 | 中交四航工程研究院有限公司 | 一种高流动性混凝土及其制备方法 |
| CN107540308A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-05 | 中交四航工程研究院有限公司 | 一种高流动性混凝土及其制备方法 |
| CN107902991A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-04-13 | 天津海得润滋建材有限公司 | 高性能混凝土拌合物 |
| CN108658547A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-10-16 | 平乡县世恒新型建材有限公司 | 自密实混凝土 |
| CN109162732A (zh) * | 2018-08-21 | 2019-01-08 | 华东建工集团有限公司 | 一种混凝土喷射施工方法 |
| CN110467399A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-11-19 | 江西科技学院 | 一种采用铜矿渣的自密实混凝土及其制备方法 |
| CN110540393A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-06 | 中交第四航务工程局有限公司 | 一种抗裂自防水的混凝土及其配制方法 |
| CN110540393B (zh) * | 2019-09-30 | 2022-01-25 | 中交第四航务工程局有限公司 | 一种抗裂自防水的混凝土及其配制方法 |
| CN111233400A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-06-05 | 中建西部建设湖南有限公司 | 一种用于海港工程的三级配碎石低热水泥混凝土 |
| CN111960785A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-20 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 低浆混凝土 |
| CN112924654A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-06-08 | 重庆交通大学 | 非接触式混凝土保塑性能智能化实时检测方法及装置 |
| CN113173754A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-07-27 | 四川路航建设工程试验检测有限公司 | 一种c100防磨蚀薄壁混凝土及制备方法 |
| CN114368946A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-19 | 河北工程大学 | 一种矿物掺合料水工混凝土 |
| CN115108783A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-09-27 | 保利长大工程有限公司 | 一种用于控制钢筋保护层的自密实混凝土及其制备方法 |
| CN115304325A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-11-08 | 深圳市安托山混凝土有限公司 | 一种防开裂耐腐蚀的海洋混凝土 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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