CN110981316A - 一种c30水下混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种C30水下混凝土及其制备方法，按重量份数计包含以下原料制成：水泥300份～330份；粉煤灰和矿渣粉70份～80份；砂750份～800份；碎石950份～1050份；水150份～200份；减水剂3.50份～4.00份；其中，粉煤灰与矿渣粉的重量之比为1.0:0.8～1.5。制备方法包括以下步骤：步骤1、将水泥、粉煤灰、矿渣粉、水、减水剂按比例混合，得到混合浆液；步骤2：将步骤1得到的混合浆液、砂、碎石混合均匀，得到混凝土。本发明提供了一种适合的水下混凝土的配方，采用此配方制备的混凝土具有较低的泌水性和较大的坍落度，可以满足水下应用环境的高标准要求。

Description

一种C30水下混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及了混凝土制备领域，尤其涉及了一种C30水下混凝土及其制备方法。

背景技术

钻孔灌注桩承载力高、稳定性好、施工工艺及技术发展成熟，已经广泛用于房屋建设、公路铁路、水利工程等领域。钻孔灌注桩作为隐蔽工程，质量控制难度大，尤其在水下混凝土灌注时，混凝土始终位于孔内泥浆之下，这时候对混凝土的性能要求就会更高，既要满足较低的泌水性能，又要满足较大的坍落度。常用的混凝土会出现泌水严重问题，位于泥浆之下的混凝土容易产生离析，浆骨料分离现象突出。如不及时解决，在实际施工时将会导致堵管、断桩等不良后果，不仅造成严重经济损失，还会对混凝土内部结构及性能形成危害。

因此，目前急需一种适合的水下混凝土配方，要满足混凝土具有较低的泌水性和较大的坍落度。

发明内容

针对现有技术存在的混凝土不能同时满足具有较低的泌水性和较大的坍落度的性能要求而限制了其在钻孔灌注桩水下环境中的应用的技术问题，

本发明提供了一种C30水下混凝土及其制备方法，该混凝土具有较低的泌水性和较大的坍落度，可以达到水下混凝土应用的相关要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种C30水下混凝土，按重量份数计包含以下原料制成：

水泥300份～330份；

粉煤灰和矿渣粉70份～80份；

砂750份～800份；

碎石950份～1050份；

水150份～200份；

减水剂3.50份～4.00份；

其中，粉煤灰与矿渣粉的重量之比为1.0:0.8～1.5。

本发明是以水泥为胶凝材料，以砂，石为骨料，以粉煤灰和矿渣粉为掺合料，加入减水剂、水拌制而成混凝土，本发明通过控制原料的用量，粉煤灰、矿渣粉的配比，制备出了一种适合的水下应用的混凝土，采用此配方制备的混凝土具有较低的泌水性和较大的坍落度，可以满足水下应用环境的高标准要求。

其中粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。粉煤灰当以粉状及水存在时可成为具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加强度和耐久性的材料。

矿渣粉是炼铁厂在高炉冶炼生铁时所得到的以硅铝酸钙为主要成分的熔融物，经水淬成粒后所得的工业固体废渣，大部分为玻璃质，具有潜在水硬胶凝性。

进一步的，粉煤灰与矿渣粉的重量比为1.0:1.0～1.2。发明人通过大量的实验研究发现，粉煤灰作为制备混凝土的掺合料，通过控制用量，可以减小水下混凝土泌水度。通过控制粉煤灰和矿渣粉的比例，可以保证混凝土同时拥有较低的泌水性和较大的坍落度。可以满足水下应用环境的高标准要求，并优选出最佳的添加比例。

进一步的，所述砂是河砂和机械砂中的一种或两种混合物，河砂主要分布在河流的流域范围内，随着大量无节制的开采，目前资源不断减少，采用机制砂或机制砂与河砂的混合物可以解决河砂匮乏及成本过高的问题。

进一步的，所述砂的细度模数为2.3～3.0，所述砂含泥量或/和含石粉量≤2％。

进一步的，所述碎石粒径为5.0mm～31.5mm，含泥量≤3％。

进一步的，所述粉煤灰等级不低于F类2级灰。

进一步的，所述矿粉等级不低于S95矿粉。

进一步的，所述减水剂是木质素磺酸盐类减水剂类，萘系减水剂类，三聚氰胺系减水剂类，氨基磺酸盐系减水剂类，脂肪酸系减水剂类，聚羧酸盐系减水剂类中的一种或几种。减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；而且还能减少单位水泥用量，减少成本。

本发明还提供了上述C30水下混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将水泥、粉煤灰、矿渣粉、水、减水剂按比例混合，得到混合浆液。

步骤2：将砂、碎石和步骤1得到的混合浆液混合均匀，得到混凝土。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明是以水泥为胶凝材料，以砂、石为骨料，以粉煤灰和矿渣粉为掺合料，加入减水剂、水拌制而成混凝土，本发明通过控制原料的用量，粉煤灰、矿渣粉的配比，制备出了一种适合的水下混凝土，采用此配方制备的混凝土具有较低的泌水性和较大的坍落度，坍落度可达180-215mm，可以满足水下应用环境的高标准要求。

2.本发明所用的掺合料均为工业废料再利用，在达到性能标准的前提下，不仅环保，还能较少水泥的用量，降低陈本。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

原料特性：砂的细度模数为2.3～3.0，砂含泥量或/和含石粉量≤2％；碎石粒径为5mm～31.5mm，含泥量≤3％；粉煤灰等级不低于F类2级灰；矿粉等级不低于S95矿粉。

实施例1

制备C30水下混凝土

步骤1：将311份水泥、39份粉煤灰、39份矿渣粉、176份水、3.89份聚羧酸盐系减水剂按比例混合，得到混合浆液。

步骤2：将步骤1得到的混合浆液、789份砂、1047份碎石混合均匀，得到混凝土。

实施例2

制备C30水下混凝土

步骤1：将300份水泥、38.88份粉煤灰、31.12份矿渣粉、200份水、4.00份萘系减水剂按比例混合，得到混合浆液。

步骤2：将步骤1得到的混合浆液、800份砂、1050份碎石混合均匀，得到混凝土。

实施例3

制备C30水下混凝土

步骤1：将330份水泥、32份粉煤灰、48份矿渣粉、150份水、3.50份木质素磺酸盐类减水剂类按比例混合，得到混合浆液。

步骤2：将步骤1得到的混合浆液、750份砂、950份碎石混合均匀，得到混凝土。

实施例4

制备C30水下混凝土(未掺杂粉煤灰和矿渣粉)

步骤1：将311份水泥、176份水、3.89份聚羧酸盐系减水剂按比例混合，得到混合浆液。

步骤2：将步骤1得到的混合浆液、789份砂、1047份碎石混合均匀，得到混凝土。

实施例401

制备C30水下混凝土(增加水泥用量)

步骤1：将350份水泥、176份水、3.89份聚羧酸盐系减水剂按比例混合，得到混合浆液。

步骤2：将步骤1得到的混合浆液、789份砂、1047份碎石混合均匀，得到混凝土。

实施例5

制备C30水下混凝土(只掺杂了粉煤灰)

步骤1：将330份水泥、70份粉煤灰、178份水、3.89份聚羧酸盐系减水剂按比例混合，得到混合浆液。

步骤2：将步骤1得到的混合浆液、789份砂、1047份碎石混合均匀，得到混凝土。

对实施例1-5制备的混凝土，在拌和一个小时后的泌水情况和坍落度进行测试，测试结果如表1所示。

表1实施例1-5制备的混凝土1h泌水情况及坍落度的测试结果

实施例	粉煤灰(份)	矿渣粉(份)	泌水情况	坍落度
					实施例1	39	39	无泌水现象	190
实施例2	38.88	31.12	出现少量泌水现象	185
					实施例3	32	48	无泌水现象	196
实施例4	0	0	严重的泌水现象
					实施例5	70	0	出现微量泌水现象	150

从表1的结果可以看出，普通的混凝土会出现泌水严重问题，会导致混凝土产生离析，浆骨料分离现象突出，在实施例401中增加了水泥的添加量仍然不能改善泌水情况，且造成了成本增加，经过实验发现加入适量的粉煤灰后，泌水性可以得到改善。

实施例6-11

实施例6-11制备C30水下混凝土的制备方法、原料种类均与实施例1的相同，实施例6-11的原料添加量除了粉煤灰、矿渣粉的添加量不同，其余的原料添加量均与实施例1的相同，但是粉煤灰和矿渣粉的添加总量与实施例1的相同。实施例6-11添加粉煤灰和矿渣粉的重量比如表2所示，测试所得混凝土在拌和一个小时后的泌水情况以及坍落度。

表2实施例6-11制备的混凝土1h泌水性及坍落度的测试结果

从表2实施例6-11制备的混凝土泌水性及坍落度的测试结果显示，通过控制粉煤灰和矿渣粉的添加量可以使得混凝土具有较低的泌水性和较高的坍落度，从而更适应于水下作业环境。当粉煤灰与矿渣粉的重量比在1.0:0.8～1.5的时候，制备的混凝土的泌水性得到了很大的改善，且具有较大的坍落度.随着矿渣粉的量的增大，过量的矿渣粉使得混凝土的坍落度较小，从表2的结果显示，粉煤灰与矿渣粉优选的重量比为1.0:1.0～1.2的时候，混凝土稳定性较好，拌和后一个小时没有出现泌水现象，且坍落度达到了180～215mm，符合水下混凝土的较高标准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种C30水下混凝土，其特征在于，按重量份数计包含以下原料制成：

水泥300份～330份；粉煤灰和矿渣粉70份～80份；砂750份～800份；

碎石950份～1050份；水150份～200份；减水剂3.50份～4.00份； 其中，所述粉煤灰与所述矿渣粉的重量之比为1.0:0.8～1.5。

2.根据权利要求1所述的C30水下混凝土，其特征在于，所述粉煤灰与所述矿渣粉的重量比为1.0:1.0～1.2。

3.根据权利要求1所述的C30水下混凝土，其特征在于，所述砂是河砂、机械砂中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的C30水下混凝土，其特征在于，所述砂的细度模数为2.3～3.0，且所述砂含泥量或/和含石粉量≤2%。

5.根据权利要求1所述的C30水下混凝土，其特征在于，所述碎石粒径为5.0mm～31.5mm，含泥量≤3%。

6.根据权利要求1所述的C30水下混凝土，其特征在于，所述粉煤灰等级不低于F类2级灰。

7.根据权利要求1所述的C30水下混凝土，其特征在于，所述矿粉等级不低于S95矿粉。

8.根据权利要求1所述的C30水下混凝土，其特征在于，所述减水剂是木质素磺酸盐类减水剂类，萘系减水剂类，三聚氰胺系减水剂类，氨基磺酸盐系减水剂类，脂肪酸系减水剂类，聚羧酸盐系减水剂类中的一种或几种。

9.一种权利要求1-8任意一项所述的C30水下混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将水泥、粉煤灰、矿渣粉、水、减水剂按比例混合，得到混合浆液；

步骤2：将砂、碎石和步骤1得到的混合浆液混合均匀，得到混凝土。