CN115108789A - 一种高强抗裂海工大体积混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高强抗裂海工大体积混凝土，包括420～480kg/m³的水泥、50～70kg/m³的粉煤灰漂珠、25～35kg/m³的微粉、700～800kg/m³的砂、1050～1200kg/m³的石子、0.5～06kg/m³的缓凝剂、10～18kg/m³的抗裂减缩剂、13～15kg/m³的减水剂、100～115kg/m³的水，所述水泥包括低热矿渣硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥。本发明的混凝土不仅避免了混凝土温度应力的产生，同时满足了混凝土早期和后期强度发展。在较低水胶比条件下，形成致密结构，使混凝土后期具有较高力学性能，并提高混凝土的抗渗性能。

Description

一种高强抗裂海工大体积混凝土

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种高强抗裂海工大体积混凝土。

背景技术

随着我国经济技术不断发展，对海洋资源的开发成为当今发展趋势，而开发利用海洋资源，则必须借助海洋大型构筑物。不同于陆地工程建筑，海洋环境时刻面临氯盐、硫酸盐侵蚀以及浪溅潮汐作用，导致对材料耐久性能要求极高，而常规混凝土由于使用环境的不同，无法直接作为海工混凝土应用，因此如何提高海工混凝土在恶劣环境下的服役寿命，成为其研究重点。

大体积混凝土作为混凝土领域的又一分支，其配合比设计、施工工艺与普通混凝土存在较大差异，通常大体积混凝土采用较低的胶凝材料用量，低活性矿物掺合料，以达到降低内部水化温升的效果。但是，采用上述配合比设计思路的混凝土力学性能、耐久性能普遍偏低，应用于海工混凝土无法满足50年甚至100年的服役寿命。众所周知，混凝土强度、耐久性能与其胶凝材料的用量和活性成正相关关系，同时高胶凝材料用量通常也会导致混凝土易产生收缩开裂，因此将普通高强混凝土设计思路应用到海工大体积混凝土，无疑带来开裂、耐久性差的问题。因此，如何采用新技术、新材料制备高强、高抗裂的海工大体积混凝土，成为当前海工混凝土发展的突出问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种高强抗裂海工大体积混凝土。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高强抗裂海工大体积混凝土，包括420～480kg/m³的水泥、50～70kg/m³的粉煤灰漂珠、25～35kg/m³的微粉、700～800kg/m³的砂、1050～1200kg/m³的石子、0.5～06kg/m³的缓凝剂、10～18kg/m³的抗裂减缩剂、13～15kg/m³的减水剂、100～115kg/m³的水，所述水泥包括低热矿渣硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥，所述低热矿渣硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的质量比为(6～8)：3。

进一步的，所述水泥为42.5级低热矿渣硅酸盐水泥与42.5级硫铝酸盐水泥按质量比7：3混合形成的混合物。

进一步的，所述粉煤灰漂珠活性指数≥95％，烧失量≤3％。

进一步的，所述微粉中的活性二氧化硅质量分数≥94％，活性指数≥104％，比表面积≥16000m²/kg。

进一步的，所述砂为石英砂，细度模数1.9～2.2。

进一步的，所述石子为玄武岩或辉绿岩石子，粒径为5～20mm连续级配。

进一步的，所述缓凝剂为硼酸或葡萄糖酸钠中的一种。

进一步的，所述抗裂减缩剂按如下方法制备而成：

步骤1、将白云石和铝矾土按质量比1：(0.6～08)进行充分研磨混合后，放入高温炉内煅烧至1000～1100℃，保温6～7小时后自然冷却至室温，采用球磨机研磨30min，并过200目方孔筛，得到混合物A；

步骤2、将磷石膏过200目筛，与混合物A按质量比1：(1～1.2)充分混合，得到所述的抗裂减缩剂。

本发明的有益效果为：

1、采用硫铝酸盐水泥与低热水泥复合使用，利用硫铝酸盐水泥水泥早期强度高、微膨胀特性，同时添加一定量的缓凝剂，延缓硫铝酸盐水泥水化时间，防止混凝土水化过快，内部温升较大，产生温度应力。低热水泥早期强度低，采用硫铝酸盐水泥水泥提供早期强度，同时，低热水泥放热速率缓慢，后期强度持续增加，因此两者复合使用，不仅避免了混凝土温度应力的产生，同时满足了混凝土早期和后期强度发展。

2、混凝土配合比设计中，因采用了低热水泥，从而适当提高了混凝土中胶凝材料用量，采用最紧密堆积设计原理，选用高活性的粉煤灰漂珠和微粉作为矿物掺合料，集料选用石英砂和5～16mm连续级配的高强碎石，在较低水胶比条件下，形成致密结构，使混凝土后期具有较高力学性能，并提高混凝土的抗渗性能。

3、采用制备的抗裂减缩剂，一方面，其中的铝酸钙、石膏与水泥水化产生的氢氧化钙反应生成膨胀型钙矾石，有利避免了混凝土早期裂缝的产生，同时膨胀型产物可填充混凝土内部空隙，提高混凝土抗渗性能；另一方面，煅烧形成的氧化镁可作为延迟性膨胀组分降低混凝土后期水化产生的收缩。本发明制备的高强抗裂海工大体积混凝土，具有高强、水化热低、无温度裂缝、耐久性好等性能，应用价值显著，适用于海工大体积混凝土工程。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明各实施例的高强抗裂海工大体积混凝土按照以下方法制得：

按照表1称取各原材料，将称取的水泥、粉煤灰漂珠、微粉、砂、石子、缓凝剂、抗裂减缩剂倒入混凝土搅拌机预混3mi n，将称取的减水剂和水提前装入量筒并充分搅拌后，倒入搅拌机，搅拌10mi n，即得高强抗裂海工大体积混凝土。其中，水泥为42.5低热矿渣硅酸盐水泥与42.5硫铝酸盐水泥按质量比7：3形成的混合物；粉煤灰漂珠活性指数96％，烧失量2％；微粉活性二氧化硅含量95％，活性指数107％，比表面积≥17000m²/kg；砂为石英砂，细度模数2.0；石子为玄武岩，粒径为5～20mm连续级配；缓凝剂为硼酸；减水剂为聚羧酸减水剂，固含量30％，减水率≥32％；水为自来水。

本发明各实施例的抗裂减缩剂通过以下方法制得：

将白云石、铝矾土按质量比1：0.8进行充分研磨混合后，放入高温炉内煅烧至1000～1100℃，保温6小时后自然冷却至室温，采用球磨机研磨30mi n，并过200目方孔筛，得到混合物A；2)将磷石膏过200目筛，与混合物A按质量比1：1.1充分混合，得到抗裂减缩剂。

表1本发明实施例1～5高强抗裂海工大体积混凝土配合比kg/m³

实施例1～5高强抗裂海工大体积混凝土各性能测试结果如表2所示：

表2实施例1～5高强抗裂海工大体积混凝土性能指标

由表1和表2可以看出，上述实施例1～5制备的高强抗裂海工大体积混凝土不仅具有良好的力学性能特征，同时其绝热温升较小，满足大体积混凝土施工技术要求，且抗渗等级达到P25以上，5d干燥收缩小于300×10^-6。说明本发明制备的高强抗裂海工大体积混凝土具有强度高、抗裂、耐久性好等优点，应用价值显著。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高强抗裂海工大体积混凝土，其特征在于，包括420～480kg/m³的水泥、50～70kg/m³的粉煤灰漂珠、25～35kg/m³的微粉、700～800kg/m³的砂、1050～1200kg/m³的石子、0.5～06kg/m³的缓凝剂、10～18kg/m³的抗裂减缩剂、13～15kg/m³的减水剂、100～115kg/m³的水，所述水泥包括低热矿渣硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥，所述低热矿渣硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的质量比为(6～8)：3。

2.根据权利要求1所述的高强抗裂海工大体积混凝土,其特征在于，所述水泥为42.5级低热矿渣硅酸盐水泥与42.5级硫铝酸盐水泥按质量比7：3混合形成的混合物。

3.根据权利要求1的高强抗裂海工大体积混凝土,其特征在于，所述粉煤灰漂珠活性指数≥95％，烧失量≤3％。

4.根据权利要求1的高强抗裂海工大体积混凝土,其特征在于，所述微粉中的活性二氧化硅质量分数≥94％，活性指数≥104％，比表面积≥16000m²/kg。

5.根据权利要求1的高强抗裂海工大体积混凝土,其特征在于，所述砂为石英砂，细度模数1.9～2.2。

6.根据权利要求1的高强抗裂海工大体积混凝土,其特征在于，所述石子为玄武岩或辉绿岩石子，粒径为5～20mm连续级配。

7.根据权利要求1的高强抗裂海工大体积混凝土,其特征在于，所述缓凝剂为硼酸或葡萄糖酸钠中的一种。

8.根据权利要求1的高强抗裂海工大体积混凝土,其特征在于，所述抗裂减缩剂按如下方法制备而成：

步骤1、将白云石和铝矾土按质量比1：(0.6～08)进行充分研磨混合后，放入高温炉内煅烧至1000～1100℃，保温6～7小时后自然冷却至室温，采用球磨机研磨30min，并过200目方孔筛，得到混合物A；

步骤2、将磷石膏过200目筛，与混合物A按质量比1：(1～1.2)充分混合，得到所述的抗裂减缩剂。