CN115286331B - 输水隧洞衬砌用混凝土及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及输水隧洞衬砌用混凝土及其生产工艺，输水隧洞衬砌用混凝土包括以下重量份的原料：水140～200份；水泥300～420份；粗骨料680～770份；细骨料600～670份；粉料80～140份；聚羧酸减水剂2～3份；固着剂40～80份；所述固着剂包括三聚甘油单硬脂酸酯和磷酸酯，所述三聚甘油单硬脂酸酯与磷酸酯的重量比为（1～5）：1。其生产工艺包括以下步骤：S1、水泥、粉料、聚羧酸减水剂和部分的水制备预混料；S2、粗骨料、细骨料和剩余的水制备粗料；S3、粗料和预混料制备混凝土浆料；S4、固着剂与混凝土浆料制备输水隧道衬砌用混凝土。本申请具有提高衬砌用混凝土的抗溶蚀性能的效果。
Description
技术领域
本申请涉及混凝土的领域，尤其是涉及输水隧洞衬砌用混凝土及其生产工艺。
背景技术
衬砌用混凝土是指用于灌注铁路隧道、道路隧道、水工隧洞及其他各类地下建筑工程衬砌层的混凝土。
衬砌用混凝土的内部孔溶液中含有钙离子，输水隧道输送的液态水中钙离子浓度低于混凝土中钙离子浓度时，在浓度梯度的作用下，混凝土孔隙中的钙离子溶出，并随输水隧道中的液态水不断流失，导致混凝土中C-S-H凝胶溶解，混凝土内孔隙量增加，输水隧道衬砌层抗压强度下降，在液态水的不断冲击下，输水隧道衬砌层易产生裂缝。
发明内容
为了提高衬砌用混凝土的抗溶蚀性能，从而减小输水隧道衬砌层产生裂缝的概率，本申请提供一种输水隧洞衬砌用混凝土及其生产工艺。
第一方面，本申请提供的输水隧洞衬砌用混凝土采用如下的技术方案：
一种输水隧洞衬砌用混凝土包括水140～200份；水泥300～420份；粗骨料680～770份；细骨料600～670份；粉料80～140份；聚羧酸减水剂2～3份；固着剂40～80份；所述固着剂包括三聚甘油单硬脂酸酯和磷酸酯，所述三聚甘油单硬脂酸酯与磷酸酯的重量比为(1～5)：1。
通过采用上述技术方案，三聚甘油单硬脂酸酯、磷酸酯和水泥配合使用，水泥中含有游离的钙离子，部分游离的钙离子经过水化反应形成碳酸钙，三聚甘油单硬脂酸酯与碳酸钙发生化学键合，形成表面具有长链的烷基烃的碳酸钙聚合物，碳酸钙聚合物增大了碳酸钙的分子量，使碳酸钙不易从混凝土的孔隙中渗出；碳酸钙聚合物增强了碳酸钙与水泥、骨料的结合强度，使碳酸钙不易脱离混凝土内部；三聚甘油单硬脂酸酯的脂肪酸根离子与游离的钙离子反应，其产物迁移到碳酸钙表面并包覆碳酸钙，阻隔了钙离子与输水隧道中的液态水，使钙离子不易在浓度梯度的作用下从混凝土的孔隙中溶出，提高了衬砌用混凝土的抗溶蚀性能，从而减小了输水隧道衬砌层产生裂缝的概率。
磷酸酯与碳酸钙表面的钙离子形成磷酸盐，在碳酸钙表面产生包覆作用，进一步阻隔混凝土中的钙离子与输水管道中的液态水；碳酸钙表面的磷酸酯的R基团朝外，使覆盖有磷酸盐的碳酸钙具有亲油疏水性，提高了混凝土的疏水性，同时提高了三聚甘油单硬脂酸酯与碳酸钙的结合效率，磷酸酯与三聚甘油单硬脂酸酯配合使用，进一步提高了衬砌用混凝土的抗溶蚀性能，从而减小了输水隧道衬砌层产生裂缝的概率。
可选的，混凝土还包括20～30份的封堵填料，所述封堵填料包括蒙脱石粉、胍胶和碳氟拒水剂，所述蒙脱石粉、胍胶和碳氟拒水剂的重量比为2：(1～3)：1。
通过采用上述技术方案，蒙脱石粉与胍胶、碳氟拒水剂配合形成粘稠状封堵填料，在衬砌用混凝土水化膨胀过程中，封堵填料填充混凝土的孔隙，在混凝土冷却收缩时，蒙脱石粉为混凝土收缩提供余量，胍胶粘结封堵混凝土的孔隙，阻挡钙离子溶出；碳氟拒水剂阻挡输水隧道中的液态水进入混凝土的孔隙中，从而减小了混凝土中钙离子溶出的概率，提高了衬砌用混凝土的抗溶蚀性能，从而减小了输水隧道衬砌层产生裂缝的概率。
可选的，所述蒙脱石粉为钙蒙脱石粉。
通过采用上述技术方案，钙蒙脱石粉含有的钙离子水化生成的碳酸钙离子填充混凝土的孔隙，提高了混凝土的自密实性，使输水隧道中的液态水不易渗入混凝土内，提高了衬砌用混凝土的抗溶蚀性能，同时混凝土的强度提高，减小了输水隧道衬砌层产生裂缝的概率；钙蒙脱石与三聚甘油单硬脂酸酯以及磷酸酯配合使用，提高了衬砌用混凝土的抗溶蚀性能。
可选的，混凝土还包括3～4份丙凝。
通过采用上述技术方案，丙凝与碳氟防水剂配合使用，提高了衬砌用混凝土的防水性能，从而使输水隧道中的液态水不易渗入混凝土内，减小了混凝土中钙离子溶出的概率；丙凝提高了混凝土中骨料与水泥的粘结强度，在动态水冲击环境中，不易被冲击产生裂缝，提高了输水隧道的抗溶蚀和抗裂性能。
可选的，混凝土还包括30～50份补偿剂，所述补偿剂包括膨胀玻化微珠和轻烧粉，所述膨胀玻化微珠与轻烧粉的重量比为5：(1～5)。
通过采用上述技术方案，输水隧道内壁温度能达到35℃以上，而动态水不断冲击衬砌层混凝土，并为混凝土降温，使得衬砌层混凝土内外侧温度差作用下易产生裂缝，混凝土中的钙离子易从裂缝中溶出；膨胀玻化微珠和轻烧粉配合使用，为混凝土的收缩膨胀提供余量，减小了混凝土开裂的概率，从而减小了混凝土中钙离子溶出的概率。
可选的，所述轻烧粉为轻烧氧化镁。
通过采用上述技术方案，混凝土固化期间，轻烧氧化镁的延时膨胀性为混凝土的膨胀和收缩提供余量；混凝土固化后，轻烧氧化镁填充混凝土的孔隙，且镁离子参与水化生成晶体填充混凝土的孔隙，提高了混凝土的自密实性，减小了输水隧道衬砌层产生裂缝的概率。
可选的，所述粉料包括粉煤灰和硅粉，所述粉煤灰和硅粉的重量比为4：1。
通过采用上述技术方案，粉煤灰活性高，生成水化硅酸钙等填充混凝土的孔隙；硅粉粒径小，粉煤灰与硅粉配合使用，提高了混凝土的自密实性，从而使钙离子不易从混凝土中，同时提高了混凝土的抗压和抗冲击强度，使混凝土不易产生裂缝。
可选的，所述水泥为矿渣硅酸盐水泥。
通过采用上述技术方案，矿渣硅酸盐水泥较普通硅酸盐水泥在淡水中的稳定性好，且与钢筋的粘结力强，提高了输水隧道衬砌层的抗压和抗冲击强度；矿渣硅酸盐水泥制备的混凝土水化后自密实性高，不易产生裂缝；矿渣硅酸盐水泥与固着剂配合使用，提高了混凝土抗溶蚀性能。
第二方面，本申请提供的一种输水隧洞衬砌用混凝土的生产工艺采用如下的技术方案：
输水隧洞衬砌用混凝土的生产工艺包括以下步骤：
S1、将水泥、粉料和部分的水搅拌均匀，得到预混料；
S2、将粗骨料、细骨料和剩余的水混合均匀，得到粗料；
S3、将粗料和预混料搅拌均匀，得到混凝土浆料；
S24、将固着剂与混凝土浆料混合均匀得到输水隧道衬砌用混凝土。
通过采用上述技术方案，输水隧道衬砌用混凝土生产步骤简单，得到的衬砌用混凝土性能稳定。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.三聚甘油单硬脂酸酯、磷酸酯和水泥配合使用，水泥中含有游离的钙离子，部分游离的钙离子经过水化反应形成碳酸钙，三聚甘油单硬脂酸酯与碳酸钙发生化学键合，形成表面具有长链的烷基烃的碳酸钙聚合物，碳酸钙聚合物增大了碳酸钙的分子结构，使碳酸钙不易从混凝土的孔隙中渗出；碳酸钙聚合物增强了碳酸钙与水泥、骨料的结合强度，使碳酸钙不易脱离混凝土内部；三聚甘油单硬脂酸酯的脂肪酸根离子与游离的钙离子反应，其产物迁移到碳酸钙表面并包覆碳酸钙，阻隔了钙离子与输水隧道中的液态水，使钙离子不易在浓度梯度的作用下从混凝土的孔隙中溶出，提高了衬砌用混凝土的抗溶蚀性能，从而减小了输水隧道衬砌层产生裂缝的概率；
2.磷酸酯与碳酸钙表面的钙离子形成磷酸盐，在碳酸钙表面产生包覆作用，进一步阻隔混凝土中的钙离子与输水管道中的液态水；碳酸钙表面的磷酸酯的R基团朝外，使覆盖有磷酸盐的碳酸钙具有亲油疏水性，提高了混凝土的疏水性，同时提高了三聚甘油单硬脂酸酯与碳酸钙的结合效率，磷酸酯与三聚甘油单硬脂酸酯配合使用，进一步提高了衬砌用混凝土的抗溶蚀性能，从而减小了输水隧道衬砌层产生裂缝的概率；
3.蒙脱石粉与胍胶、碳氟拒水剂配合使用，形成粘稠状封堵填料，在衬砌用混凝土水化膨胀过程中，封堵填料填充混凝土的孔隙，在混凝土冷却收缩时，蒙脱石粉为混凝土收缩提供余量，胍胶粘结封堵混凝土的孔隙，阻挡钙离子溶出；碳氟拒水剂阻挡输水管道中的液态水进入混凝土的孔隙中，从而减小了混凝土中钙离子溶出的概率，提高了衬砌用混凝土的抗溶蚀性能，从而减小了输水隧道衬砌层产生裂缝的概率；
4.丙凝与碳氟防水剂配合使用，提高了衬砌用混凝土的防水性能，从而使输水隧道中的液态水不易渗入混凝土内，减小了混凝土中钙离子溶出的概率；丙凝提高了混凝土中骨料与水泥的粘结强度，在动态水冲击环境中，不易被冲击产生裂缝，提高了输水隧道的抗溶蚀和抗裂性能；
5.膨胀玻化微珠和轻烧粉配合使用，为混凝土的收缩膨胀提供余量，减小了混凝土开裂的概率，从而减小了混凝土中钙离子溶出的概率。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例中未注明具体条件者按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
粗骨料选自卵石，粒度为20～40mm，含泥量小于0.9％；细骨料为砂，细度模数2.8，含泥量小于1.8％；粉煤灰粒度为800目；硅粉粒度为1250目；碳氟拒水剂由济南海澜化工有限公司提供。
实施例
实施例1
S1、将300kg矿渣硅酸盐水泥、64kg粉煤灰、16kg硅粉、2kg聚羧酸减水剂和112kg水搅拌均匀，得到预混料；
S2、将680kg粗骨料、600kg细骨料和28kg水混合均匀，得到粗料；
S3、将粗料和预混料搅拌均匀，得到混凝土浆料；
S4、将30kg三聚甘油单硬脂酸酯和10kg磷酸酯混合均匀作为固着剂，将固着剂与混凝土浆料混合均匀得到输水隧道衬砌用混凝土。
实施例2
S1、将380kg矿渣硅酸盐水泥、88kg粉煤灰、22kg硅粉、2.5kg聚羧酸减水剂和136kg水搅拌均匀，得到预混料；
S2、将725kg粗骨料、635kg细骨料和34kg水混合均匀，得到粗料；
S3、将粗料和预混料搅拌均匀，得到混凝土浆料；
S4、将40kg三聚甘油单硬脂酸酯和20kg磷酸酯混合均匀作为固着剂，将固着剂与混凝土浆料混合均匀得到输水隧道衬砌用混凝土。
实施例3
S1、将420kg矿渣硅酸盐水泥、112kg粉煤灰、28kg硅粉、3kg聚羧酸减水剂和160kg水搅拌均匀，得到预混料；
S2、将770kg粗骨料、670kg细骨料和40kg水混合均匀，得到粗料；
S3、将粗料和预混料搅拌均匀，得到混凝土浆料；
S4、将50kg三聚甘油单硬脂酸酯和30kg磷酸酯混合均匀作为固着剂，将固着剂与混凝土浆料混合均匀得到输水隧道衬砌用混凝土。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于：添加64kg粉煤灰和16kg硅粉。
实施例5
本实施例与实施例2的区别在于：添加112kg粉煤灰和28kg硅粉。
实施例6
本实施例与实施例2的区别在于：将30kg三聚甘油单硬脂酸酯和10kg磷酸酯混合均匀作为固着剂。
实施例7
本实施例与实施例2的区别在于：将30kg三聚甘油单硬脂酸酯和20kg磷酸酯混合均匀作为固着剂。
实施例8
本实施例与实施例2的区别在于：将30kg三聚甘油单硬脂酸酯和30kg磷酸酯混合均匀作为固着剂。
实施例9
本实施例与实施例2的区别在于：将40kg三聚甘油单硬脂酸酯和10kg磷酸酯混合均匀作为固着剂。
实施例10
本实施例与实施例2的区别在于：将40kg三聚甘油单硬脂酸酯和30kg磷酸酯混合均匀作为固着剂。
实施例11
本实施例与实施例2的区别在于：将50kg三聚甘油单硬脂酸酯和10kg磷酸酯混合均匀作为固着剂。
实施例12
本实施例与实施例2的区别在于：将50kg三聚甘油单硬脂酸酯和20kg磷酸酯混合均匀作为固着剂。
实施例13
本实施例与实施例2的区别在于：将50kg三聚甘油单硬脂酸酯和30kg磷酸酯混合均匀作为固着剂。
实施例14
本实施例与实施例2的区别在于：将10kg胍胶和5kg碳氟整理剂放在水浴锅中，加热至30℃，搅拌30min，得到封堵填料，将固着剂、封堵填料与混凝土浆料混合均匀得到输水隧道衬砌用混凝土。
实施例15
本实施例与实施例2的区别在于：将10kg钙蒙脱石和5kg碳氟整理剂放在水浴锅中，加热至30℃，搅拌30min，得到封堵填料，将固着剂、封堵填料与混凝土浆料混合均匀得到输水隧道衬砌用混凝土。
实施例16
本实施例与实施例2的区别在于：将10kg钙蒙脱石和10kg胍胶放在水浴锅中，加热至30℃，搅拌30min，得到封堵填料，将固着剂、封堵填料与混凝土浆料混合均匀得到输水隧道衬砌用混凝土。
实施例17
本实施例与实施例2的区别在于：将10kg钙蒙脱石、5kg胍胶和5kg碳氟整理剂放在水浴锅中，加热至30℃，搅拌30min，得到封堵填料，将固着剂、封堵填料与混凝土浆料混合均匀得到输水隧道衬砌用混凝土。
实施例18
本实施例与实施例2的区别在于：将10kg钙蒙脱石、10kg胍胶和5kg碳氟整理剂放在水浴锅中，加热至30℃，搅拌30min，得到封堵填料，将固着剂、封堵填料与混凝土浆料混合均匀得到输水隧道衬砌用混凝土。
实施例19
本实施例与实施例2的区别在于：将10kg钙蒙脱石、15kg胍胶和5kg碳氟整理剂放在水浴锅中，加热至30℃，搅拌30min，得到封堵填料，将固着剂、封堵填料与混凝土浆料混合均匀得到输水隧道衬砌用混凝土。
实施例20
本实施例与实施例18的区别在于：S1中再添加3kg丙凝。
实施例21
本实施例与实施例18的区别在于：S1中再添加4kg丙凝。
实施例22
本实施例与实施例18的区别在于：S1中再添加5kg丙凝。
实施例23
本实施例与实施例21的区别在于：S1中再添加40kg轻烧氧化镁。
实施例24
本实施例与实施例21的区别在于：S1中再添加40kg膨胀玻化微珠。
实施例25
本实施例与实施例21的区别在于：S1中再添加25kg膨胀玻化微珠和15kg轻烧氧化镁。
实施例26
本实施例与实施例21的区别在于：S1中再添加24kg膨胀玻化微珠和16kg轻烧氧化镁。
实施例27
本实施例与实施例21的区别在于：S1中再添加20kg膨胀玻化微珠和20kg轻烧氧化镁。
对比例
对比例1
本对比例与实施例2的区别在于：S4、将20kg磷酸酯与混凝土浆料混合均匀得到输水隧道衬砌用混凝土。
对比例2
本对比例与实施例2的区别在于：S4、将40kg三聚甘油单硬脂酸酯与混凝土浆料混合均匀得到输水隧道衬砌用混凝土。
对比例3
本对比例与实施例2的区别在于：未添加固着剂。
实施例与对比例的原料表见表1：
表1实施例与对比例的原料表(kg)
性能检测试验
试验方法
1.采用《PD CEN/TE 16142:2001》中的方法对混凝土的溶蚀系数进行测定，具体步骤如下：
S1、制备100mm×100mm×100mm的混凝土试件，带模养护1天，去模后测量质量S1；
S2、试件放在(20±2)℃，湿度65％的环境中密封保存6天，再在(20±2)℃，湿度65％的环境中非密封养护21天；
S3、试验箱内放入试件和溶液，溶液至少高出试件的顶面20mm，用聚乙烯薄膜密封试验箱，进行溶蚀试验；
S4、将试件放入溶液中开始计时，在6h、24h、78h、168h、336h后各自取依次溶液，利用ICP和IC、滴定方法对溶液进行测试，计算溶蚀系数，公式为：
pDe,i＝-log10De,i
式中：De,i—钙离子渗透系数；
E* i—测得的钙离子溶蚀量，mm/m2；
Uber—溶蚀质量占烘干试样的质量比，mm/kg；
tt—第i次测量时间，s；
ti-1—第i-1次测量时间，s；
pDe,i—第i次测量的溶蚀系数；
试验结果详见表2。
2、采用《GB50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准》中的方法对混凝土的28d抗压强度(MPa)进行测定，试验结果详见表2。
3、采用《SL352-2006水工混凝土试验规程》中的方法对混凝土的28d抗冲磨强度(h·(kg/m2)-1)进行测定，试验结果详见表2。
表2各实施例与对比例的试验结果数据表
结合实施例1、实施例2和实施例3并结合表2，通过调整水、矿渣硅酸盐水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰、硅粉、聚羧酸减水剂和固着剂的添加量及类型，提高混凝土的抗溶蚀性能和抗压强度，从而减小输水隧道衬砌层产生裂缝的概率。
结合实施例2、实施例4和实施例5并结合表2，通过调整粉煤灰和硅粉的添加量，提高混凝土的抗溶蚀性能和抗压强度，从而减小输水隧道衬砌层产生裂缝的概率。
结合实施例2和对比例1并结合表2可以看出，三聚甘油单硬脂酸酯的添加，提高了混凝土的溶蚀系数，使得混凝土的28d抗压强度和28d抗冲磨强度提高。原因在于水泥中含有游离的钙离子，部分游离的钙离子经过水化反应形成碳酸钙，三聚甘油单硬脂酸酯与碳酸钙发生化学键合，形成表面具有长链的烷基烃的碳酸钙聚合物，碳酸钙聚合物增大了碳酸钙的分子量，使碳酸钙不易从混凝土的孔隙中渗出；碳酸钙聚合物增强了碳酸钙与水泥、骨料的结合强度，使碳酸钙不易脱离混凝土内部；三聚甘油单硬脂酸酯的脂肪酸根离子与游离的钙离子反应，其产物迁移到碳酸钙表面并包覆碳酸钙，阻隔了钙离子与输水隧道中的液态水，使钙离子不易在浓度梯度的作用下从混凝土的孔隙中溶出，提高了衬砌用混凝土的抗溶蚀性能，从而提高了混凝土的抗压强度和抗冲磨强度。
结合实施例2和对比例2并结合表2可以看出，磷酸酯的添加，提高了混凝土的溶蚀系数，使得混凝土的28d抗压强度和28d抗冲磨强度提高。原因在于磷酸酯与碳酸钙表面的钙离子形成磷酸盐，在碳酸钙表面产生包覆作用，阻隔混凝土中的钙离子与输水管道中的液态水，同时碳酸钙表面的磷酸酯的R基团朝外，使覆盖有磷酸盐的碳酸钙具有亲油疏水性，提高了混凝土的疏水性，使得液态水不易渗入混凝土中，混凝土中的钙离子不易在浓度梯度的作用下溶出，因此混凝土的溶蚀系数提高。混凝土中不易因C-S-H凝胶溶解而形成孔隙，从而提高了混凝土的抗压强度和抗冲磨强度。
结合实施例2、对比例1、对比例2和对比例3并结合表2可以看出，三聚甘油单硬脂酸酯和磷酸酯配合使用，提高了混凝土的溶蚀系数28d抗压强度和28d抗冲磨强度。原因在于碳酸钙表面的磷酸酯的R基团朝外，提高了碳酸钙的亲油性，从而提高了三聚甘油单硬脂酸酯与碳酸钙的结合效率和结合强度，磷酸酯与三聚甘油单硬脂酸酯配合使用，进一步提高了衬砌用混凝土的抗溶蚀性能，从而提高了混凝土的抗压强度和抗冲磨强度。
结合实施例2以及实施例6～实施例13并结合表2，通过调整三聚甘油单硬脂酸酯和磷酸酯的比例，提高混凝土的抗溶蚀性能和抗压强度，从而减小输水隧道衬砌层产生裂缝的概率。
结合实施例2、实施例7和实施例12并结合表2可以看出，在磷酸酯添加量不变的情况下，增加三聚甘油单硬脂酸酯的添加量，混凝土的溶蚀系数、28d抗压强度和28d抗冲磨强度均线提高后降低。溶蚀系数降低的原因在于随着三聚甘油单硬脂酸酯添加量的增加，部分三聚甘油单硬脂酸酯与游离钙离子的结合率增加，阻碍了游离钙离子的水化，从而减少了碳酸钙晶体的产生，混凝土的自密实性降低，碳酸钙易从混凝土孔隙的孔壁中溶出，混凝土的溶蚀系数降低，28d抗压强度和28d抗冲磨强度也降低。
结合实施例2、实施例9和实施例10并结合表2可以看出，在三聚甘油单硬脂酸酯添加量不变的情况下，增加磷酸酯的添加量，混凝土的溶蚀系数、28d抗压强度和28d抗冲磨强度均先提高后降低。溶蚀系数降低的原因在于随着磷酸酯的添加，部分磷酸酯阻隔了三聚甘油单硬脂酸酯与碳酸钙，降低了三聚甘油单硬脂酸酯与碳酸钙的结合强度，从而降低了三聚甘油单硬脂酸酯对碳酸钙的固定作用，钙离子易从而混凝土的孔隙中溶出，混凝土的溶蚀系数降低，28d抗压强度和28d抗冲磨强度也降低。
结合实施例2和实施例14并结合2可以看出，胍胶和碳氟拒水剂的添加，提高了混凝土的溶蚀系数、28d抗压强度和28d抗冲磨强度。胍胶粘结封堵混凝土的孔隙，阻挡钙离子溶出；碳氟拒水剂阻挡输水管道中的液态水进入混凝土的孔隙中，从而减小了混凝土中钙离子溶出的概率，提高了衬砌用混凝土的抗溶蚀性能。
结合实施例2和实施例15并结合表2可以看出，钙蒙脱石和碳氟拒水剂的添加，提高了混凝土的溶蚀系数、28d抗压强度和28d抗冲磨强度。
结合实施例2和实施例16并结合表2可以看出，钙蒙脱石和胍胶的添加，提高了混凝土的溶蚀系数、28d抗压强度和28d抗冲磨强度。
结合实施例2以及实施例14～实施例17并结合表2可以看出，钙蒙脱石、胍胶和碳氟拒水剂配合使用，具有复配效果。钙蒙脱石填充混凝土的孔隙，钙蒙脱石和碳氟整理剂被胍胶固定在混凝土的孔隙中，在混凝土冷却收缩时，蒙脱石粉为混凝土收缩提供余量；钙蒙脱石粉含有的钙离子水化生成的碳酸钙离子填充混凝土的孔隙，提高了混凝土的自密实性，使输水隧道中的液态水不易渗入混凝土内，提高了衬砌用混凝土的抗溶蚀性能，同时混凝土的强度提高，减小了输水隧道衬砌层产生裂缝的概率。
结合实施例17、实施例18和实施例19并结合表2可以看出，在钙蒙脱石和碳氟拒水剂添加量不变的情况下，增加胍胶的添加量，混凝土的溶蚀系数、28d抗压强度和28d抗冲磨强度均先提高后降低。溶蚀系数降低的原因在于蒙脱石粉与胍胶、碳氟拒水剂配合使用，形成粘稠状封堵填料，封堵填料便于填充混凝土孔隙；在胍胶添加量不断增加时，封堵填料粘稠性和粘度均增加，在混凝土搅拌期间，封堵填料不易分散均匀，因此对混凝土孔隙封堵效果减弱，溶蚀系数降低。
结合实施例18和实施例20并结合表2可以看出，丙凝的添加，提高了混凝土的溶蚀系数、28d抗压强度和28d抗冲磨强度。原因在于丙凝与碳氟防水剂配合使用，提高了衬砌用混凝土的防水性能，从而使输水隧道中的液态水不易渗入混凝土内，减小了混凝土中钙离子溶出的概率；丙凝提高了混凝土中骨料与水泥的粘结强度，在动态水冲击环境中，不易被冲击产生裂缝，提高了输水隧道的抗溶蚀和抗裂性能。
结合实施例20、实施例21和实施例22并结合表2可以看出，随着丙凝的添加，混凝土的溶蚀系数、28d抗压强度和28d抗冲磨强度均先提高后降低。溶蚀系数降低的原因在于丙凝阻碍混凝土中其它物料的分散，降低了混凝土的均匀性，混凝土中出现不均匀孔隙，使得混凝土溶蚀系数降低。
结合实施例21和实施例23并结合表2可以看出，轻烧氧化镁的添加，提高了混凝土的溶蚀系数、28d抗压强度和28d抗冲磨强度。原因在于混凝土固化期间，轻烧氧化镁的延时膨胀性为混凝土的膨胀和收缩提供余量；混凝土固化后，轻烧氧化镁填充混凝土的孔隙，且镁离子参与水化生成晶体填充混凝土的孔隙，提高了混凝土的自密实性，减小了输水隧道衬砌层产生裂缝的概率。
结合实施例21和实施例24并结合表2可以看出，膨胀玻化微珠的添加，提高了混凝土的溶蚀系数、28d抗压强度和28d抗冲磨强度。原因在于膨胀玻化微珠为混凝土的收缩膨胀提供余量，减小了混凝土开裂的概率，从而减小了混凝土中钙离子溶出的概率。
结合实施例23、实施例24和实施例25并结合表2可以看出，膨胀玻化微珠和轻烧氧化镁配合使用，有效地提高了溶蚀系数。
结合实施例25、实施例26和实施例27并结合表2可以看出，随着膨胀玻化微珠与轻烧氧化镁比值的减小，混凝土的溶蚀系数、28d抗压强度和28d抗冲磨强度均先提高后降低。溶蚀系数降低的原因轻烧氧化镁参与水化的量增加，混凝土的自密实性提高，但对混凝土膨胀收缩提供余量的物质减少，衬砌层混凝土的内外温差增加时，混凝土易开裂，因此混凝土的溶蚀系数降低。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.输水隧洞衬砌用混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：水140～200份；水泥300～420份；粗骨料680～770份；细骨料600～670份；粉料80～140份；聚羧酸减水剂2～3份；固着剂40～80份；所述固着剂包括三聚甘油单硬脂酸酯和磷酸酯，所述三聚甘油单硬脂酸酯与磷酸酯的重量比为(1～5)：1。
2.根据权利要求1所述的输水隧洞衬砌用混凝土，其特征在于，混凝土还包括20～30份的封堵填料，所述封堵填料包括蒙脱石粉、胍胶和碳氟拒水剂，所述蒙脱石粉、胍胶和碳氟拒水剂的重量比为2：(1～3)：1。
3.根据权利要求2所述的输水隧洞衬砌用混凝土，其特征在于，所述蒙脱石粉为钙蒙脱石粉。
4.根据权利要求2所述的输水隧洞衬砌用混凝土，其特征在于，混凝土还包括3～4份丙凝。
5.根据权利要求4所述的输水隧洞衬砌用混凝土，其特征在于，混凝土还包括30～50份补偿剂，所述补偿剂包括膨胀玻化微珠和轻烧粉，所述膨胀玻化微珠与轻烧粉的重量比为5：(3～5)。
6.根据权利要求5所述的输水隧洞衬砌用混凝土，其特征在于，所述轻烧粉为轻烧氧化镁。
7.根据权利要求6所述的输水隧洞衬砌用混凝土，其特征在于，所述粉料包括粉煤灰和硅粉，所述粉煤灰和硅粉的重量比为4：1。
8.根据权利要求7所述的输水隧洞衬砌用混凝土，其特征在于，所述水泥为矿渣硅酸盐水泥。
9.权利要求1-8任一所述的输水隧洞衬砌用混凝土的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将水泥、粉料、聚羧酸减水剂和部分的水搅拌均匀，得到预混料；
S2、将粗骨料、细骨料和剩余的水混合均匀，得到粗料；
S3、将粗料和预混料搅拌均匀，得到混凝土浆料；
S4、将固着剂与混凝土浆料混合均匀得到输水隧道衬砌用混凝土。
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