CN115417648A

CN115417648A - 一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法

Info

Publication number: CN115417648A
Application number: CN202211204569.0A
Authority: CN
Inventors: 黄斌; 苏艺凡; 龚明子; 饶先鹏; 王涛; 陈晨
Original assignee: Cccc Green Construction Xiamen Technology Co ltd; CCCC First Highway Xiamen Engineering Co Ltd
Current assignee: Cccc Green Construction Xiamen Technology Co ltd; CCCC First Highway Xiamen Engineering Co Ltd
Priority date: 2022-09-29
Filing date: 2022-09-29
Publication date: 2022-12-02

Abstract

本发明公开了一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，涉及混凝土制备技术领域。包括以下重量组分：水泥210～300份、碎石900～1050份、机制砂680～800份、II级粉煤灰35～55份、S95矿渣粉35～55份、重钙粉(200目)30～60份、重钙粉(400目)30～60份、重钙粉(600目)30～60份、纤维7.1～14.2份、缓凝型聚羧酸减水剂3.7～5.7份以及水160～175份；本发明能够优化大体积混凝土整体级配，提高密实度，有效抑制大体积混凝土在海水环境下的自收缩和干燥收缩；改善大体积混凝土的工作性能，提高施工效率；可以延长大体积混凝土的凝结时间，缓释水泥水化热,减少因水化热而产生的温度裂缝，并通过纤维约束裂缝的产生，降低混凝土跟随温度变化而发生尺寸变化的程度，总体提高大体积混凝土抗侵蚀的强度。

Description

一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土制备技术领域，具体为一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法。

背景技术

海上大型承台，近海码头等混凝土构筑物均属于大体积混凝土，在其施工过程存在如下问题：大体积混凝土在水泥水化升温的初期容易出现内高外低的温差，在内约束作用下形成表面裂缝，严重影响结构的性能，破坏结构的整体性、耐久性等；其次由于构筑物处于海洋环境及近海环境，由于海水中存在大量的NaCl、MgCl2、MgSO4、K2SO4等成分，随着海水的不断冲刷，这些成分(特别是氯盐、硫酸盐)会随着海水一同渗透进入大体积构筑物的裂缝中和表面微小孔隙中，加速破坏构筑物的水泥石和腐蚀构筑物内部钢筋，破坏构筑物结构，从而导致大体积混凝土融解、密实度降低、强度下降等问题。

目前普通的大体积混凝土在海上浇筑使用时，由于海上的不断冲刷、海上气温的反差变化，容易导致大体积混凝土出现溶解、密实度降低以及强度降低的情况，从而容易造成大体积构筑物的表面出现裂缝，影响大体积构筑物的质量，不利于防止海水各种不利成分的侵蚀，降低构筑物的使用寿命，因此我们需要提供一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法。

发明内容

本发明提供了一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，具有制备出的混凝土低水化热以及抗海水侵蚀能力强的优点，从而解决上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，包括以下重量组分：水泥210～300份、碎石900～1050 份、机制砂680～800份、粉煤灰35～55份、S95矿渣粉35～55份、重钙粉(200 目)30～60份、重钙粉(400目)30～60份、重钙粉(600目)30～60份、纤维7.1～14.2份、缓凝型聚羧酸减水剂3.7～5.7份以及水160～175份。

作为本发明一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，所述缓凝型聚羧酸减水剂包括以下质量比组分：高减水聚羧酸母液15％～20％、缓释型聚羧酸母液10％～ 15％、葡萄糖酸钠1.0％～3.0％、磷酸钠1.0％～3.0％、聚醚类引气剂0.03％～ 0.10％、有机硅类消泡剂0.01％～0.05％、余量为水。

作为本发明一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，所述高减水聚羧酸母液和所述缓释型聚羧酸母液制备的聚羧酸母液的固含量为40％。

作为本发明一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，所述水泥的种类为 P·042.5水泥或低水化热水泥。

作为本发明一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，所述纤维的种类为混凝土用高性能POM纤维。

作为本发明一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，所述碎石的种类为水利专用碎石，且粒径为5～40mm连续级配。

作为本发明一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，所述机制砂的种类为II 级机制砂，且粒径为0.15～4.75mm连续级配。

作为本发明一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，所述重钙粉的碳酸钙含量≥98％，且粒度为200目、400目、600目。

本发明提供了一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法。具备以下有益效果：

该抗侵蚀大体积混凝土制备方法，能够优化大体积混凝土整体级配，提高密实度，有效抑制大体积混凝土在海水环境下的自收缩和干燥收缩；改善大体积混凝土的工作性能，提高施工效率；可以延长大体积混凝土的凝结时间，缓释水泥水化热,减少因水化热而产生的温度裂缝，并通过纤维约束裂缝的产生，降低混凝土跟随温度变化而发生尺寸变化的程度，总体提高大体积混凝土抗侵蚀的强度。

附图说明

图1为本发明抗侵蚀大体积混凝土重量组分配比图；

图2为本发明不同磷酸钠掺量对混凝土抗压、抗渗性能、水泥石孔结构的影响图；

图3为本发明大体积混凝土的配合比图；

图4为本发明大体积混凝土不同配合比的性能指标图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本方明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：包括以下重量组分：水泥 210～300份、碎石900～1050份、机制砂680～800份、粉煤灰35～55份、 S95矿渣粉35～55份、重钙粉(200目)30～60份、重钙粉(400目)30～60 份、重钙粉(600目)30～60份、纤维7.1～14.2份、缓凝型聚羧酸减水剂3.7～5.7份以及水160～175份。

本实施例中，能够优化大体积混凝土整体级配，提高密实度，有效抑制大体积混凝土在海水环境下的自收缩和干燥收缩；改善大体积混凝土的工作性能，提高施工效率；可以延长大体积混凝土的凝结时间，缓释水泥水化热, 减少因水化热而产生的温度裂缝，并通过纤维约束裂缝的产生，降低混凝土跟随温度变化而发生尺寸变化的程度，总体提高大体积混凝土抗侵蚀的强度。

具体的，缓凝型聚羧酸减水剂包括以下质量比组分：高减水聚羧酸母液 15％～20％、缓释型聚羧酸母液10％～15％、葡萄糖酸钠1.0％～3.0％、磷酸钠1.0％～3.0％、聚醚类引气剂0.03％～0.10％、有机硅类消泡剂0.01％～0.05％、余量为水。

具体的，高减水聚羧酸母液和缓释型聚羧酸母液制备的聚羧酸母液的固含量为40％。

本实施例中，通过磷酸钠的设置，混凝土制备采用磷酸钠作为缓凝剂，不仅可以延长大体积混凝土的凝结时间，可缓释水泥水化热，减少因水化热而产生的温度裂缝，并且掺入磷酸钠后的混凝土的孔结构会有所改善。

本实施例中，能够保障制备的聚合物组成的具有一定的均一性，提高聚羧酸减水剂使用过程中的性能。

具体的，水泥的种类为P·042.5水泥或低水化热水泥。

本实施例中，能够提升混凝土制备的耐久性，提升混凝土早期制备的强度，并且能够保障混凝土拌合物和易性好，体积稳定性好，坍落度损失小。

具体的，纤维的种类为混凝土用高性能POM纤维。

本实施例中，通过POM纤维加入制备的混凝土具有耐热性好的优点，能够在-50-110℃的温度范畴内长期应用，不会因温度变化而发生尺寸变化，对裂缝产生的约束作用大，十分适合用于大体积混凝土(大体积混凝土因水化热产生热量导致内部温度为75～85℃)；并且分散性好，在体积掺量≤1％的情况，分散性能优越，同时吸水率小，不影响混凝土的和易性和泵送施工。

具体的，碎石的种类为水利专用碎石，且水利专用碎石的粒径为5～ 40mm。

本实施例中，能够保障碎石的质量、空隙率和吸水率，从而提升混凝土制备的强度，提高混凝土浇筑的稳定性。

具体的，机制砂的种类为II级机制砂，且机制砂的粒径为0.15～ 4.75mm。

本实施例中，能够提高混凝土制备的高强度性能，提升混凝土在海上环境浇筑的质量。

具体的，重钙粉的碳酸钙含量≥98％，且粒度为200目、400目、600目。

本实施例中，(1)重钙粉主要成分为CaCO3，属于惰性粉料，不会与水反应，也不会与水化产物反应，主要起填充作用并有效抑制大体积混凝土自收缩；(2)选用200目、400目、600目三级配，能够优化大体积混凝土整体级配，进一步提高大体积混凝土的密实度；(3)重钙粉作为掺合料，其吸水率比水泥、II级粉煤灰、S95矿渣粉低，可以提高大体积混凝土的工作性，有利于施工。

使用时，首先

由图1得知：重钙粉选用200目、400目、600目三级配，能够优化大体积混凝土整体级配，提高大体积混凝土的密实度。

由图2得知：(1)磷酸钠作为缓凝剂，不仅可以延长大体积混凝土的凝结时间，可缓释水泥水化热，减少因水化热而产生的温度裂缝；(2)掺入磷酸钠后混凝土的孔结构有所改善。

由图3得知：配合比1未掺重钙粉和POM纤维，配合比2掺重钙粉，未掺POM纤维，配合比3掺POM纤维，未掺重钙粉，配合比4掺重钙粉和POM 纤维。

由图4得知：掺重钙粉的配合比2相较于配合比1，绝热温升从80℃下降至72℃，水化热降低；坍落度从120mm提高至160mm，工作性改善；28d抗压强度变化不大；抗渗等级从P6提升至P10，密实度改善，抗渗性大幅提高； 120d收缩值从416*10^-6降低至283*10^-6，收缩值大幅度降低，可以有效减少由收缩引起的裂缝；84d氯离子扩散系数从8.486*10^-12m2/s降低至 4.261*10^-12m2/s，抗硫酸盐强度耐腐蚀系数从81％提高至90％，可以有效改善氯离子和硫酸盐的侵蚀。

掺POM纤维的配合比3相较于配合比1，绝热温升、坍落度变化不大；28d 抗压强度从48.6MPa提高至50.3MPa；抗渗等级从P6提升至P8，抗渗性有所提高；120d收缩值从416*10^-6降低至291*10^-6，收缩值大幅降低，可以有效减少由收缩引起的裂缝；84d氯离子扩散系数从8.486*10^-12m2/s降低至 6.574*10^-12m2/s，抗硫酸盐强度耐腐蚀系数从81％提高至86％，可以改善氯离子和硫酸盐的侵蚀。

掺重钙粉和掺POM纤维的配合比4相较于配合比1，绝热温升从80℃下降至72℃水化热降低；坍落度从120mm提高至155mm，工作性改善；抗渗等级从P6提升至P10，密实度改善，抗渗性大幅提高；120d收缩值从416*10^-6降低至106*10^-6，收缩值大幅度降低，可以有效减少由收缩引起的裂缝；84d 氯离子扩散系数从8.486*10^-12降低至3.462*10^-12，抗硫酸盐强度耐腐蚀系数从81％提高至95％，可以有效改善氯离子和硫酸盐的侵蚀。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，其特征在于：包括以下重量组分：水泥210～300份、碎石900～1050份、机制砂680～800份、II级粉煤灰35～55份、S95矿渣粉35～55份、重钙粉(200目)30～60份、重钙粉(400目)30～60份、重钙粉(600目)30～60份、纤维7.1～14.2份、缓凝型聚羧酸减水剂3.7～5.7份以及水160～175份。

2.根据权利要求1所述的一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，其特征在于：所述缓凝型聚羧酸减水剂包括以下质量比组分：高减水聚羧酸母液15％～20％、缓释型聚羧酸母液10％～15％、葡萄糖酸钠1.0％～3.0％、磷酸钠1.0％～3.0％、聚醚类引气剂0.03％～0.10％、有机硅类消泡剂0.01％～0.05％、余量为水。

3.根据权利要求2所述的一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，其特征在于：所述高减水聚羧酸母液和所述缓释型聚羧酸母液制备的聚羧酸母液的固含量为40％。

4.根据权利要求1所述的一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，其特征在于：所述水泥的种类为P·042.5水泥或低水化热水泥。

5.根据权利要求1所述的一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，其特征在于：所述纤维的种类为混凝土用高性能POM纤维。

6.根据权利要求1所述的一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，其特征在于：所述碎石的种类为水利专用碎石，且粒径为5～40mm连续级配。

7.根据权利要求1所述的一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，其特征在于：所述机制砂的种类为II级机制砂，且粒径为0.15～4.75mm连续级配。

8.根据权利要求1所述的一种抗侵蚀大体积混凝土制备方法，其特征在于：所述重钙粉的碳酸钙含量≥98％，且粒度为200目、400目、600目。