CN115724635B - 一种用于地下防渗墙的高强度塑性混凝土 - Google Patents
一种用于地下防渗墙的高强度塑性混凝土 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115724635B CN115724635B CN202211494935.0A CN202211494935A CN115724635B CN 115724635 B CN115724635 B CN 115724635B CN 202211494935 A CN202211494935 A CN 202211494935A CN 115724635 B CN115724635 B CN 115724635B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- copper oxide
- plastic concrete
- nano copper
- microcrystalline cellulose
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)
Abstract
本发明属于塑性混凝土技术领域，具体涉及一种用于地下防渗墙的高强度塑性混凝土。以质量比计，该高强度塑性混凝土包括以下组分：水450‑530份、水泥150‑200份、砂675‑770份、石330‑820份、粉煤灰145‑200份、黏土140‑170份、膨润土35‑60份、纳米氧化铜改性微晶纤维素5‑16份；所述纳米氧化铜改性微晶纤维素为表面沉积纳米氧化铜的微晶纤维素。本发明通过在塑性混凝土中加入纳米氧化铜改性微晶纤维素，能极大的提高塑性混凝土的强度、防渗性能和耐腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明属于塑性混凝土技术领域，具体涉及一种用于地下防渗墙的高强度塑性混凝土。
背景技术
塑性混凝土是一种水泥用量很少并加入了膨润土的混凝土，其水泥胶结物的粘结力低，从而使其强度大大降低，塑性变大。塑性混凝土防渗墙具有弹性模量低、极限应变大的优良特性，大大提高了防渗墙的安全性。塑性混凝土的优良性能主要取决于它的以下特性：(1)塑性混凝土具有极低的变形模量，而且可以人为控制其配合比，使其变形模量在较大范围内变化；(2)塑性混凝土具有与土层形态非常相似的应力应变曲线，可以人为地选择与周围土层应力应变曲线相吻合的塑性混凝土配合比；(3)塑性混凝土的极限应变值比普通混凝土大得多，普通混凝土的受压极限应变值为e＝0.08％～0.3％，而塑性混凝土在无侧限条件下的极限应变超过1％，比普通混凝土大几倍甚至几十倍；(4)在三向受力条件下塑性混凝土的强度有很大的提高，而且几乎与围压呈直线增大。
现有技术已有通过向混凝土中直接掺杂微晶纤维素拟提高混凝的强度。例如，CN113292280B提供了聚氨酯复合轻集料混凝土及其制备方法，按照重量份数计，包括如下组分：水泥50-70份、粉煤灰10-30份、干砂10-30份、灰钙粉1-5份、微晶纤维素1-2份、水玻璃2-4份、改性橡胶粉8-10份、复合纤维10-15份和聚氨酯泡沫颗粒20-30份，具有力学性能、保温性能优异、密度小，性能稳定的优点。直接将微晶纤维素掺杂于塑性混凝土中，虽然会提高抗拉强度和韧性，但会导致抗剪强度的减少，无法同时对两者进行改进。
在三向受力条件下塑性混凝土的强度有很大的提高，而且几乎与围压呈直线增大。这就意味着随着围压的增加，塑性混凝土的强度增加了，防渗墙的安全度得以提高。若是仅提高抗拉强度和韧性，导致抗剪强度的减少，反而会影响防渗墙的安全度。地下防渗墙是在软基中造孔或挖槽，灌注混凝土建成的地下连续式防渗墙体。地下防渗墙对保证松散透水地基的渗透稳定和闸坝安全起着重要作用，不仅仅应用于水利水电工程的大坝、围堰、水闸和堤防，而且广泛应用于大型矿山基坑、各种尾矿坝和工业废渣堆场及市政工程等方面。由此地下防渗墙相较一般防渗墙对墙体的安全度具有较高的需要，不仅需要较高的抗拉强度和抗压强度，还需求较高的抗剪强度和防渗性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于地下防渗墙的高强度塑性混凝土，提高塑性混凝土的强度、防渗性能和耐腐蚀性能。
基于上述目的，本申请通过提供一种用于地下防渗墙的高强度塑性混凝土来解决该领域中的这种需要。
一方面，本发明涉及一种高强度塑性混凝土，其以质量比计，包括以下组分：水450-530份、水泥150-200份、砂675-770份、石330-820份、粉煤灰145-200份、黏土140-170份、膨润土35-60份、纳米氧化铜改性微晶纤维素5-16份；纳米氧化铜改性微晶纤维素为表面沉积纳米氧化铜的微晶纤维素。
进一步地，本发明提供的高强度塑性混凝土中，纳米氧化铜改性微晶纤维素的制备方法包括：每5g微晶纤维素分散在500mL 2mol/L过硫酸铵溶液中，60-70℃温度下500-600r/min搅拌8h，烘干后加入到纳米氧化铜-正己烷悬液中，超声处理5-10min后静置30min，25-35℃温度真空烘干即为纳米氧化铜改性微晶纤维素。
进一步地，本发明提供的高强度塑性混凝土中，纳米氧化铜-正己烷悬液中，纳米氧化铜的质量分数为5-10％；纳米氧化铜的粒径为50-100nm。
进一步地，本发明提供的高强度塑性混凝土中，以质量比计，微晶纤维素与纳米氧化铜的配比为100:1-5。
进一步地，本发明提供的高强度塑性混凝土中，高强度塑性混凝土的水胶比为0.78-1.02；优选地，高强度塑性混凝土的水胶比为0.88。
进一步地，本发明提供的高强度塑性混凝土中，高强度塑性混凝土的砂率为50-70％；优选地，高强度塑性混凝土的砂率为60％。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果或者优点：
本发明提供了一种用于地下防渗墙的高强度塑性混凝土，加入纳米氧化铜改性微晶纤维素，能极大的提高塑性混凝土的强度、防渗性能和耐腐蚀性能。本发明限定了纳米氧化铜的粒径以及纳米氧化铜与微晶纤维素的配比范围，能尽可能的保证混凝土材料结构的均质，避免当受到拉力作用时，混凝土结构界面各点受力不均匀。本发明所提供的纳米氧化铜改性微晶纤维素，能较微晶纤维素更好地推迟或避免混凝土裂缝的出现，获得比未加入纳米氧化铜改性微晶纤维素塑性混凝土更好的力学性能。
具体实施方式
下面将对本发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。
下述各实施例中实验方法和检测方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述药剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到；所述指标数据，如无特殊说明，均为常规测量方法。
本实施例提供了不同组分下塑性混凝土的力学性能和渗透试验。
纳米氧化铜改性微晶纤维素的制备方法为：每5g微晶纤维素分散在500mL 2mol/L过硫酸铵溶液中，60-70℃温度下500-600r/min搅拌8h，烘干后加入到纳米氧化铜-正己烷悬液中，超声处理5min后静置30min，25-35℃温度真空烘干即为纳米氧化铜改性微晶纤维素。纳米氧化铜-正己烷悬液中，纳米氧化铜的质量分数为10％，纳米氧化铜的粒径为100nm。微晶纤维素粒径为50μm，以质量比计，微晶纤维素与纳米氧化铜的配比为100:5。
本试验所用纳米氧化铜改性微晶纤维素，以质量比计，微晶纤维素与纳米氧化铜的配比为100:5。水泥采用袋装普通硅酸盐32.5MPa水泥；黏土为5mm粉质黏土；砂采用中粗砂，含泥量为3.4％，细度模数为3.2；粗骨料为5mm～20mm的连续级配碎石；粉煤灰采用I级粉煤灰；膨润土为钙基膨润土。
不同配合比的塑性混凝土的具体配合比例方案如表1所示。
表1，不同配合比的塑性混凝土的具体配合比例方案
抗拉强度采用劈裂抗拉试验的方法，对水平放置的试件施加压缩荷载，使之发生劈裂破坏，由这时的破坏荷载间接求出抗拉强度，抗拉强度试验采用4个试样，采用直径为100mm，高为100mm的圆柱型试件。抗剪强度采用直接剪切试验的方法，剪切试验采用4个试样，采用直径为50mm，高为100mm的圆柱型试件；分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力；采用饱和快剪的试验方法，用应变控制式直剪仪测试抗剪强度。抗压强度使用量程为50kN万能试验机，将养护到龄期(28d)的抗压试件放在试验机下压板正中间，上下压板与试件之间垫垫板，试件的承压面应与成型时的顶面相垂直；抗压强度试验采用4个试样，采用直径为100mm，高为100mm的圆柱型试件。28d后不同配合比的塑性混凝土力学性能试验和渗透试验结果如表2所示。
表2，不同配合比的塑性混凝土力学性能试验和渗透试验结果
由表2可知，本发明提供的高强度塑性混凝土在抗拉强度、抗剪强度、抗压强度、渗透系数均高于未加入其他物质的塑性混凝土和加入微晶纤维素的塑性混凝土。加入微晶纤维素的塑性混凝土虽然抗拉强度、抗剪强度、抗压强度、渗透系数均表现良好，但对于高日给水量和地下水埋深的地下防渗墙，难于满足其设计要求。此外基于表2的数据结果可知，加入微晶纤维素能有效提高塑性混凝土的抗拉强度和抗压强度，但抗剪强度出现了降低，同时对防渗功能未见较好的改善；而加入纳米氧化铜改性微晶纤维素的塑性混凝土，在抗拉强度、抗剪强度、抗压强度、渗透系数均得到了提升，能较好的适用于地下防渗墙的建设。
如上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种改变和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。
Claims (2)
1.一种高强度塑性混凝土，其特征在于，以质量比计，包括以下组分：水450-530份、水泥150-200份、砂675-770份、石330-820份、粉煤灰145-200份、黏土140-170份、膨润土35-60份、纳米氧化铜改性微晶纤维素5-16份；所述纳米氧化铜改性微晶纤维素为表面沉积纳米氧化铜的微晶纤维素；所述微晶纤维素与纳米氧化铜的质量比为100:1-5；
所述纳米氧化铜改性微晶纤维素的制备方法包括：每5g微晶纤维素分散在500mL2mol/L过硫酸铵溶液中，60-70℃温度下500-600r/min搅拌8h，烘干后加入到纳米氧化铜-正己烷悬液中，超声处理5-10min后静置30min，25-35℃温度真空烘干即为所述纳米氧化铜改性微晶纤维素；所述纳米氧化铜-正己烷悬液中，纳米氧化铜的质量分数为5-10％；所述纳米氧化铜的粒径为50-100nm；
所述高强度塑性混凝土的水胶比为0.88，砂率为50-70％。
2.根据权利要求1所述的高强度塑性混凝土，其特征在于，所述高强度塑性混凝土的砂率为60％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211494935.0A CN115724635B (zh) | 2022-11-26 | 2022-11-26 | 一种用于地下防渗墙的高强度塑性混凝土 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211494935.0A CN115724635B (zh) | 2022-11-26 | 2022-11-26 | 一种用于地下防渗墙的高强度塑性混凝土 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115724635A CN115724635A (zh) | 2023-03-03 |
| CN115724635B true CN115724635B (zh) | 2023-10-03 |
Family
ID=85298445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211494935.0A Active CN115724635B (zh) | 2022-11-26 | 2022-11-26 | 一种用于地下防渗墙的高强度塑性混凝土 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115724635B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102617073A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-08-01 | 北京新奥混凝土集团有限公司 | 一种防渗墙用塑性混凝土 |
-
2022
- 2022-11-26 CN CN202211494935.0A patent/CN115724635B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102617073A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-08-01 | 北京新奥混凝土集团有限公司 | 一种防渗墙用塑性混凝土 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 改性微晶材料对混凝土性能影响及机理分析;周栋梁;硅酸盐通报;第29卷(第5期);第1241-1245页 * |
| 李忠正主编."植物纤维资源化学".中国轻工业出版社,2012,(第1版),第269页. * |
| 纳米氧化铜对磷酸盐胶黏剂耐水性能的影响;刘子浩;稀有金属材料与工程;第49卷(第2期);第577-581页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115724635A (zh) | 2023-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dang et al. | Behaviour of expansive soils stabilized with hydrated lime and bagasse fibres | |
| Ta'negonbadi et al. | Physical and geotechnical long-term properties of lignosulfonate-stabilized clay: An experimental investigation | |
| Alrubaye et al. | Engineering properties of clayey soil stabilized with lime | |
| Ashraf et al. | Determination of optimum cement content for stabilization of soft soil and durability analysis of soil stabilized with cement | |
| Wu et al. | Experimental study on strength characteristics of expansive soil improved by steel slag powder and cement under dry–wet cycles | |
| Weng et al. | Improving the unconfined compressive strength of red clay by combining biopolymers with fibers | |
| Wu et al. | Stabilization mechanism of calcium lignosulphonate used in expansion sensitive soil | |
| Sing et al. | Behavior of stabilized peat soils in unconfined compression tests | |
| Tavakol et al. | Combined Influences of Cement, Rice Husk Ash and Fibre on the Mechanical Characteristics of a Calcareous Sand | |
| CN115724635B (zh) | 一种用于地下防渗墙的高强度塑性混凝土 | |
| CN103669332B (zh) | 一种具有高无侧限抗压强度的土料 | |
| CN114315294B (zh) | 一种地下工程低强度韧性防水混凝土及其制备方法 | |
| Shil et al. | Permeability and volume change behaviour of soil stabilized with fly ash | |
| Liu et al. | Investigation of drying− wetting durability of cement-stabilised clayey soil | |
| Muntohar | The influence of molding water content and lime content on the strength of stabilized soil with lime and rice husk ash | |
| CN114181365B (zh) | 一种粉细砂地层的注浆材料及其配套注浆加固工艺 | |
| CN102030495A (zh) | 基于防渗用途的水泥土复合添加剂 | |
| Kamruzzaman et al. | Engineering behaviour of cement treated Singapore marine clay | |
| Xu et al. | Effects of unit cement content and aggregate maximum particle size on compressive strength of cemented sand and gravel materials | |
| Hu et al. | Study on mechanical properties of dredged silt stabilized with cement and reinforced with alginate fibers | |
| Bahmyari et al. | Effect of wetting-drying on a stabilized expansive soil | |
| Peng et al. | Experiment of the swell-shrink characteristic of the improved red clay under the dry and wet circulation | |
| Su et al. | Analysis of Factors Affecting Permeability of Cement-bentonite Mud Impervious Wall | |
| Goutham et al. | Improvement in Geotechnical Properties of Expansive Soil Using Various Stabilizers: A Review | |
| Yuan et al. | Experimental investigation and field evaluation of anti-scouring and protection material of earth-rock dam |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |