CN117142819A - 一种水下灌注桩用c45抗分散混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土，属于混凝土技术领域，该C45抗分散混凝土按重量份计包括如下组分：水泥360～400份、粉煤灰0～100份、矿粉0～110份、硅粉0～30份、机制砂950份、碎石790份、水175～180份、抗分散剂5份、减水剂12.8份和缓凝剂6.0～7.5份；所述抗分散剂为水溶性有机聚合物粉体；其制备方法如下：S1：根据混凝土配比准备原料；S2、将缓凝剂、减水剂和抗分散剂混合搅拌均匀，得到水泥掺合料；S3、将水泥掺合料与水泥、粉煤灰、矿粉、硅粉、机制砂和碎石混合搅拌均匀，得到干料；S4、将干料与水混合搅拌均匀，得到抗分散混凝土。本发明的抗分散混凝土强度高、耐久性好，可以有效解决遇水易分散、保塑性差、浇筑难密实等问题。
Description
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土及其制备方法。
背景技术
随着桥梁工程、水利工程、海工工程的发展，水下灌注桩施工对混凝土的水下施工要求越来越高，水下混凝土的性能将直接影响灌注桩的施工质量和进度，甚至影响工程的安全性和可靠性。
传统的水下混凝土在施工过程中面临施工难度大，材料抗水、抗冲蚀性差；混凝土拌合物保塑性差，浇筑难以密实；受到水流冲刷或与水接触时集料与浆体易分散、浆体易流失，污染水域；混凝土水陆强度比低，耐久性差等问题。为保证水下灌注桩用混凝土的浇筑质量和性能，通常采用支护和排水、围堰施工等浇筑措施，避免混凝土浇筑过程中与水接触，但经济性较差。为此，水下灌注桩用混凝土的性能研究和施工技术越来越受重视。
水下不分散混凝土是一种新型混凝土，具有水下抗分散性，即使在水流条件复杂的水下工程中，其水泥砂浆流失率也可维持在较低范围内，保证混凝土在水下施工作业中能够正常凝结硬化，并保持较好的工作性能。
水下不分散混凝土是由普通混凝土和抗分散剂(絮凝剂)配制而成，抗分散剂通常是一种水溶性高分子聚合物，由于高分子长链的桥架作用，抗分散剂溶于水后具有一定的粘稠性，可使水泥颗粒、水泥颗粒-骨料颗粒相互连接起来，形成稳定的空间柔性网络结构，提高混凝土的粘聚力，减缓混凝土的分散、离析及水泥砂浆流失等。但现有的水下不分散混凝土在施工过程中易出现分散达不到理想的抗分散效果，整体强度偏低、耐久性较差，粘度大等问题，会影响水下不分散混凝土应用于水下灌注桩的施工质量和耐久性。
为解决目前水下灌注桩用混凝土的上述问题，保证水下灌注桩用混凝土的强度和耐久性，亟需提供一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土，该抗分散混凝土的强度高、耐久性好，可以有效解决遇水易分散、保塑性差、浇筑难密实等问题。
本发明是由以下技术方案实现：
一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土，按重量份计包括如下组分：水泥360～400份、粉煤灰0～100份、矿粉0～110份、硅粉0～30份、机制砂950份、碎石790份、水175～180份、抗分散剂5份、减水剂12.8份和缓凝剂6.0～7.5份；所述抗分散剂为水溶性有机聚合物粉体。
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
本发明的水下抗分散混凝土，采用水溶性有机聚合物粉体作为抗分散剂，可提高水下混凝土拌合物的粘度，提高水下混凝土拌合料颗粒间的凝聚作用，提高水下混凝土拌合物的抗分散性能，使其能直接在水中浇筑，保证水下混凝土的密实性，提高水下混凝土的强度，保证水下混凝土的施工质量。
本发明中掺入的水溶性有机聚合物粉体主要有以下作用：(1)水溶性有机聚合物粉体高分子长链结构在水泥细颗粒分散体系中，强电场排斥使大分子由集团变成直链；(2)水溶性有机聚合物粉体水解羧基Coo吸附水泥水化释放游离Ca，增大混凝土拌合物粘度，对分散的浆体起到稳定作用；(3)水溶性有机聚合物粉体的表面活性作用分子中有亲水和憎水基团，有表面活性，可降低表面张力，有利于粒子分散稳定；(4)水溶性聚合物粉体还具有桥键作用，有利于各种粒子的结合形成稳定桥键，进一步提高拌合物粘度显著提高，形成更多的凝胶体。
进一步地，所述水溶性有机聚合物粉体由淀粉胶：聚丙烯酰胺：硅灰按1:1:3的比例拌合而成。
进一步地，所述抗分散混凝土的固定水胶比小于0.36，以提高混凝土的强度和和易性。
进一步地，所述缓释剂的用量为胶凝材料用量的1.5％，以延长混凝土的凝结时间，保持水下混凝土的可塑性。
进一步地，所述缓释剂为葡钠缓凝剂。
进一步地，所述淀粉胶采用羧基淀粉胶，羧基淀粉胶是通过在淀粉分子中引入一定量的羧基取代淀粉分子中的部分羟基得到的改性淀粉胶，具有羧基固有的亲水性、络合性等特性，可以有效增强混凝土的粘结性能，从而提高水下混凝土施工时的抗分散性。
进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为22％，能保证水下抗分散混凝土的坍落度保持性能，延长混凝土的施工时间。
进一步地，所述机制砂的砂率为55％，所述碎石为5～20mm的连续级配碎石，增加水下混凝土的自密实性能，减小混凝土分散。
进一步地，所述水泥为PO42.5水泥；所述粉煤灰为I级粉煤灰；所述矿粉为S95矿粉；所述硅粉为球状硅粉。
本发明还提供水下灌注桩用C45抗分散混凝土的制备方法，包括如下步骤：
S1：根据配比准备原材料；
S2：将缓凝剂、减水剂和抗分散剂按照重量份数搅拌均匀，得到水泥掺合料；
S3：将水泥掺合料与水泥、粉煤灰、矿粉、硅粉、机制砂和碎石按重量份数搅拌均匀，得到干料；
S4：将干料与水按照重量份数搅拌均匀，得到抗分散混凝土。
上述制备方法简单高效，各原料分批拌合、混合均匀，使各原料充分混合使用，得到水下灌注桩用C45抗分散混凝土，便于工业化生产。
本发明具有如下技术效果：
1、本发明充分利用水溶性有机聚合物粉体制作的抗分散剂的架桥作用、表面活性作用和桥键作用，水溶性有机聚合物粉体的桥键作用有利于各种粒子的结合，形成稳定桥键，使水下混凝土拌合物生成更多的胶凝体，能提高水下混凝土的强度，水下抗分散混凝土的水陆强度比可达到85％以上，同时可以增大水下混凝土拌合物的粘度，对分散浆体起到稳定作用，防止浆体流失，提高水下混凝土在水中成型时的抗分散性。
2、本发明的抗分散混凝土还掺入了缓凝剂，水下抗分散混凝土虽然粘性大，但仍具有良好的塑性和流动性，能实现水下抗分散混凝土的自流平和自密实，具有良好的施工性，可采用不同的施工方法浇筑，并可通过各种外加剂的复配，满足不同施工性能的要求；
3、本发明采用的水溶性有机聚合物粉体制作的抗分散剂易溶于水，且无毒、无腐蚀性，对水域和水中生物无危害，具有良好的生态环境友好性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合特定的具体实例说明本发明的实施方式，在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。
本发明对所采用原料的来源不作限定，如无特殊说明，本发明所采用的原料均为本技术领域普通市售品。
实施例1
本实施例提供一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土，按重量计包括如下原料：水泥400kg，粉煤灰100kg，矿粉0kg，硅粉0kg，机制砂950kg，碎石790kg，水175kg，抗分散剂5.0kg，减水剂12.8kg，缓凝剂7.5kg。
其中，水泥为PO42.5水泥，3d抗压强度为29.7MPa，28d抗压强度为50.7MPa；粉煤灰为I级粉煤灰；矿粉为S95矿粉；硅粉为球状硅粉；砂为精品机制砂，三级配，砂率为55％左右；抗分散剂采用淀粉胶：聚丙烯酰胺：硅灰按1:1:3的比例拌合而成的水溶性有机聚合物粉体，淀粉胶为羧基淀粉胶；C45抗分散混凝土的固定水胶比小于0.36；缓凝剂为葡钠缓凝剂，缓凝剂的用量为胶凝材料用量的1.2～1.5％；碎石为5～20mm的连续级配碎石；减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为22％。
上述水下灌注桩C45抗分散混凝土的制备方法包括以下步骤：
S1：按混凝土比例称取原料；
S2：将缓凝剂、减水剂和抗分散剂混合搅拌均匀，得到水泥掺合料；
S3：将水泥掺合料与水泥、粉煤灰、矿粉、硅粉、机制砂和碎石搅拌均匀，得到干料；
S4：将干料与水搅拌均匀，得到C45抗分散混凝土。
实施例2-6与对比例1均是在实施例1的方法基础上，对该水下灌注桩用C45抗分散混凝土的组分进行调整，具体调整情况见下表1。
表1实施例1-6和对比例1的配料表
对实施例1-6以及对比例1准备得到的混凝土进行检测，检测过程包括如下项目：
一、水陆强度测试
对实施例1-6和对比例1在水中成型的混凝土进行3d、28d抗压强度测试，测试方法根据DLT5117-2000《水下不分散混凝土试验规程》，记录破坏荷载于下表2。
对实施例1～6和对比例1在空气中成型的混凝土进行3d、28d抗压强度测试，测试方法根据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》，记录破坏荷载于下表2。
二、抗分散性能测试
对实施例6和对比例1在水中成型的混凝土进行水泥流失量、浊度指标和PH值进行测试，测试方法根据DLT5117-2000《水下不分散混凝土试验规程》，并记录相关数据于下表3。
检测结果如下表2和表3所示。
表2实施例1-6和对比例1的力学与耐久性测试结果
从表2可知，实施例1-6制备得到的C45抗分散混凝土的强度均满足C45的设计强度要求，且3d抗压强度和28d抗压强度的水陆比均达到85％以上，此处水陆比是指配合比相同的混凝土分别在陆上和水下成型，在相同的条件下养护至同龄期，所得的抗压强度比值。水陆比越高，说明水下抗分散混凝土的效果越好。可见，实施例2的抗压强度、水陆比较高，电通量较小，电通量越小，混凝土抗氯离子渗透能力越好，即耐久性越好，所以实施例2的效果最好，为本发明的最佳实施例。
表3实施例6与对比例1的抗分散性能对比
| 试验编号 | 扩展度/mm | 浊度指标/％ | 水泥砂浆流失量/％ | PH值 |
| 对比例1 | 620×615 | 36 | 5.3 | 10.0 |
| 实施例6 | 610×600 | 6.4 | 0.6 | 11.6 |
结合表2和表3来看，掺加水溶性有机聚合物粉体组成的抗分散剂后，实施例6的各项性能明显优于对比例1，实施例6制备得到的C45抗分散混凝土具有更好的抗分散性。
综上所述，本发明提供的水下灌注桩用C45抗分散混凝土具有良好的抗分散性、强度高、施工性良好、环保安全等优点，且制备方便，方便施工，能适用于水下灌注桩。
以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限定本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土，其特征在于，按重量份计包括如下组分：水泥360～400份、粉煤灰0～100份、矿粉0～110份、硅粉0～30份、机制砂950份、碎石790份、水175～180份、抗分散剂5份、减水剂12.8份和缓凝剂6.0～7.5份；所述抗分散剂为水溶性有机聚合物粉体。
2.根据权利要求1所述的一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土，其特征在于，所述水溶性有机聚合物粉体由淀粉胶：聚丙烯酰胺：硅灰按1:1:3的比例拌合而成。
3.根据权利要求1所述的一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土，其特征在于，所述抗分散混凝土的固定水胶比小于0.36。
4.根据权利要求1所述的一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土，其特征在于，所述缓释剂的用量为胶凝材料用量的1.2～1.5％。
5.根据权利要求1所述的一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土，其特征在于，所述缓释剂为葡钠缓凝剂。
6.根据权利要求2所述的一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土，其特征在于，所述淀粉胶采用羧基淀粉胶。
7.根据权利要求1所述的一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为22％。
8.根据权利要求1所述的一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土，其特征在于，所述机制砂的砂率为55％；所述碎石为5～20mm的连续级配碎石。
9.根据权利要求1所述的一种水下灌注桩用C45抗分散混凝土，其特征在于，所述水泥为PO42.5水泥；所述粉煤灰为I级粉煤灰；所述矿粉为S95矿粉；所述硅粉为球状硅粉。
10.一种如权利要求任一项所述的水下灌注桩用C45抗分散混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：根据混凝土配比准备原料；
S2：将缓凝剂、减水剂和抗分散剂按照重量份数混合搅拌均匀，得到水泥掺合料；
S3：将水泥掺合料与水泥、粉煤灰、矿粉、硅粉、机制砂和碎石按重量份数混合搅拌均匀，得到干料；
S4：将干料与水按照重量份数混合搅拌均匀，得到抗分散混凝土。
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| CN202311063611.6A Pending CN117142819A (zh) | 2023-08-23 | 2023-08-23 | 一种水下灌注桩用c45抗分散混凝土及其制备方法 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN117142819A (zh) |
-
2023
- 2023-08-23 CN CN202311063611.6A patent/CN117142819A/zh active Pending
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