一種特細砂水工大體積常態(tài)混凝土制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種特細砂水工大體積常態(tài)混凝土，該混凝土采用特細砂拌制，在拌制的過程中采用外摻的方式加入摻合料，并降低砂率和水灰比，延長攪拌時間，并加強混凝土早期養(yǎng)護；其中，摻和料為復合纖維膨脹劑。本發(fā)明專利技術(shù)采用外摻復合纖維膨脹劑方法，較常規(guī)特細砂混凝土配合比，使砂率提高3%～5%，通過改進配合比中各項指標含量及比例，降低混凝土的干縮值，提高混凝土的耐久性，從而使特細砂大量應用于水工大體積混凝土成為可能。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及水工建筑混凝土
，尤其是涉及一種特細砂水工大體積常態(tài)混凝土。
技術(shù)介紹
混凝土是水利工程中用途最廣、用量最大的建筑材料之一，砂是制備混凝土必不可少的資源。一般的建設(shè)用砂主要是通過人工開采或機械破碎獲得，經(jīng)過篩分后的粒徑小于4.75mm的巖石顆粒(按《建設(shè)用砂》，2011版的規(guī)定)，分為天然砂和機制砂兩類。《建設(shè)用砂》采用細度模數(shù)指標對砂進行了限定，一般來說細度模數(shù)在1.6～3.7之間的粗、中、細砂是符合使用標準的，而且在混凝土中砂的表面要由水泥漿來包裹，砂子的總比表面積越大，則所需包裹砂粒表面的水泥漿也就越多，因此配制混凝土一般采用中、粗砂，不僅可以節(jié)約水泥用量，而且硬化后的混凝土性能也比較容易控制。但是，經(jīng)過近50年大規(guī)模基礎(chǔ)建設(shè)工程的蓬勃發(fā)展，對混凝土、砂漿材料的使用量大幅度提升，建設(shè)用砂的需求量日益增加，我國部分地區(qū)粗、中砂資源漸趨枯竭，特別是許多地區(qū)并無中、粗砂資源，現(xiàn)存的粗、中砂資源儲備，將不能滿足建設(shè)規(guī)模的需要，刻意對中、粗砂的需求只會增加工程成本，所以因地制宜地采用當?shù)丶毶啊⑻丶毶百Y源顯得更為重要。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種特細砂水工大體積常態(tài)混凝土，以解決目前存在的粗、中砂資源儲備不能滿足建設(shè)規(guī)模的需要的問題。本專利技術(shù)是這樣實現(xiàn)的：本專利技術(shù)提出了這樣一種特細砂水工大體積常態(tài)混凝土，該混凝土采用特細砂拌制，在拌制的過程中采用外摻的方式加入摻合料，并降低砂率和水灰比，延長攪拌時間，并加強混凝土早期養(yǎng)護；其中，摻和料為復合纖維膨脹劑。作為一種優(yōu)選，這種特細砂水工大體積常態(tài)混凝土的C9015三級配常態(tài)混凝土配合比是這樣的：單位材料用量為：水泥110.9kg/m3，粉煤灰110.9kg/m3，粉煤灰摻量50％， 砂子442.6kg/m3，石子1622.6kg/m3，水122kg/m3；水膠比0.55，砂率22％，引氣劑0.2/萬，減水劑0.9％，復合纖維膨脹劑8％。將砂子的細度模數(shù)降低至1.0-1.6之間，砂率提高3％-5％之間。根據(jù)混凝土的強度等級來降低水灰比，C9015三級配常態(tài)混凝土選用0.55的水灰比，選用的水灰比跟常規(guī)非特細砂選用的水灰比一樣即可。本專利技術(shù)的技術(shù)效果：采用外摻復合纖維膨脹劑的方法，較常規(guī)特細砂混凝土配合比，使砂率提高3％～5％，通過改進配合比中各項指標含量及比例，降低混凝土的干縮值，提高混凝土的耐久性，從而使特細砂大量應用于水工大體積混凝土成為可能。附圖說明圖1展示了試驗用砂級配曲線。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本專利技術(shù)作進一步的詳細說明。實施例1：1.砂石骨料在混凝土中，砂石骨料一般占混凝土總質(zhì)量的80％～85％，它的品質(zhì)對混凝土的物理力學性能有重大影響；《建設(shè)用砂GB/T14684-2011》4.2“規(guī)格”中規(guī)定：砂按細度模數(shù)分為粗、中、細三種規(guī)格，其細度模數(shù)分別為：粗砂—3.7～3.1；中砂—3.0～2.3；細砂—2.2～1.6，而細度模數(shù)＜1.6時，行業(yè)內(nèi)一致將其命名為特細砂。本次試驗所用的砂石骨料為四川岷江龍溪口航電樞紐工程中閘址料場的天然河砂骨料，如表1所示。表1：天然河砂的顆粒級配試驗結(jié)果上表中天然河砂的顆粒級配試驗結(jié)果表明，該天然河砂的細度模數(shù)為1.49，按照《建設(shè)用砂GB/T14684-2011》標準評定為特細砂。從顆粒級配曲線可見該砂明顯處于過細砂區(qū)，各個粒徑范圍內(nèi)的顆粒質(zhì)量分布極不均勻，屬于傳統(tǒng)意義上級配不良的粒群。從特細砂顆粒級配試驗結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，0.60～4.75mm范圍內(nèi)的顆粒嚴重缺失，90％以上的砂粒徑＜0.60mm，這就造成特細砂比表面積遠遠大于中、粗砂，比表面積大，包裹表面所需要的水分就多，因此相同坍落度的混凝土，采用特細砂就需要更多的用水量。另外，在細骨料的篩分試驗中發(fā)現(xiàn)，從某種意義上來說，現(xiàn)有的試驗篩分方法無法真實反映特細砂顆粒的分布特征，因此可在0.60mm、0.30mm、0.15mm這三個標準篩中間增加0.45mm、0.225mm兩個篩，加密特細砂的篩分試驗，更好的表征特細砂的級配分布情況，如圖1所示。表2：砂石骨料的物理性能試驗結(jié)果上表2中的天然砂石骨料物理性能試驗結(jié)果表明，本次試驗的天然砂石骨料的物理性能滿足《水工混凝土施工規(guī)范DL/T5144-2001》的要求。2.試驗內(nèi)容(1)對大壩主體C9015常態(tài)大體積混凝土配合比進行試驗研究；(2)采用基準混凝土、復合纖維膨脹劑混凝土對比的研究方法；(3)具體研究內(nèi)容混凝土拌合物的工作性能——坍落度、容重、含氣量，并觀察混凝土拌合物的和易性；混凝土的力學性能——抗壓強度、抗拉強度等；混凝土的變形性能——極限拉伸值、彈性模量、自生體積變形、干燥收縮、線膨脹系數(shù)。混凝土的耐久性能——抗?jié)B性能、抗凍性能、絕熱溫升。本實施例選用的C9015常態(tài)大體積混凝土配合比如表3所示。3.試驗結(jié)論：(1)新拌混凝土拌合物能保持其組成成分均勻，不發(fā)生分層、離析、泌水等現(xiàn)象，便于運輸、澆筑、搗實成型等施工作業(yè)，并能獲得質(zhì)量均勻、密實度好的混凝土性能。(2)在水膠比、粉煤灰摻量相同時，在保證坍落度等施工和易性條件下，摻入復合纖維膨脹劑后，用水量較基準混凝土略高，增加了4kg/m3。在0.55水膠比條件下，膠凝材料總量增加最高值為7.26kg/m3，而粉煤灰占比50％，所以實際水泥用量僅增加了3.6kg/m3，對水工建筑物結(jié)構(gòu)計算、溫控防裂等方面影響較小。(3)采用特細砂拌制的混凝土抗壓強度分析：7d齡期值偏低，隨著齡期的增長，粉煤灰與水泥水化生產(chǎn)的Ca(OH)2發(fā)生二次水化反應，生成更多的C-S-H，粉煤灰的活性二次反應進程加快，所以表現(xiàn)為28d齡期值漲幅較大；90d～360d長齡期抗壓強度結(jié)果均有不同程度的上漲，完全滿足強度等級的要求。(5)復合纖維膨脹劑摻后的混凝土，各個齡期抗壓彈性模量與基準混凝土相差不大；而極限拉伸值均較基準混凝土有所提高。(6)基準混凝土中摻用了50％粉煤灰，充分發(fā)揮其微集料效應，增加混凝土中粉塵顆粒的比表面積，改善了混凝土砂漿的包裹和填充的密實性，填充了毛細孔隙，阻斷了滲水通道，使水泥結(jié)石更加致密，從而大大改善了混凝土的抗?jié)B性能，所以基準混凝土的抗?jié)B等級遠遠大于W8的要求。在基準配合比基礎(chǔ)上摻入復合纖維膨脹劑混凝土抗?jié)B性能也均高于W8要求。(7)采用特細砂拌制的基準混凝土干燥收縮值較高，180d齡期時收縮達到566×10-6，對混凝土抗裂性能很不利。摻用復合纖維膨脹劑后，混凝土180d齡期的干燥收縮較基準混凝土下降了13.4％，說明復合纖維膨脹劑依靠本身的化學反應與水泥石中的其他成分反應，產(chǎn)生一定的膨脹，可以補償部分混凝土的收縮。(8)兩組混凝土比熱、導溫系數(shù)、導熱系數(shù)、絕熱溫升相差較小，熱膨脹系數(shù)較一般人工灰?guī)r、砂巖等骨料偏高。(9)兩組混凝土的自生體積變形總體呈微收縮型，混凝土的收縮量相對偏大，330d～360d以后才趨于穩(wěn)定。復合纖維膨脹劑的效果在早期表現(xiàn)較為明顯，1d～3d復合纖維膨脹劑混凝土趨于微膨脹狀態(tài)，7d后膨脹性能才弱于混凝土的自 身收縮；60d復合纖維膨脹劑混凝土的自身體積變形收縮量較基準混凝土降低28.6％。復合纖維膨脹劑的減縮效果雖然后期表現(xiàn)力不強，但一直持續(xù)到360d該混凝土的自身體積變形收縮量本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種特細砂水工大體積常態(tài)混凝土，其特征在于：該混凝土采用特細砂拌制，在拌制的過程中采用外摻的方式加入摻合料，并降低砂率和水灰比，延長攪拌時間，并加強混凝土早期養(yǎng)護；其中，摻和料為復合纖維膨脹劑。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種特細砂水工大體積常態(tài)混凝土，其特征在于：該混凝土采用特細砂拌制，在拌制的過程中采用外摻的方式加入摻合料，并降低砂率和水灰比，延長攪拌時間，并加強混凝土早期養(yǎng)護；其中，摻和料為復合纖維膨脹劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特細砂水工大體積常態(tài)混凝土，其特征在于：這種特細砂水工大體積常態(tài)混凝土的C9015三級配常態(tài)混凝土配合比是這樣的：單位材料用量為：水泥110.9kg/m3，粉煤灰110.9kg/m3，粉煤灰摻量50%，砂子442.6kg/m3，石...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李勇，譚建軍，饒承彪，田小巖，楊金娣，王建琦，
申請(專利權(quán))人：中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：貴州;52