CN102268246A - 井筒专用混凝土外加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井筒专用混凝土外加剂。本发明井筒专用混凝土外加剂由减水剂6～10重量份，矿粉60～80重量份，硅灰10～15重量份，粉煤灰16～37重量份组成。本外加剂用于混凝土制备时，掺加量为10～20％，在砂石质量等级差的情况下，仍可配制出强度等级为C60～C100的混凝土。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体地说是一种井筒专用混凝土外加剂。
背景技术
我国煤炭资源埋藏深度在1000～2000m的约占总储量的52.3％，煤炭深部资源开采问题日益突出，建设一批新的大型、特大型矿井已是我国经济建设和发展的必须。随着煤矿开采条件越来越复杂，井筒结构设计也在不断革新，加之冻结法施工的普遍推广，对井壁混凝土质量提出了越来越高的要求。另外，随着井筒深度的增加，井壁承受压力越来越大，而且在冻结法施工中，井壁还要承受冻结压力、温度应力的作用，因此，要求井壁混凝土具备较高的强度；而且，从抵抗地压变形压力方面考虑，要求外层井壁混凝土早强度高；在井筒穿越复杂含水层时则要求井壁具备抗裂、防水、耐久性的性能。
目前，在煤矿井筒建设中，井壁混凝土达不到设计强度和井壁大量出现裂缝等现象较多见，尤其是在一些砂石质量差的地区，由于砂石质量不能满足要求，导致无法配制出合格的高标号混凝土，无法满足施工要求。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种应用于煤矿井筒普通法、冻结法施工的单、双层井壁的井筒专用混凝土外加剂，以保证在砂石质量差的地区进行施工时，所制混凝土能满足对井壁强度、减缩抗裂、防水、早强、改善耐久性的要求。
本发明是这样实现的：
本发明井筒专用混凝土外加剂由减水剂6～10重量份，矿粉60～80重量份，硅灰10～15重量份，粉煤灰16～37重量份组成。
本发明的井筒专用混凝土外加剂优选由减水剂7重量份，矿粉65重量份，硅灰13重量份，粉煤灰25重量份组成。
本发明中，减水剂可以选用聚羧酸高效减水剂。矿粉，硅灰、粉煤灰的细度均为160～180，含水率均≤0.05％。
本发明的外加剂按以下方法制备：
按照质量比先加入矿粉和粉煤灰搅拌3分钟，然后加入减水剂和硅灰一起搅拌5分钟，制备而成。
本发明的井筒专用混凝土外加剂用于混凝土制备时，掺加量为10～20％，具有以下优点：
1、高强：在砂石质量等级差的情况下，仍可配制出符合国家标准的强度等级为C60～C100的混凝土。
2、工作性：使用此外加剂的新拌混凝土的塌落度不小于21cm，经半小时塌落度损失不大于4cm，具有良好的工作性。
3、超早强性：10h强度不小于1MPa；1d强度不小于井壁设计强度的30％；7d强度不小于井壁设计强度的70％。
4、耐久性：本品不含氯离子，对钢筋无锈蚀，具有较高的抗硫酸盐、氯盐等各种化学侵蚀能力和抗冻融、抗渗、抗碳化能力，有效抑制碱-集料反应，特别是在氯盐、硫酸盐侵蚀及高湿度等恶劣环境下，可使混凝土的寿命提高三倍以上。
5、减缩抗裂：具有优异的减缩效果，能够显著减少混凝土的自收缩，混凝土的收缩变形较小，具有良好的抗裂性能和体积稳定性。
具体实施例
实施例1
减水剂选用8HP高性能聚羧酸高效减水剂。
矿粉：GB/T 18046-2000中S95级别。
粉煤灰：GB/T 18376-2002II级
硅灰：符合GB/T 18376-2002高强高性能混凝土用矿物外加剂标准规定。
按以下重量称量各原料：减水剂7kg，矿粉65kg，硅灰13kg，粉煤灰25kg。
先将矿粉和粉煤灰搅拌3分钟，然后加入减水剂和硅灰一起搅拌5分钟即制得本发明的井筒专用混凝土外加剂。
本实施例所制外加剂在葫芦素煤矿主、副、风三井得到成功应用，副井井筒直径为10.0m，主井直径为9.6m，风井直径为8.0m。风井为全深冻结施工，主井、副井冻结深度为525m，三个井筒在深度-140m以下范围内采用单层冻结井壁结构设计。
制备混凝土所用原料：
砂子选用包头东大沟砂石厂的粗砂：
细度：3.2 级配区：I区 含泥量：4.0％
检测结果：样品经检验，按JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石量及检验方法标准》标准规定的要求判该砂为粗砂，符合I区颗粒级配区，含泥量符合≤C25强度等级砼的规定。
石子采用乌海神驹石料厂的碎石：
颗粒级配：5-25mm连续粒级颗粒级配 含泥量：0.4％
针片状含量：1％ 压碎指标：11.4％
按JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石量及检验方法标准》标准规定的要求检测，该石子为5-25mm的连续粒级颗粒级配，含泥量符合捣制≥C60强度等级砼的规定。针片状符合≥C60强度等级砼的规定。压碎指标满足≤C35强度等级的配制要求。
水泥选用草原牌P·O 42.5。
外加剂：本实施例所制井筒专用混凝土外加剂。
水为自来水。
按表1比例配制C55-C75混凝土并测试减水率、坍落度、强度指标，其中，C65用于-140m～-480m单层井壁；C75混凝土用于-480～-520m单层井壁。
表1所制混凝土的抗渗等级测试数据：C55，P31；C65，P33；C75，P35。
表2为表1中C65混凝土减缩性测试指标。
表1
表2
实施例2
减水剂选用8HP高性能聚羧酸高效减水剂。
矿粉：GB/T 18046-2000中S95级别。
粉煤灰：GB/T 18376-2002II级
硅灰：符合GB/T 18376-2002高强高性能混凝土用矿物外加剂标准规定。
按以下重量称量各原料：减水剂6kg，矿粉80kg，硅灰15kg，粉煤灰16kg。
先将矿粉和粉煤灰搅拌3分钟，然后加入减水剂和硅灰一起搅拌5分钟即制得本发明的井筒专用混凝土外加剂。
实施例3
减水剂选用8HP高性能聚羧酸高效减水剂。
矿粉：GB/T 18046-2000中S95级别。
粉煤灰：GB/T 18376-2002II级
硅灰：符合GB/T 18376-2002高强高性能混凝土用矿物外加剂标准规定。
按以下重量称量各原料：减水剂10kg，矿粉60kg，硅灰10kg，粉煤灰37kg。
先将矿粉和粉煤灰搅拌3分钟，然后加入减水剂和硅灰一起搅拌5分钟即制得本发明的井筒专用混凝土外加剂。
上述实施例2、实施例3所制备的外加剂，掺加量为10～20％，在砂石质量等级差的情况下，仍可配制出符合国家标准的强度等级为C60～C100的混凝土。
Claims (2)
1.一种井筒专用混凝土外加剂，其特征在于由减水剂6～10重量份，矿粉60～80重量份，硅灰10～15重量份，粉煤灰16～37重量份组成。
2.根据权利要求1所述的井筒专用混凝土外加剂，其特征在于由减水剂7重量份，矿粉65重量份，硅灰13重量份，粉煤灰25重量份组成。
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