CN108675710A - 一种水下不分散混凝土及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下不分散混凝土，所述混凝土包括按质量百分比计的下述组分制得：胶凝材料15％‑25％、砂27％‑31％、石40％‑46.5％、减水剂0.3％‑0.7％、絮凝剂0.3％‑0.7％和水7.5％‑9.5％。本发明提供的水下不分散混凝土，其抗分散性能显著提高，配合相应的水下浇筑施工技术，可控制混凝土浇筑速度，明显降低混凝土浇筑过程中腐蚀介质的进入，提高了混凝土的密实度和灌注桩的长期耐久性。

Description

一种水下不分散混凝土及其施工方法

技术领域

本发明涉及混凝土领域，特别涉及一种水下不分散混凝土及其施工方法。

背景技术

国家标准GB50046-2008《工业建筑防腐蚀设计规范》限制了灌注桩基础在强腐蚀环境的使用，其中一个主要原因是混凝土在浇筑过程中与腐蚀介质接触，腐蚀性介质进去未硬化混凝土内部，从而可能影响混凝土水化质量和灌注桩的长期耐久性能。

水下不分散混凝土具有良好的抗分散性能和流动性，配合相应的水下浇筑施工技术，可有效降低灌注桩在混凝土浇筑过程中腐蚀介质的进入，最大程度的降低腐蚀介质对混凝土质量和灌注桩长期耐久性的不良影响。

目前，常用水下混凝土浇筑方法包括导管法、袋装法、吊罐法和升浆法等。其中导管法是应用比较广泛的一种水下浇筑施工方法，其优点就是浇筑连续性好，浇筑速度快，不易造成骨料分离，能够最大限度的满足施工和设计要求，施工设备简单易操作，浇筑成本低。目前导管法常采用的导管直径为30mm，初灌注时导管中的混凝土前面须放置1个软球，水下混凝土靠自身流动性将软球顶出后向四周摊开。对于大流动性混凝土(高坍落度)，采用导管法难以控制混凝土浇筑速度，与水下不分散混凝土的工作性能不匹配，容易发生桩底部混凝土密实度不佳，甚至出现蜂窝麻面情况。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种水下不分散混凝土及其施工方法。

本发明提供的技术方案是：一种水下不分散混凝土，所述混凝土包括按质量百分比计的下述组分制得：胶凝材料15％-25％、砂27％-31％、石40％-46.5％、减水剂0.3％-0.7％、絮凝剂0.3％-0.7％和水7.5％-9.5％。

优选的，所述胶凝材料包括：普通硅酸盐水泥6％-15％和矿粉9％-18％。

优选的，所述混凝土还包括增稠剂，所述增稠剂的水溶液浓度为0.1-0.25％。

优选的，所述增稠剂为魔芋胶。

优选的，所述水的pH值的范围为9.5～10.7。

优选的，所述减水剂包括按下述重量份数计的原料制成：亚甲基二苯酸钠4份、次甲基甲基萘磺酸钠5份、木质素磺酸盐2份、糖蜜3份、熟糯米粉6份、醋酸乙烯5份、三聚磷酸钠5份、水玻璃5份、甲基硅酸钾5份、水17份。

优选的，所述减水剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、称取组分；

S2、将亚甲基二苯酸钠、次甲基甲基萘磺酸钠、木质素磺酸盐、三聚磷酸钠、水玻璃、甲基硅酸钾和水加入搅拌机，在5000r/min速度下混合45min；

S3、向步骤S2所得物料中加入糖蜜、熟糯米粉和醋酸乙烯，搅拌50min。

优选的，所述絮凝剂包括按重量份比为1∶0.5的A组份和B组份；

所述A组分包括按下述重量份数计的成分组成：甲基纤维素1、甲醛缩合物1.25、木质素磺酸钙0.4、粉煤灰4和沸石粉3.35；

所述B组分包括按下述重量份数计的成分组成：甲酸钙2、硅灰3和偏硅酸钙1。

优选的，所述粉煤灰45μm筛余等于14％；

所述沸石粉45μm筛余等于17％；

所述硅灰45μm的筛余等于0.02％。

基于同一发明目的，本发明还提供一种如上述任一所述的一种水下不分散混凝土的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

根据灌注桩基坑的水体量，向水中加入水溶液浓度为0.1-0.25％的增稠剂；

将导管的下端***水中并通过灌注桩基坑上方设置的固定架将导管固定；

通过设置在导管顶端的料斗以0.6m³/min的速度向灌注桩基坑中浇筑如上述任一所述的混凝土。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

(1)本发明提供的技术方案，采用水下不分散混凝土，其抗分散性能显著提高，配合相应的水下浇筑施工技术，可控制混凝土浇筑速度，明显降低混凝土浇筑过程中腐蚀介质的进入，提高了混凝土的密实度和灌注桩的长期耐久性。

(2)本发明提供的技术方案，采用的减水剂，其成本低，减水、缓凝效果好，减水率高，到达15％-20％，该减水剂的施工性好，强度高，适应性好，能大幅度减少拌合用水量，改善混凝土拌合物流变性能，具有很好的经济效益和社会效益。

(3)本发明提供的技术方案，采用絮凝剂，可使水下灌浆拌和物具有优良的抗分散性、自流平性，可减小水下灌浆拌和物浇注时的水质污染，对狭小间隙浇注具有优良的填充性，可降低因灌浆拌和物分散造成的硬化强度的损失，并可提高灌浆硬化物与钢筋的粘结力。可应用于江湖河海的护坡工程、大坝基础被水淘空部位的修复工程、桥梁基础沉井的封底工程。

(4)本发明提供的技术方案，采用的絮凝剂，可使水下不分散混凝土施工中的凝结时间在15分钟～10小时调整，早期强度提高36％，并且在混凝土凝结前30分钟保持泵送能力。

附图说明

图1为本发明的导管法水下浇筑混凝土施工示意图；

其中，1-料斗；2-碟阀开关；3-导管；4-水下不分散混凝土；5-软球；6-灌注桩基坑。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。

本发明的目的是提供一种水下不分散混凝土，使得混凝土自身具有在水下浇筑过程中可以直接与环境水接触，并且混凝土拌合物各组分具有较好的抗分散能力。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水下不分散混凝土，所述混凝土包括按质量百分比计的下述组分制得：胶凝材料15％-25％、砂27％-31％、石40％-46.5％、减水剂0.3％-0.7％、絮凝剂0.3％-0.7％和水7.5％-9.5％；普通硅酸盐水泥6％-15％和矿粉9％-18％；P.O.42.5级普通硅酸盐水泥，S105级矿粉，细骨料细度模数2.6，含泥量≤0.5％；粗骨料粒径5～25mm；所述混凝土还包括增稠剂，所述增稠剂的水溶液浓度为0.1-0.25％；所述增稠剂为魔芋胶；所述水的pH值的范围为9.5～10.7；所述减水剂包括按下述重量份数计的原料制成：亚甲基二苯酸钠4份、次甲基甲基萘磺酸钠5份、木质素磺酸盐2份、糖蜜3份、熟糯米粉6份、醋酸乙烯5份、三聚磷酸钠5份、水玻璃5份、甲基硅酸钾5份、水17份；所述絮凝剂包括按重量份比为1∶0.5的A组份和B组份；所述A组分包括按下述重量份数计的成分组成：甲基纤维素1、甲醛缩合物1.25、木质素磺酸钙0.4、粉煤灰4和沸石粉3.35；所述B组分包括按下述重量份数计的成分组成：甲酸钙2、硅灰3和偏硅酸钙1；所述粉煤灰45μm筛余等于14％；所述沸石粉45μm筛余等于17％；所述硅灰45μm的筛余等于0.02％。水下不分散混凝土的坍落度在230～260mm之间。

基于同一发明构思，本实施例还提供一种减水剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、称取组分；

S2、将亚甲基二苯酸钠、次甲基甲基萘磺酸钠、木质素磺酸盐、三聚磷酸钠、水玻璃、甲基硅酸钾和水加入搅拌机，在5000r/min速度下混合45min；

S3、向步骤S2所得物料中加入糖蜜、熟糯米粉和醋酸乙烯，搅拌50min。

基于同一发明构思，本实施例还提供一种水下不分散混凝土的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

根据灌注桩基坑的水体量，向水中加入水溶液浓度为0.1-0.25％的增稠剂；

将导管的下端***水中并通过灌注桩基坑上方设置的固定架将导管固定；

通过设置在导管顶端的料斗以0.6m³/min的速度向灌注桩基坑中浇筑如上述任一所述的混凝土。

导管中可以设有用于控制混凝土浇筑速度的软球，软球与导管内壁之间留有供混凝土通过的空隙，当导管下端***水中后，软球被水顶起在导管内上浮。

本发明所述的一种水下不分散混凝土，采用导管法，导管直径为150mm-200mm，并配有蝶形控制阀门，导管中混凝土前面预先放置软球，便于控制混凝土浇筑速度。

本发明涉及的水下不分散混凝土的水溶液pH值在9.5-10.7之间，一般混凝土的水溶液pH值在12.5以上；水下不分散混凝土悬浊物含量在100-150mg/L之间，一般混凝土的悬浊物含量在500mg/L以上。

与现有技术相比，本发明涉及的水下不分散混凝土抗分散性能显著提高，配合相应的水下浇筑施工技术，可控制混凝土浇筑速度，明显降低混凝土浇筑过程中腐蚀介质的进入，提高了混凝土的密实度和灌注桩的长期耐久性。

本发明高效减水剂成本低，减水、缓凝效果好，减水率高，到达15％-20％，该减水剂的施工性好，强度高，适应性好，能大幅度减少拌合用水量，改善混凝土拌合物流变性能，具有很好的经济效益和社会效益。

本发明的絮凝剂，可使水下灌浆拌和物具有优良的抗分散性、自流平性，可减小水下灌浆拌和物浇注时的水质污染，对狭小间隙浇注具有优良的填充性，可降低因灌浆拌和物分散造成的硬化强度的损失，并可提高灌浆硬化物与钢筋的粘结力。可应用于江湖河海的护坡工程、大坝基础被水淘空部位的修复工程、桥梁基础沉井的封底工程。可使水下不分散混凝土施工中的凝结时间在15分钟～10小时调整，早期强度提高36％，并且在混凝土凝结前30分钟保持泵送能力。

实施例1

配置强度等级为C40的水下不分散混凝土，采用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥6％，S105级矿粉9％，砂27％，石40％，拌合水7.5％，减水剂0.3％，絮凝剂0.3％；

细骨料采用中砂，细度模数2.6，含泥量0.1％；粗骨料粒径5mm；

新拌混凝土坍落度为230mm，扩展度为500mm，水溶液pH值为9.5，悬浊物含量为100mg/L。

水下不分散混凝土的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

根据灌注桩基坑的水体量，向水中加入水溶液浓度为0.1％的魔芋胶；

将导管的下端***水中并通过灌注桩基坑上方设置的固定架将导管固定；

通过设置在导管顶端的料斗以0.5m³/min的速度向灌注桩基坑中浇筑混凝土。

本实施例提供的水下不分散混凝土，其抗分散性能显著提高，配合相应的水下浇筑施工技术，可控制混凝土浇筑速度，明显降低混凝土浇筑过程中腐蚀介质的进入，提高了混凝土的密实度和灌注桩的长期耐久性。

本实施例提供的减水剂，其成本低，减水、缓凝效果好，减水率高，到达15％，该减水剂的施工性好，强度高，适应性好，能大幅度减少拌合用水量，改善混凝土拌合物流变性能，具有很好的经济效益和社会效益。

本实施例提供的絮凝剂，可使水下灌浆拌和物具有优良的抗分散性、自流平性，可减小水下灌浆拌和物浇注时的水质污染，对狭小间隙浇注具有优良的填充性，可降低因灌浆拌和物分散造成的硬化强度的损失，并可提高灌浆硬化物与钢筋的粘结力；可应用于江湖河海的护坡工程、大坝基础被水淘空部位的修复工程、桥梁基础沉井的封底工程；可使水下不分散混凝土施工中的凝结时间在15分钟，早期强度提高36％，并且在混凝土凝结前30分钟保持泵送能力。

实施例2

配置强度等级为C40的水下不分散混凝土，采用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥15％，S105级矿粉18％，砂31％，石46.5％，拌合水9.5％，减水剂0.7％，絮凝剂0.7％；

细骨料采用中砂，细度模数2.6，含泥量0.5％；粗骨料粒径25mm；

新拌混凝土坍落度为260mm，扩展度为700mm，水溶液pH值为10.7，悬浊物含量为150mg/L。

水下不分散混凝土的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

根据灌注桩基坑的水体量，向水中加入水溶液浓度为0.25％的魔芋胶；

将导管的下端***水中并通过灌注桩基坑上方设置的固定架将导管固定；

通过设置在导管顶端的料斗以0.6m³/min的速度向灌注桩基坑中浇筑混凝土。

本实施例提供的水下不分散混凝土，其抗分散性能显著提高，配合相应的水下浇筑施工技术，可控制混凝土浇筑速度，明显降低混凝土浇筑过程中腐蚀介质的进入，提高了混凝土的密实度和灌注桩的长期耐久性。

本实施例提供的减水剂，其成本低，减水、缓凝效果好，减水率高，到达20％，该减水剂的施工性好，强度高，适应性好，能大幅度减少拌合用水量，改善混凝土拌合物流变性能，具有很好的经济效益和社会效益。

本实施例提供的絮凝剂，可使水下灌浆拌和物具有优良的抗分散性、自流平性，可减小水下灌浆拌和物浇注时的水质污染，对狭小间隙浇注具有优良的填充性，可降低因灌浆拌和物分散造成的硬化强度的损失，并可提高灌浆硬化物与钢筋的粘结力；可应用于江湖河海的护坡工程、大坝基础被水淘空部位的修复工程、桥梁基础沉井的封底工程；可使水下不分散混凝土施工中的凝结时间在10小时，早期强度提高50％，并且在混凝土凝结前40分钟保持泵送能力。

实施例3

配置强度等级为C40的水下不分散混凝土，采用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥10.5％，S105级矿粉13.5％，砂29％，石43.5％，拌合水8.5％，减水剂0.5％，絮凝剂0.5％；

细骨料采用中砂，细度模数2.6，含泥量0.3％；粗骨料粒径15mm；

新拌混凝土坍落度为245mm，扩展度为600mm，水溶液pH值为10.1，悬浊物含量为125mg/L。

水下不分散混凝土的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

根据灌注桩基坑的水体量，向水中加入水溶液浓度为0.18％的魔芋胶；

将导管的下端***水中并通过灌注桩基坑上方设置的固定架将导管固定；

通过设置在导管顶端的料斗以0.6m³/min的速度向灌注桩基坑中浇筑混凝土。

本实施例提供的水下不分散混凝土，其抗分散性能显著提高，配合相应的水下浇筑施工技术，可控制混凝土浇筑速度，明显降低混凝土浇筑过程中腐蚀介质的进入，提高了混凝土的密实度和灌注桩的长期耐久性。

本实施例提供的减水剂，其成本低，减水、缓凝效果好，减水率高，到达18％，该减水剂的施工性好，强度高，适应性好，能大幅度减少拌合用水量，改善混凝土拌合物流变性能，具有很好的经济效益和社会效益。

本实施例提供的絮凝剂，可使水下灌浆拌和物具有优良的抗分散性、自流平性，可减小水下灌浆拌和物浇注时的水质污染，对狭小间隙浇注具有优良的填充性，可降低因灌浆拌和物分散造成的硬化强度的损失，并可提高灌浆硬化物与钢筋的粘结力；可应用于江湖河海的护坡工程、大坝基础被水淘空部位的修复工程、桥梁基础沉井的封底工程；可使水下不分散混凝土施工中的凝结时间在5小时，早期强度提高43％，并且在混凝土凝结前35分钟保持泵送能力。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种水下不分散混凝土，其特征在于，

所述混凝土包括按质量百分比计的下述组分制得：胶凝材料15％-25％、砂27％-31％、石40％-46.5％、减水剂0.3％-0.7％、絮凝剂0.3％-0.7％和水7.5％-9.5％。

2.如权利要求1所述的一种水下不分散混凝土，其特征在于，所述胶凝材料包括：普通硅酸盐水泥6％-15％和矿粉9％-18％。

3.如权利要求1所述的一种水下不分散混凝土，其特征在于，所述混凝土还包括增稠剂，所述增稠剂的水溶液浓度为0.1-0.25％。

4.如权利要求3所述的一种水下不分散混凝土，其特征在于，所述增稠剂为魔芋胶。

5.如权利要求1所述的一种水下不分散混凝土，其特征在于，所述水的pH值的范围为9.5～10.7。

6.如权利要求1所述的一种水下不分散混凝土，其特征在于，所述减水剂包括按下述重量份数计的原料制成：亚甲基二苯酸钠4份、次甲基甲基萘磺酸钠5份、木质素磺酸盐2份、糖蜜3份、熟糯米粉6份、醋酸乙烯5份、三聚磷酸钠5份、水玻璃5份、甲基硅酸钾5份、水17份。

7.如权利要求6所述的一种水下不分散混凝土，其特征在于，所述减水剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、称取组分；

S2、将亚甲基二苯酸钠、次甲基甲基萘磺酸钠、木质素磺酸盐、三聚磷酸钠、水玻璃、甲基硅酸钾和水加入搅拌机，在5000r/min速度下混合45min；

S3、向步骤S2所得物料中加入糖蜜、熟糯米粉和醋酸乙烯，搅拌50min。

8.如权利要求1所述的一种水下不分散混凝土，其特征在于，所述絮凝剂包括按重量份比为1∶0.5的A组份和B组份；

所述A组分包括按下述重量份数计的成分组成：甲基纤维素1、甲醛缩合物1.25、木质素磺酸钙0.4、粉煤灰4和沸石粉3.35；

所述B组分包括按下述重量份数计的成分组成：甲酸钙2、硅灰3和偏硅酸钙1。

9.如权利要求8所述的一种水下不分散混凝土，其特征在于，

所述粉煤灰45μm筛余等于14％；

所述沸石粉45μm筛余等于17％；

所述硅灰45μm的筛余等于0.02％。

10.一种如权利要求1-9任一所述的一种水下不分散混凝土的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：

根据灌注桩基坑的水体量，向水中加入水溶液浓度为0.1-0.25％的增稠剂；

将导管的下端***水中并通过灌注桩基坑上方设置的固定架将导管固定；

通过设置在导管顶端的料斗以0.6m³/min的速度向灌注桩基坑中浇筑如权利要求1-9任一所述的混凝土。