CN110963760A - 一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土及其制备方法，所述用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土按水泥:粉煤灰:膨润土:碎石:河砂:水:减水剂的重量份为：(90~130):(30~80):(60~120):(780~880):(750~850):(230~260):(4~6)比例组成。将水泥、粉煤灰、膨润土、碎石和河砂倒入搅拌锅中，搅拌2~3min，将外加剂和水在搅拌过程中均匀加入，继续搅拌2min，制备成型的塑性混凝土48h后脱模，然后标准养护28d。本发明降低水泥用量，无需配筋，避免了海港环境中的钢筋腐蚀问题，节约成本，具有大流动性，抗渗性能高，弹性模量极低，便于实际工程应用，主要用于海港围堰、坝基坝体等大型海工工程防渗结构。

Description

一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土制备技术领域，具体是一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土及其制备方法。
背景技术
普通混凝土防渗墙弹性模量较高，与地基基础弹性模量差别极大，当地基出现局部的沉陷和变位时，防渗墙会承受很大的压力，其侧面摩擦力也急剧增大，造成防渗墙内部应力应变均升高，甚至大于混凝土强度与极限应变，进而使墙体出现裂缝，导致防渗作用降低或丧失。塑性混凝土的弹性模量较之普通混凝土要低的多，其与地基基础、周围土体围堰变形模量极为相近，因此能够很好的适应周围土体应力与应变的变化，极大降低了防渗墙内部的应力，避免产生开裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土及其制备方法，本发明所得塑性混凝土抗压强度R28=1~5MPa，弹性模量E28≤2000MPa，渗透系数K28≤3×10-5 cm/s，坍落度SP=200±20mm。具备较高抗渗性能，而且弹性模量极低，高变形性的性能，适用于海港围堰、坝基坝体等大型海工工程防渗结构。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土，原料由水泥、粉煤灰、膨润土、碎石、河砂、水和减水剂组成，水泥:粉煤灰:膨润土:碎石:河砂:水:减水剂的重量份为：（90~130）:（30~80）:（60~120）:（780~880）: （750~850）:（230~260）:（4~6）。
本发明中，所述水泥为强度42.5的普通硅酸盐水泥。
本发明中，所述膨润土为钙基AF-32型膨润土，水分10%，塑性粘度不大于1.5，分散后塑性粘度不小于10 mPa • s，分散后的滤失量不大于12.5cm3。
本发明中，所述粉煤灰为符合GBT1596-2017《用于水泥和混凝土的粉煤灰》的F II类粉煤灰。
本发明中，所述碎石为符合GBT14685《建设用卵石、碎石》的II类碎石，粒径为5~31.5mm连续级配。
本发明中，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为23%，所述水为普通混凝土拌合用水。
本发明所述的一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土的制备方法，具体步骤如下：
（1）首先按重量份称取水泥、粉煤灰、膨润土、碎石、河砂、水和减水剂；
（2）将步骤（１）称取的水泥、粉煤灰、膨润土、碎石和河砂倒入搅拌锅中，搅拌2~3min，使其均匀混合；
（3）将称量好的减水剂与水在搅拌过程中均匀加入到步骤（２）所得产物中，继续搅拌2min，搅拌均匀，得到塑性混凝土；
（4）制备成型的塑性混凝土48h后脱模，然后标准养护28d即可。
与其他技术相比，本发明的有益效果在于：
（1）采用膨润土与粉煤灰替代部分水泥，减少了水泥用量；此类型防渗墙体无需配置钢筋，避免了海港环境中的钢筋腐蚀问题，不仅在原材料方面节约了生产成本，达到降低能耗、节能减排的效益，而且降低了材料运输和施工工艺的复杂性。
（2）具有大流动性，生产及施工过程简单，此类塑性混凝土浇筑防渗墙属柔性墙体，抗渗性能高，弹性模量极低，便于实际工程应用。
具体实施方式
下面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。
实施例1
水泥采用海岛牌P.O42.5水泥，28d抗压强度为49.4MPa；粉煤灰为海南东方电厂F II级粉煤灰，细度15%，需水量比97%，28d活性76%；膨润土为天津同祥科技发展有限公司生产，钙基AF-32型膨润土，水分10%，塑性粘度1.3，分散后塑性粘度12 mPa • s，分散后的滤失量11cm3；碎石为海南铁炉刚碎石，粒径为5~31.5mm，压碎值11.2%；河砂采用海南陵水河砂，细度2.7，含泥量1.4%，II区级配中砂；减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为9.1%，减水率23%；水为自来水。
一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）按比例称取各原材料，各原材料质量按单方用量计算分别为：水泥90kg，粉煤灰50kg，膨润土120kg，碎石780kg，河砂840kg，水242kg，外加剂4kg；
（2）将上述材料中的水泥、粉煤灰、膨润土、碎石、河砂称好后倒入搅拌锅中，搅拌2min使其均匀混合；
（3）将称量好的减水剂与水在搅拌过程中均匀加入到步骤（２）所得产物中，继续搅拌2min；
（4）制备成型的塑性混凝土48h后脱模，然后标准养护28d。
实施例2
水泥采用海岛牌P.O42.5水泥，28d抗压强度为49.4MPa；粉煤灰为海南东方电厂F II级粉煤灰，细度15%，需水量比97%，28d活性76%；膨润土为天津同祥科技发展有限公司生产，钙基AF-32型膨润土，水分10%，塑性粘度1.3，分散后塑性粘度12 mPa • s，分散后的滤失量11cm3；碎石为海南铁炉刚碎石，粒径为5~31.5mm，压碎值11.2%；河砂采用海南陵水河砂，细度2.7，含泥量1.4%，II区级配中砂；减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为9.1%，减水率23%；水为自来水。
一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）按比例称取各原材料，各原材料质量按单方用量计算分别为：水泥100kg，粉煤灰80kg，膨润土80kg，碎石870kg，河砂750kg，水234kg，外加剂4.5kg；
（2）将上述材料中的水泥、粉煤灰、膨润土、碎石、河砂称好后倒入搅拌锅中，搅拌2min使其均匀混合；
（3）将称量好的减水剂与水在搅拌过程中均匀加入到步骤（２）所得产物中，继续搅拌2min；
（4）制备成型的塑性混凝土48h后脱模，然后标准养护28d。
实施例3
水泥采用海岛牌P.O42.5水泥，28d抗压强度为49.4MPa；粉煤灰为海南东方电厂F II级粉煤灰，细度15%，需水量比97%，28d活性76%；膨润土为天津同祥科技发展有限公司生产，钙基AF-32型膨润土，水分10%，塑性粘度1.3，分散后塑性粘度12 mPa • s，分散后的滤失量11cm3；碎石为海南铁炉刚碎石，粒径为5~31.5mm，压碎值11.2%；河砂采用海南陵水河砂，细度2.7，含泥量1.4%，II区级配中砂；减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为9.1%，减水率23%；水为自来水。
一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）按比例称取各原材料，各原材料质量按单方用量计算分别为：水泥110kg，粉煤灰30kg，膨润土120kg，碎石875kg，河砂745kg，水255kg，外加剂5kg；
（2）将上述材料中的水泥、粉煤灰、膨润土、碎石、河砂称好后倒入搅拌锅中，搅拌2min使其均匀混合；
（3）将称量好的减水剂与水在搅拌过程中均匀加入到步骤（２）所得产物中，继续搅拌2min；
（4）制备成型的塑性混凝土48h后脱模，然后标准养护28d。
实施例4
水泥采用海岛牌P.O42.5水泥，28d抗压强度为49.4MPa；粉煤灰为海南东方电厂F II级粉煤灰，细度15%，需水量比97%，28d活性76%；膨润土为天津同祥科技发展有限公司生产，钙基AF-32型膨润土，水分10%，塑性粘度1.3，分散后塑性粘度12 mPa • s，分散后的滤失量11cm3；碎石为海南铁炉刚碎石，粒径为5~31.5mm，压碎值11.2%；河砂采用海南陵水河砂，细度2.7，含泥量1.4%，II区级配中砂；减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为9.1%，减水率23%；水为自来水。
一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）按比例称取各原材料，各原材料质量按单方用量计算分别为：水泥120kg，粉煤灰60kg，膨润土80kg，碎石842kg，河砂778kg，水250kg，外加剂5.5kg；
（2）将上述材料中的水泥、粉煤灰、膨润土、碎石、河砂称好后倒入搅拌锅中，搅拌2min使其均匀混合；
（3）将称量好的减水剂与水在搅拌过程中均匀加入到步骤（２）所得产物中，继续搅拌2min；
（4）制备成型的塑性混凝土48h后脱模，然后标准养护28d。
实施例5
水泥采用海岛牌P.O42.5水泥，28d抗压强度为49.4MPa；粉煤灰为海南东方电厂F II级粉煤灰，细度15%，需水量比97%，28d活性76%；膨润土为天津同祥科技发展有限公司生产，钙基AF-32型膨润土，水分10%，塑性粘度1.3，分散后塑性粘度12 mPa • s，分散后的滤失量11cm3；碎石为海南铁炉刚碎石，粒径为5~31.5mm，压碎值11.2%；河砂采用海南陵水河砂，细度2.7，含泥量1.4%，II区级配中砂；减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为9.1%，减水率23%；水为自来水。
一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）按比例称取各原材料，各原材料质量按单方用量计算分别为：水泥130kg，粉煤灰70kg，膨润土60kg，碎石810kg，河砂810kg，水240kg，外加剂6kg；
（2）将上述材料中的水泥、粉煤灰、膨润土、碎石、河砂称好后倒入搅拌锅中，搅拌2min使其均匀混合；
（3）将称量好的减水剂与水在搅拌过程中均匀加入到步骤（２）所得产物中，继续搅拌2min；
（4）制备成型的塑性混凝土48h后脱模，然后标准养护28d。
对实施例混凝土性能进行检测，试验参照GB/T50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》和GB/T50080《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行结果如表1：
表1性能检测结果
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
坍落度 190mm 200mm 220mm 210mm 220mm
扩展度 370mm 360mm 400mm 410mm 420mm
倒筒时间 3s 3s 2s 2s 2s
凝结时间 18.5h 17h 15.5h 15h 14h
抗压强度 2.2MPa 2.7MPa 2.4MPa 2.9MPa 4.1MPa
弹性模量 400MPa 600MPa 500MPa 800MPa 900MPa
渗透系数 6×10<sup>-7</sup> cm/s 1×10<sup>-8</sup> cm/s 3×10<sup>-7</sup> cm/s 2×10<sup>-8</sup> cm/s 3×10<sup>-8</sup> cm/s
根据检测结果说明，根据本发明制备的实施例可以保证抗压强度R28=1~5MPa，弹性模量E28≤2000MPa，渗透系数K28≤3×10-5 cm/s，且工作性能良好。

Claims (7)

1.一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土，其特征在于：原料由水泥、粉煤灰、膨润土、碎石、河砂、水和减水剂组成，水泥:粉煤灰:膨润土:碎石:河砂:水:减水剂的重量份为：（90~130）:（30~80）:（60~120）:（780~880）: （750~850）:（230~260）:（4~6）。
2.根据权利要求1所述的一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土，其特征在于：所述水泥为强度42.5的普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土，其特征在于：所述膨润土为钙基AF-32型膨润土，水分10%，塑性粘度不大于1.5，分散后塑性粘度不小于10mPa • s，分散后的滤失量不大于12.5cm3。
4.根据权利要求1所述的一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为符合GBT1596-2017《用于水泥和混凝土的粉煤灰》的F II类粉煤灰。
5.根据权利要求1所述的一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土，其特征在于：所述碎石为符合GBT14685《建设用卵石、碎石》的II类碎石，粒径为5~31.5mm连续级配。
6.根据权利要求1所述的一种用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为23%，所述水为普通混凝土拌合用水。
7.一种如权利要求1所述的用于海港围堰工程防渗墙的塑性混凝土的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）首先按重量份称取水泥、粉煤灰、膨润土、碎石、河砂、水和减水剂；
（2）将步骤（1）称取的水泥、粉煤灰、膨润土、碎石和河砂倒入搅拌锅中，搅拌2~3min，使其均匀混合；
（3）将称量好的减水剂与水在搅拌过程中均匀加入到步骤（２）所得产物中，继续搅拌2min，搅拌均匀，得到塑性混凝土；
（4）制备成型的塑性混凝土48h后脱模，然后标准养护28d即可。
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