专利名称：一种核电站用混凝土的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土，尤其是一种核电站用混凝土，属于建筑施工技术领域。
背景技术：
高强度混凝土是指强度等级为C60以上的混凝土，已经广泛应用于国内民用建筑领域内，是一种新型的高技术混凝土，在大幅度提高常规混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，在妥善的质量控制下制成的，具有抗压强度高，抗变形能力加强，减少结构截面尺寸；混凝土变形小，提高构件的刚性，改善混凝土变形性能；混凝土密实性好，抗渗及抗冻性能优于普通混凝土，可提高工程使用寿命的特点；高强混凝土为预应力技术提供有利条件；具有明显的技术经济效益。高性能混凝土是能在特定环境下满足特殊要求的一类混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标，其特点为具有很好的流变性能，不泌水，不离析，甚至可自流密实，不需要振捣即可保证混凝土施工质量；高性能混凝土硬化过程中，体积稳定，水化热低，干燥收缩小，无裂缝或少裂缝；凝结硬化后，混凝土结构密实，孔隙率低，强度高，且不易产生裂缝，且具有优异的抗渗性，抗冻性及耐久性等。在国内，当混凝土强度> C60级时，要使混凝土兼具高强混凝土和高性能混凝土的优点，其水泥用量需大于350kg/m3，成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提出的一种核电站用混凝土，降低成本的同时兼具高强混凝土和高性能混凝土的优点。本发明由以下技术方案解决技术问题一种核电站用混凝土，按质量百分比计算，由以下组分组成
硅酸盐水泥8-30%
粉煤灰1-20%
硅粉O. 5-10%
碎石35-55%
砂20-40%
聚羧酸高性能减水缓凝剂O. 1-1%
水2-15%。进一步地，按质量百分比计算，由以下组分组成
硅酸盐水泥13. 6%
粉煤灰5.43%
硅粉1.0%
碎石44. 7%
砂29. 2%
聚羧酸高性能减水缓凝剂O. 27%水5.8%。上述组分中，所述硅粉等级在90U以上，比表面积为15000 35000 m2/kg，Cr含量彡O. 02%，SiO2含量彡85%，SO3含量彡2.0%，总碱含量≤O. 60%，f_CaO含量≤1.0%，含水率彡1%，需水量比彡125%。4.根据权利要求1所述的核电站用混凝土，其特征在于所述碎石的粒径为5 20mm，针片状含量彡8%，含泥量彡O. 5%，立方体抗压强度彡105MPa，坚固性彡5%，压碎指标值彡12%。所述粉煤灰为I级F类。所述砂的石粉含量< 5%，泥含量< 1%，泥块含量< O. 5%，压碎指标值< 20%。所述水的pH值≥4. 5。所述聚羧酸高性能减水缓凝剂的减水率> 25%，含气量彡6%。本发明按以下方法制备混凝土
步骤一、将所述水、碎石、砂、硅酸盐水泥和硅粉按所述质量百分比搅拌10 50S ； 步骤二、加入所述质量百分比的聚羧酸高性能减水缓凝剂，搅拌150 240，即得成品。以上成品的中心绝热温升彡40°C。28天强度75MPa (圆柱体试件强度)以上，28天抗拉强度彡4. 5MPa, 28天弹性模量彡39GPa,混凝土工作时间大于等于1. 5小时，具有良好的泵送施工性能。本发明通过加入大量掺合料来降低混凝土中心最高温度，控制各项原材料的碱含量、硫含量，来改变混凝土的内部微环境，使其不具备发生延迟钙矾石生成现象的条件来降低产生裂缝以及发生延迟钙矾石破坏现象的可能，提高混凝土的质量及耐久性。其具体配制原理如下
配制高强度混凝土，当水泥、砂、骨料和外加剂确定时，一般是通过提高水泥用量和掺加矿物添加剂来实现，其中，提高水泥用量在一定范围内可提高混凝土强度，虽然满足了强度要求，但强度富余量少；这样的混凝土和易性较好，但过粘，甚至出现板结，不利于施工；水泥混凝土在浇筑后水化反应激烈，混凝土中心温度过高，容易产生温度裂缝，水化反应在混凝土内部形成的一些细微的毛细孔，也使混凝土强度达到一定极限后，无法再提高，于是加入一定量的微硅粉将空隙填满，进一步增加混凝土密实性。微硅粉是硅铁或金属硅生产过程中由矿热炉中的高纯石英、焦炭和木屑还原产生的工业副产品，其主要成分是SiO2,属惰性物质，与大部分酸、碱不起化学反应，硅粉颗粒的平均粒径在O.1 O. 3um,约为水泥颗粒径的1/100，比表面积在15000 35000m2/kg之间，属超细粉体材料。将微硅粉加入混凝土中大大提高了混凝土的强度和耐久性，以及可施工性。因为，硅粉颗粒填充混凝土中的颗粒空隙，提高了水泥浆体与骨料之间的粘结强度，能降低泌水，防止水分在骨料下表面聚集，有效的减少和消除沉淀及分层现象，并提高界面过渡区的密实度和减小界面过渡区的厚度，从而提高了混凝土体积密度和降低孔隙率，大大改善混凝土内部的孔结构，使混凝土更加密实，进而减少了有害离子传递速度。微硅粉在混凝土中具有火山灰反应，其与混凝土中游离的Ca(OH)2结合进行二次水化反应，形成稳定的硅酸钙水化物3Ca0 · SiO2 · H2O,减少可溶性Ca(OH)2和钙矾石(3Ca0 · Al2O3 · CaSO4 · 2H2)的生成，增加了水化硅酸钙晶体，且新生成物强度高于Ca(OH)2晶体。另外，由于0&(0!1)2含量的减少，能有效提高弱酸腐蚀能力；抗盐类腐蚀，尤其是对氯盐及硫酸盐。而新的生成物堵塞混凝土中渗透通道，大大提高混凝土的抗渗能力。然而掺加硅粉的混凝土亦存在缺陷混凝土水化反应更激烈，中心温度高，且收缩大，极易产生裂缝。为改善以上缺陷，可以选择掺入粉煤灰或者矿渣粉，掺入矿渣粉后，混凝土强度基本相当，但用水量较大，保水性较差，当混凝土流动性较好时，其泌水也较严重。而加入粉煤灰后，由于粉煤灰不具有独立的水硬性，其玻璃体微珠表层活性的SiO2及Al2O3通过与水泥水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应，生成品质较好的低碱性水化产物，并且粉煤灰玻璃体微珠外层有致密的玻璃质表层，阻碍了粉煤灰的二次水化，其活性效应需在后期才能表现出来，也阻碍了硅粉的水化反应，缓解了混凝土中心温度过快过高的增长。另外，粉煤灰颗粒进一步填充混凝土颗粒，使内部的颗粒级配进一步完善，从而提高了混凝土的密实性和弹性模量。因此本发明选择粉煤灰掺入混凝土中。掺加大掺量的粉煤灰和硅粉，其水化热明显降低(如水泥粉煤灰硅粉=320:120:25重量比，3d水化热为201J/g，7d水化热为232 J/g ;因此，该混凝土适合用于大体积混凝土施工。本发明的有益效果是配制的混凝土水泥用量低，且具有高强度、高弹性模量、力口入硅粉和对有害成分的控制，使其具有很强的耐久性，和易性良好的特点，并可降低发生延迟钙矾石现象，具有良好的泵送性能，适用于大体积混凝土泵送施工。
具体实施方式
实施例(一)对比试验
选择不同的掺料进行对比实验，掺料选择如下
O纯水泥；
2)单掺硅粉；
3)双掺(硅粉和矿渣粉、硅粉和粉煤灰)；
实验数据见表1:
表I对比试验配合比
权利要求
1.一种核电站用混凝土，按质量百分比计算，由以下组分组成 硅酸盐水泥8-30% 粉煤灰1-20% 硅粉O. 5-10% 碎石35-55%砂20-40% 聚羧酸高性能减水缓凝剂O. 1-1%水2-15%。
2.根据权利要求1所述的核电站用混凝土，其特征在于按质量百分比计算，由以下组分组成 硅酸盐水泥13. 6%粉煤灰5.43%硅粉1.0%碎石44. 7%砂29. 2% 聚羧酸高性能减水缓凝剂O. 27%水5.8%。
3.根据权利要求1所述的核电站用混凝土，其特征在于所述硅粉等级在90U以上，比表面积为15000 35000 m2/kg，Cr含量彡O. 02%，SiO2含量> 85%，SO3含量彡2.0%，总碱含量彡O. 60%, f-CaO含量彡1. 0%，含水率彡1%，需水量比彡125%。
4.根据权利要求1所述的核电站用混凝土，其特征在于所述碎石的粒径为5 20_，针片状含量彡8%，含泥量彡O. 5%，立方体抗压强度彡105MPa，坚固性彡5%，压碎指标值(12%。
5.根据权利要求1所述的核电站用混凝土，其特征在于所述粉煤灰为I级F类。
6.根据权利要求1所述的核电站用混凝土，其特征在于所述砂的石粉含量<5%，泥含量< 1%，泥块含量< O. 5%，压碎指标值< 20%。
7.根据权利要求1所述的核电站用混凝土，其特征在于所述水的PH值>4. 5。
8.根据权利要求1所述的核电站用混凝土，其特征在于所述聚羧酸高性能减水缓凝剂的减水率彡25%，含气量彡6%。
9.根据权利要求1或2所述核电站用混凝土的制备方法，包括以下步骤 步骤一、将所述水、碎石、砂、硅酸盐水泥和硅粉按所述质量百分比搅拌10 50S ； 步骤二、加入所述质量百分比的聚羧酸高性能减水缓凝剂，搅拌150 240，即得成品。
全文摘要
本发明涉及一种混凝土，尤其是一种核电站用混凝土，属于建筑施工技术领域。本发明的配比按质量百分比计算，由以下组分组成:硅酸盐水泥8-30%，粉煤灰1-20%，硅粉0.5-10%，碎石35-55%，砂20-40%，聚羧酸高性能减水缓凝剂0.1-1%，水2-15%。其有益效果是配制的混凝土水泥用量低，且具有高强度、高弹性模量、加入硅粉和对有害成分的控制，使其具有很强的耐久性，和易性良好的特点，并可降低发生延迟钙矾石现象，具有良好的泵送性能，适用于大体积混凝土泵送施工。
文档编号C04B22/06GK103043970SQ201210588890
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者王龙, 黄权, 沈益军, 方辉煌, 李军, 陶玉平, 余黄昏 申请人:中国核工业华兴建设有限公司