一种深冻结井壁高强度高性能混凝土及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种深冻结井壁高强度高性能混凝土及其制备方法，水泥380～460份，硅粉0～43份，矿渣0～110份，胶凝材料390～550份，砂650～726份，石子1108～1190份，水146～184份，减水剂占总重量的2～8％。将水泥、硅粉、矿渣、砂、石子按比例加入搅拌均匀后加入水；加入水再次搅拌均匀后加入胶凝材料和减水剂搅拌均匀即可。本发明的混凝土早强性好，8小时左右可拆模；配置工艺简单；混凝土工作性好，塌落度为120～180mm，便于混凝土输送和浇灌；低水化热，高耐久性；防裂、抗渗。
【专利说明】一种深冻结井壁高强度高性能混凝土及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种混凝土材料，尤其涉及的是一种深冻结井壁高强度高性能混凝土及其制备方法。
【背景技术】
[0002]煤矿主井、副井和风井的三个井筒表土及风化基岩段采用冻结法施工，三个井筒穿过表土层厚度至少为450m，井筒设计净直径至少6m。
[0003]由于三个冻结井筒穿过的表土层深厚、井筒直径又大、井壁受力复杂，必须要采用高强井壁结构。普通的混凝土结构无法抵御强大的外载荷作用，考虑到冻结井筒的特殊施工环境，无论是低强混凝土还是高强混凝土，对混凝土性能都提出了较高的要求。冻结井的井壁砼应具有早强、低水化热、抗裂、防渗和较大坍落度等，以确保井壁能安全、高效和快速地施工。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种深冻结井壁高强度高性能混凝土及其制备方法，实现高强度的施工需求。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:本发明按重量计，包括以下组份:水泥380?460份，硅粉O?43份，矿渣O?110份，胶凝材料390?550份，砂650?726份，石子1108?1190份，水146?184份，减水剂2?8份。
[0006]所述水泥为硅酸盐水泥。为保持高性能混凝土的低水灰比，确保其流动性，必须掺入高效减水剂，必须选择适宜低水灰比特性的硅酸盐水泥。
[0007]所述砂的细度模数为2.6?3.2。水泥粒子群的比表面积、粒子形状、密度及粒子之间的级配(互相填充)等，对浆体的流动性影响很大。比表面积小，粒子形状接近球状，比重大，填充性越大，流动性也大。优化这些因子，可以获得适宜的流动性。
[0008]所述石子为石灰岩、玄武岩、闪长岩中的一种，粒径小于等于25_。石子作为粗骨料，粗骨料的性能对高性能混凝土的抗压强度及弹性模量起到决定性的制约作用，如果粗骨料强度不足，其他提高混凝土强度的手段都将起不到明显效果。
[0009]石灰岩由反击式破碎机生产，级配好；闪长岩母体强度高；玄武岩由反击式破碎机生产，强度高，级配好。
[0010]所述矿渣为比表面积为4300cm2/g的磨细矿渣。磨细矿渣对混凝土性能的改善，主要表现为以下几个方面:
[0011](I)掺磨细矿渣混凝土的早期强度与不掺矿渣的普通水泥混凝土强度相差不多:7天能达28天强度的70?75% ;后期强度增长率比较高，特别是掺量增多时，混凝土的后期强度增长比率提高更多；
[0012](2)掺磨细矿渣的混凝土中，当磨细矿渣掺入的数量不大于50%时，抗冻性能良好；
[0013](3)掺磨细矿渣的混凝土，有很好的抗酸性和抗碱骨料反应能力；
[0014](4)混凝土中掺磨细矿渣后在硬化初期的放热量比不掺磨细矿渣的混凝土要小得多，在大体积混凝土构筑物中使用是最有利的，它不会因硬化初期水化热量过大导致混凝土体破坏的危险。掺有磨细矿渣的混凝土的耐热性能也要比硅酸盐水泥拌制的混凝土要好，这是因为混凝土胶材部分Ca(OH)2含量比较低的缘故。因此，在井壁混凝土中掺磨细矿渣，可降低混凝土中水化热，防止混凝土开裂。
[0015]一种深冻结井壁高强度高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤:
[0016](I)将水泥、硅粉、矿渣、砂、石子按比例加入搅拌均匀后加入水；
[0017](2)加入水再次搅拌均匀后加入胶凝材料和减水剂搅拌均匀即可。
[0018]本发明相比现有技术具有以下优点:本发明的混凝土早强性好，8小时左右可拆模；配置工艺简单；混凝土工作性好，塌落度为120?180_，便于混凝土输送和浇灌；低水化热，高耐久性；防裂、抗渗。
【具体实施方式】
[0019]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0020]实施例1
[0021 ] 本实施例的混凝土包括以下组份:硅酸盐水泥380份，胶凝材料390份，砂726份，谢家集石灰岩碎石1184份，水148份，蒙城县防水剂材料厂生产的FS-E特制高效减水剂占总重量的3%。
[0022]砂的细度模数为2.6?3.2，矿渣为比表面积为4300cm2/g的磨细矿渣。
[0023]本实施例的制备方法如下:
[0024](I)将水泥、硅粉、矿渣、砂、石子按比例加入搅拌均匀后加入水；
[0025](2)加入水再次搅拌均匀后加入胶凝材料和减水剂搅拌均匀即可。
[0026]实施例2
[0027]本实施例的混凝土包括以下组份:硅酸盐水泥460份，胶凝材料473份，砂657份，谢家集石灰岩碎石1167份，水150份，蒙城县防水剂材料厂生产的FS-E特制高效减水剂占总重量的3%。
[0028]其他实施方式和实施例1相同。
[0029]实施例3
[0030]本实施例的混凝土包括以下组份:硅酸盐水泥380份，胶凝材料410份，砂705份，谢家集石灰岩碎石1150份，水184份，蒙城县防水剂材料厂生产的FS-A4抗裂防水剂占总重量的8%。
[0031]其他实施方式和实施例1相同。
[0032]实施例4
[0033]本实施例的混凝土包括以下组份:硅酸盐水泥420份，胶凝材料445份，砂687份，谢家集石灰岩碎石1170份，水146份，淮南矿业集团合成材料有限责任公司生产的NF高效能减水剂占总重量的1.0%，蒙城县防水剂材料厂生产的FS-A4抗裂防水剂占总重量的6% ο
[0034]其他实施方式和实施例1相同。
[0035]实施例5
[0036]本实施例的混凝土包括以下组份:硅酸盐水泥430份，硅粉21.5份，矿渣108份，胶凝材料540份，砂669份，明光玄武岩碎石1189份，水151份，淮南矿业集团合成材料有限责任公司生产的NF高效能减水剂占总重量的1.8%。
[0037]其他实施方式和实施例1相同。
[0038]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种深冻结井壁高强度高性能混凝土，其特征在于，按重量计，包括以下组份:水泥380?460份，硅粉O?43份，矿渣O?110份，胶凝材料390?550份，砂650?726份，石子1108?1190份，水146?184份，减水剂为总重量的2?8%。
2.根据权利要求1所述的一种深冻结井壁高强度高性能混凝土，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种深冻结井壁高强度高性能混凝土，其特征在于，所述砂的细度模数为2.6?3.2。
4.根据权利要求1所述的一种深冻结井壁高强度高性能混凝土，其特征在于，所述石子为石灰岩、玄武岩、闪长岩中的一种，粒径小于等于25mm。
5.根据权利要求1所述的一种深冻结井壁高强度高性能混凝土，其特征在于，所述矿渣为比表面积为4300cm2/g的磨细矿渣。
6.如权利要求1?5中任一项所述的一种深冻结井壁高强度高性能混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将水泥、硅粉、矿渣、砂、石子按比例加入搅拌均匀后加入水； (2)加入水再次搅拌均匀后加入胶凝材料和减水剂搅拌均匀即可。
【文档编号】C04B18/14GK104446258SQ201410740200
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】张宏忠, 解波, 孙爱国, 陈晓伟, 陈强威 申请人:安徽恒源煤电股份有限公司