一种高海拔地区高抗冻水工混凝土的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混凝土技术领域，特别涉及一种高海拔地区高抗冻水工混凝土。
【背景技术】
[0002] 通常认为，海拔高度在3000m以上的即为高海拔地区。与其它地区相比，高原高 海拔地区特别是西藏地区的主要特点是严寒干燥、紫外线辐射强烈、日温差大、大风日数频 繁、深覆盖层冻土。如西藏那曲地区，2月份平均日温差可达到20°C，年平均风速可达2. 5m/ s以上年最冷月月平均气温为-13. 8°C，极限最低气温达-41. 2°C，年气温正负变化交替 次数达187次，结冻厚度约I. 0m。
[0003] 在高海拔特征气候条件下，混凝土将承受频繁的冻融循环作用，混凝土易遭受冻 融破坏，一旦冻坏就会大面积剥落，伴随渗漏、碳化等其他病害，将导致建筑物不能发挥应 有的作用，最终影响其安全使用。因此，高海拔地区水工混凝土的抗冻性是混凝土耐久性的 一项重要指标，同时也是一项综合性能指标，高抗冻性意味着混凝土的高耐久性。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种材料来源简单，制作方便，适 合高海拔地区施工的高海拔地区高抗冻水工混凝土。
[0005] 本发明提供的技术方案是：
[0006] -种高海拔地区高抗冻水工混凝土，其特征是：由胶凝材料、砂石骨料、水和外加 剂组成，单方该混凝土的成分和配比如下：
[0007] 胶凝材料为：230~420kg/m3,其中80~100%的水泥和0~20%的石灰石粉，或 者60~100%的水泥和0~40%的粉煤灰，或者60~100 %的水泥和0~20 %的石灰石 粉和0~20 %的粉煤灰；
[0008] 砂石骨料为：人工或天然砂石料，石子粒径为5mm~40mm，砂子粒径Omm~5mm， 砂石总量1800~21001^/111 3，其中，中石：小石=60:40、50:50或者45:55，砂率为30%~ 34%。砂石用量及最优砂率按照DL5330水工混凝土配合比设计规程确定；
[0009] 水为110~125kg/m3,水胶比不大于0· 48 ;
[0010] 外加剂为：高性能减水剂和引气剂，减水剂的掺量为胶凝材料总质量的0. 6~ 1. 2%，引气剂为胶凝材料总质量的0. 005% -0. 02%。
[0011] 所述混凝土浇筑温度为5 °C~35 °C。
[0012] 所述新拌混凝土含气量在3. 5 %~5. 5 %之间，硬化混凝土气泡间距系数 250 μ m〇
[0013] 所述混凝土适合在3000m及以上高海拔地区使用。
[0014] 本发明一种高海拔地区高抗冻水工混凝土及其方法具有如下优点：
[0015] (1)充分利用当地原材料
[0016] 虽然DL/T 5304-2013《水工混凝土掺用石灰石粉技术规范》、DL/T5273-2012《水 工混凝土掺用天然火山灰质材料技术规范》均已颁布实施，但是石粉和天然火山灰质材料 作为掺和料在水工混凝土中的应用，尤其是在高海拔地区的规模化应用较少。
[0017] 本发明充分利用石粉、天然火山灰质材料等当地矿产资源，作为主要的原材料组 分，配制高海拔地区高抗冻水工混凝土，可调节混凝土性能，降低工程成本，技术经济效益 显著。
[0018] (2)适用于高海拔地区，达到F200及以上抗冻等级
[0019] 充分考虑高海拔地区气候条件，以及当地水利水电工程需求，配制抗冻等级F200 及以上的抗冻混凝土。
[0020] (3)科学合理控制混凝土含气指标
[0021] 含气量不是影响混凝土抗冻性的唯一参数，强度也不是。真正起决定作用的是混 凝土浆体中气泡的形貌和分布，可用气泡间距系数来衡量。不同强度等级的混凝土应有不 同的气泡间距系数限值，在工程中还需配合含气量和强度等级指标。
[0022] 通过控制混凝土浇筑温度、含气量、硬化混凝土强度等级、气泡间距系数指标，以 及建议的掺和料最大掺量，科学合理的保证高海拔低气压下引气剂的引气效果，保障混凝 土的抗冻耐久性及长期工程安全。
[0023] 本发明专利通过当地原材料优选、配合比设计及现场施工及早期养护等步骤，配 制高海拔地区高抗冻水工混凝土，28d龄期抗冻等级达到F200以上，可保证高海拔地区混 凝土结构的抗冻耐久性，保障工程质量和安全，具有重要的工程应用前景。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0025] 本发明所述的一种高海拔地区高抗冻水工混凝土，其特征是：由胶凝材料、砂石骨 料、水和外加剂组成，单方该混凝土的成分和配比如下：
[0026] 胶凝材料为：230~420kg/m3,其中80~100%的水泥和0~20%的石灰石粉，或 者60~100%的水泥和0~40%的粉煤灰，或者60~100 %的水泥和0~20 %的石灰石 粉和0~20 %的粉煤灰；
[0027] 砂石骨料为：人工或天然砂石料，石子粒径为5mm~40mm，砂子粒径Omm~5mm， 砂石总量1800~21001^/111 3，其中，中石：小石=60:40、50:50或者45:55，砂率为30%~ 34%。砂石用量及最优砂率按照DL5330水工混凝土配合比设计规程确定；
[0028] 水为110~125kg/m3,水胶比不大于0· 48 ;
[0029] 外加剂为：高性能减水剂和引气剂，减水剂的掺量为胶凝材料总质量的0. 6~ 1. 2%，引气剂为胶凝材料总质量的0. 005% -0. 02%。
[0030] 所述混凝土浇筑温度为5 °C~35 °C。
[0031] 所述新拌混凝土含气量在3. 5 %~5. 5 %之间，硬化混凝土气泡间距系数 250 μ m〇
[0032] 所述混凝土适合在3000m及以上高海拔地区使用。
[0033] 实施例1
[0034] 一种高海拔地区高抗冻水工混凝土的配制方法，包括以下步骤：
[0035] (1)明确设计指标
[0036] 西藏水利某工程用混凝土，海拔3300km，设计要求强度等级C9025,抗冻等级 F200〇
[0037] (2)混凝土原材料及配合比
[0038] 原材料包括华新42. 5中热硅酸盐水泥、当地石灰石粉、天然人工混合骨料、江苏 博特JM-II高性能减水剂和GYQ引气剂。其中石粉品质检测结果见表1. 1。
[0039] 表1. 1石粉品质检测结果
[0041] 按照DL5330《水工混凝土配合比设计规程》规定，计算得到C9025混凝土的配置 强度为31. 6MPa。结合绝对体积法，设计并优化混凝土配合比，以及单方混凝土的原材料用 量，分别见表1.2和表1.3。
[0042] 混凝土为二级配常态混凝土，新拌混凝土坍落度为70~90mm，其中，中石：小石= 55:45。
[0043] 表1. 2混凝土配合比
[0045] 表1. 3混凝土原材料用量
[0047] (3)拌和及成型
[0048] 控制现场拌和及成型温度为25°C左右，脱模后喷雾进行早期湿养护。
[0049] ⑷混凝土性能测试
[0050] 参照DL/T 5150-2