一种混凝土的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种混凝土材料，其可用于地下工程使用。
【背景技术】
[0002] 随着我国现代工业的迅速发展和城市规模的不断扩大，城镇人口急剧增加，大中 型城市的交通问题十分严峻。轨道交通工程属于城市快速轨道交通系统，由于不受气候条 件的影响和安全、环保、快捷的运输特点，成为城市公共客运交通网络的骨干。
[0003] 自19世纪60年代伦敦第一条地铁建成以来，城市轨道交通已经成为世界性发展趋 势，并成为衡量城市现代化的重要标志。我国的城市轨道交通建设从上世纪60年代修建北 京地铁开始，随着国民经济的持续增长和城市规模的不断扩大，截止2014年末，我国累计有 22个城市建成投运城轨线路101条，运营线路长度3155公里，其中地铁2438公里，占线路总 长的77.3%;轻轨239公里，占线路总长的7.6%。预计到2020年，全国布局轨道交通的城市 将达到50个，总投资超过万亿元。可以说，我国目前正处于城市轨道交通的高潮期，已经成 为世界上最大的城市轨道交通建设市场。
[0004] 然而，轨道交通工程大多处于地下水位以下，虽然防水问题越来越受到重视，但由 于种种原因，地下结构均存在不同程度的渗漏现象，治理渗漏水问题时间长、难度大，且消 耗大量资金。地下工程防水一般遵循"以防为主、刚柔结合、多道设防、因地制宜、综合防治" 的原则，其中"防"是根本，也是目前工程领域研究的主要内容。而就具体的车站混凝土结构 而言，混凝土开裂是造成渗漏的重要原因之一，结构阻裂与防渗紧密相关。因此，提高结构 混凝土的阻裂性能，是控制结构渗漏的关键。
[0005]混凝土作为地下工程防水的主体，合理选择原材料、优化配合比并使用功能性阻 裂材料，是从源头上减小超大体积结构混凝土的温降收缩和自收缩，抑制结构混凝土开裂 的主要措施。在原材料选择与配合比优化方面，采用水化热低的水泥品种、严格控制砂石骨 料的含泥量和级配、掺加粉煤灰等矿物掺合料、掺加纤维、降低水泥用量、使用收缩变形更 小的聚羧酸高效减水剂等技术已取得一定应用效果。
[0006] 但是仅采用这些措施来抑制混凝土的收缩开裂还远远不够，由于快速施工对混凝 土早期强度的要求，现代水泥的细度越来越高，造成水泥早期水化速率越来越快，水泥水化 放热过程越来越集中，混凝土开裂(特别是早期开裂）问题更为突出。
[0007] 而且，防水混凝土要起到防水作用，除混凝土本身具有较高的致密性、抗渗性以 外，还要求混凝土施工完后不开裂，特别是不能产生贯穿性裂缝。在混凝土中掺膨胀剂能补 偿收缩，是提高超长结构混凝土阻裂性的主要措施，大多用于控制有害裂缝的钢筋混凝土 结构工程，并在一些轨道工程中得到了应用，如上海地铁、苏州地铁等。但目前现有膨胀混 凝土还存在膨胀历程与混凝土的温度历程不匹配等问题，由此导致其应用效果褒贬不一。
[0008] 抗裂硅质防水剂作为一种新材料，旨在提高混凝土的阻裂与防水作用，在城市轨 道交通中的应用范围较少，相关的应用研究少之又少。随着近年来大体积及侧墙结构混凝 土温度开裂问题日益突出，有必要对这种新产品的应用效果进行研究。
[0009] 其中，重点研究掺抗裂硅质防水剂的混凝土膨胀历程，以及水化放热历程双重调 控技术，在降低结构温升的同时有效补偿混凝土的收缩变形，其研究成果也可为整个行业 的混凝土结构阻裂、防水技术水平提升作出贡献，对我国飞速发展的轨道交通基础设施和 工程建设、提高工程的安全性、耐久性和服役寿命、获得优异的性能价格比方面起着举足轻 重的作用。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于提供一种混凝土，其在阻裂、防渗方面、工作性能方面以及耐久 性能方面，具有$父尚的性能指标。
[0011] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0012] 一种混凝土，其组成成分包括普通硅酸盐水泥、矿物掺合料、减水剂、中砂、碎石、 抗裂硅质防水剂(FQY)、水;其中所述矿物掺合料包括粉煤灰和粒化高炉矿渣粉，所述中砂 细度模数为2.3~2.9，所述碎石为粒径5~25_的连续级配碎石颗粒。
[0013] 进一步的，其中各组分间的质量配比范围是：
[0014] 普通硅酸盐水泥：220~295kg/m3
[0015] 矿物掺合料：100~180kg/m3
[0016] 减水剂:3~5kg/m3
[0017] 中砂：680 ~815kg/m3
[0018] 碎石:920 ~1100kg/m3
[0019] FQY:30~45kg/m3
[0020] 水量：150 ~165kg/m3。
[0021] 进一步的，其中所述各组分间的质量配比范围是：
[0022] 普通硅酸盐水泥：230~255kg/m3
[0023] 矿物掺合料：100~130kg/m3
[0024] 减水剂：3 ~4kg/m3
[0025] 中砂：730 ~780kg/m3
[0026] 碎石：1020 ~1080kg/m3
[0027] FQY:35~42kg/m3
[0028] 水量：155 ~160kg/m3。
[0029] 进一步的，其中所述抗裂硅质防水剂，其组成成分包括氧化钙、硫铝酸钙膨胀熟 料、硬石膏、缓释剂。
[0030] 进一步的，其中所述的氧化钙和硫铝酸钙膨胀熟料:硬石膏:缓释剂的重量百分比 为80%~90% :10%~20% :0.01 %~0.04%。
[0031] 进一步的，其中所述粉煤灰包括I级粉煤灰，所述粒化高炉矿渣粉包括S95级矿渣 粉。
[0032]进一步的，其中所述I级粉煤灰和S95级矿渣粉，二者比例为1:1~1.2:1。
[0033] 进一步的，其中所述碎石，其采用5~16mm和16~25mm碎石复配，复配比例按重量 百分比为30% :70%。
[0034] 进一步的，其水胶比为0 · 40~0 · 45，砂率为38%~45%。
[0035]进一步的，其中所述减水剂包括聚羧酸高性能减水剂。
[0036]相对于现有技术，本发明具有以下有益效果是:本发明涉及的一种新型的混凝土， 采用全新的组分及其配比，针对目前地下混凝土结构极易出现裂缝和渗漏水现象，以及阻 裂防渗混凝土配合比设计不合理等问题，应用自行配制的混凝土配合比，结合聚羧酸高性 能减水剂，调整粗细集料的级配，利用粉煤灰和矿粉双掺效应，在满足高性能混凝土基本要 求的情况下，将混凝土中胶凝材料的水化放热过程明显延缓，温峰、温降速率、绝热温升以 及混凝土结构物的温度应力显著降低，并不断释放有效膨胀能，膨胀速率稳定、可控，显著 补偿混凝土自身收缩，使地下混凝土结构的开裂风险大大降低。
【附图说明】
[0037] 图1是本发明涉及的碎石的级配曲线示意图；
[0038] 图2是本发明涉及的胶凝材料微量水化热曲线图；
[0039]图3是本发明涉及的混凝土基准样和优选例，其绝热温升曲线图；
[0040]图4是本发明涉及的混凝土基准样，其干燥收缩曲线图；
[0041 ]图5是本发明涉及的混凝土优选例，其干燥收缩曲线图；
[0042]图6是本发明涉及的混凝土优选例，其限制膨胀率和抗压强度随龄期变化曲线图； [0043]图7是本发明涉及的混凝土优选例，其浇筑某一段侧墙后，该段侧墙的时间-温度-应变值曲线图。
【具体实施方式】
[0044] 以下将结合说明书附图对本发明涉及的一种混凝土的技术方案作进一步的详细 说明。
[0045] 本发明的一个实施方式，提供了一种新型混凝土材料的优选例，其强度为C35。其 包括的各组分的用量为普通硅酸盐水泥240kg/m 3、矿物掺合料108kg/m3、减水剂3.5kg/m3、 中砂760kg/m 3、碎石1049kg/m3、抗裂娃质防水剂(FQY) 40kg/m3以及用水量159kg/m3。
[0046] 其中，所述抗裂硅质防水剂(FQY)，包括膨胀熟料、硬石膏、缓释剂材料，这些材料 按一定比例复合而成。其中一个具体的复合比例为膨胀熟料:硬石膏:缓释剂= 80% :20% : 0.02%〇
[0047]进一步的，所述膨胀熟料通过精选高化学品位的石灰石、研^土、铁粉及石膏，按照 一定的比例在回转窑1300°C~1350Γ高温煅烧而成，以氧化钙和硫铝酸钙为主要膨胀源； 硬石膏有助于改善膨胀熟料的膨胀效果;缓释剂为一种有机高分子组分，在水泥水化初期， 在熟料表面形成包裹膜，降低水泥水化反应速率。
[0048]本发明采用添加剂FQY替代部分普通硅酸盐水泥，掺入混凝土后，使混凝土具有明 显的补偿收缩，减缓水化放热，保坍及阻裂效果，提高了混凝土密实性、工作性。
[0049] 其中所述普通硅酸盐水泥，通常是含有少量（15%左右）的工业固体废弃物在里 面，一般包括P. 042.5和52.5两个等级。其中所述中砂的细度模数为2.3~2.9。而所述碎石 是由粒径5~16mm和粒径16~25mm碎石复配得5~25mm连续级配，较优的复配比例按重量百 分比为30% :70%，可达最大堆积密实度，其级配曲线，请参阅图1所示。
[0050] 其中所述矿物掺合料包括I级粉煤灰和S95级矿渣