本发明涉及一种混凝土配比方法，具体涉及一种新型的c20混凝土的配比方法，属于混凝土制备方法技术领域。
背景技术：
地下金属矿山生产过程中需要爆破回收矿石资源，在爆破后巷道的围岩受到爆破冲击波的作用后会发生破碎冒落等现象，如不及时进行喷浆支护，会对人员设备的安全作业产生危害，而喷浆支护主要使用c20的混凝土，对混凝土的抗压强度要求较高，一般生产c20的混凝土采用的配比中，水泥的用量过高会导致生产成本增加，水泥的用量过低会影响混凝土的抗压强度。炼铁工序中附带产品水渣微粉和水泥的性质非常相似，水渣微粉价格约为50元/吨，水泥价格约为150元/吨，如果可以利用水渣微粉替代一定比例的水泥，一方面可以减少水泥的消耗量，大大降低生产成本消耗，预计可节约约100元/吨，另一方面也可以保证混凝土的抗压强度满足井下巷道喷浆支护要求，同时在混凝土配比材料中加入一定比例的速凝剂、缓凝剂和钢纤维，可以有效的降低喷浆混凝土的回弹率、减少粉尘、延长混凝土的塑性、增强混凝土的抗弯性能、加强混凝土的韧性和抗冲击能力。
技术实现要素：
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种新型的c20混凝土的配比方法，该方法在合理范围内可以有效减少水泥的使用量，降低了喷浆支护的回弹率，减少了现场作业的粉尘，提高了混凝土的抗变形能力，增强了混凝土的韧性和抗冲击强度。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种新型的c20混凝土的配比方法，其特征在于，所述混凝土由水渣微粉、水泥、砂、石子、水、速凝剂、缓凝剂、钢纤维组成，所述水渣微粉：水泥：砂：石子：水：速凝剂：缓凝剂：钢纤维的质量比是235-250:155-165:780-790:778-795：215-240:23-26:4-5：12-15。以上混凝土配比材料成分由电脑控制，精确质量比例要求加入到搅拌站系统，充分搅拌2-3分钟后，通过地面东南井的混凝土管道溜放至井下采区-303m水平，再通过-303m水平的混凝土运输车运送至采区生产区域需要喷浆的地点，经过normet喷浆台车按标准喷射至岩帮破碎的区域，以达到支护岩帮，保证职工作业安全的最终目的。
一种新型的c20混凝土的配比方法，所述混凝土中的水渣微粉、水泥、砂、石子、水、速凝剂、缓凝剂、钢纤维的质量比例是235:156:783:783：218:23.5:4：13。
一种新型的c20混凝土的配比方法，所述水渣微粉、水泥、砂、石子、水、速凝剂、缓凝剂、钢纤维的质量比例是240:159:790:778：220:24.5:4.5：15。
一种新型的c20混凝土的配比方法，所述水渣微粉、水泥、砂、石子、水、速凝剂、缓凝剂、钢纤维的质量比例是236:156:786:780：225:23.5:5.0：12.5。
一种新型的c20混凝土的配比方法，所述水渣微粉、水泥、砂、石子、水、速凝剂、缓凝剂、钢纤维的质量比例是241:162:785:792：230:25.5:4.6：13.5。
一种新型的c20混凝土的配比方法，所述水渣微粉、水泥、砂、石子、水、速凝剂、缓凝剂、钢纤维的质量比例是248:165:787:795：236:24.5:4.8：14.5。
一种新型的c20混凝土的配比方法，所述水渣微粉、水泥、砂、石子、水、速凝剂、缓凝剂、钢纤维的质量比例是238:156:787:795：240:23.2:4.6：13.0。
作为本发明的一种改进，所述速凝剂为starbuilda700(星标a700)速凝剂，外观为浅米色粉状物，ph值3.0±1.0，密度1.430±0.020g/ml，固体含量62.0±3.1%。产品检验标准符合gb/t8077-2000,加入速凝剂后可以有效的降低喷射混凝土的回弹率，回弹率由之前的20%降低到目前的5%，提高了混凝土的上墙效果，同时也减少了现场作业时的粉尘，改善了职工的作业环境。
作为本发明的一种改进，所述的缓凝剂为starbuildhp320(星标hp320砼高效缓凝剂)，ph值11.5±1.0，密度1.200±0.020g/ml，固体含量30.0±1.9%，氯离子含量≦1.0%，碱含量≦8.0%。产品检验标准符合gb/t8077-2000,能推迟水泥水化反应，从而延长混凝土的凝结时间，使新拌混凝土较长时间保持塑性，方便长距离转运作业，提高施工效率，同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响。
作为本发明的一种改进，其特征在于，所述的钢纤维为增强砂浆或混凝土而加入的、长度和直径在一定范围内的细钢丝。截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10~60mm，直径为0.2~0.6mm，长径比为30~100。钢纤维在混凝土中不会结球，分布均匀，可在喷浆混凝土搅拌站进行生产并能用于泵送施工。钢纤维混凝土的实际工作性优于相同的坍落度的普通混凝土。钢纤维混凝土具有良好的材料性能，与普通混凝土相比，其抗压强度提高2~20%;弯拉强度提高20~50%;劈裂抗拉强度提高20~40%;耐磨性能提高40%左右，其物理力理性能完全可以满足井下喷浆支护混凝土需求的技术指标。钢纤维粗糙而洁净的表面，能与混凝土中的水泥浆体牢固的结合，这是钢纤维提高混凝土各种性能的根本原因。
作为本发明的进一步优化，所述的砂为中粗砂；所述的砂为未扣除含水量的中粗砂；所述的水为没有加上砂的含水量；所述的水泥为p.042.5级别的水泥；所述的石子的粒径为不大于15mm。
上述技术方案的优点如下：
1.1水渣微粉替代水泥
水渣微粉是把热熔状态的高炉渣置于水中急速冷却的过程中形成的，主要有渣池水淬或炉前水淬两种方式。水渣微粉作建材用于生产水泥和混凝土，由于水渣微粉具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下，可以作为优质的水泥原料。
水渣微粉的主要化学成分组成主要有caco3、mg(oh)2、mg(oh)2·mgco3、mg3(po4)2、ca10(oh)2(po4)6、3mgo·2sio22h2o、fe2o3和fe3o4等。具有超高活性，将其作为掺合料掺入水泥混凝土中，可与水泥中c2s和c2s水化产生的ca(oh)2、mg(oh)2反应，进一步形成水化硅酸钙、硅酸镁产物，填充于水泥混凝土的孔隙中，大幅度提高水泥混凝土的致密度，同时将强度较低的ca(oh)2、mg(oh)2晶体转化成为强度较高的水化硅酸钙凝胶，从而使水泥混凝土的一系列性能得到显著改善。
水渣微粉优点
水渣微粉替代各种用途混凝土及水泥制品中的水泥用量，可以明显的改善混凝土和水泥制品的综合性能。水渣微粉作为高性能混凝土的新型掺合料，具有改善混凝土各种性能的优点，具体表现为：
1）可以大幅度提高水泥混凝土的强度，能配制出超高强水泥混凝土；
2）可以有效抑制水泥混凝土的碱骨料反应，显著提高水泥混凝土的抗碱骨料反应性能，提高水泥混凝土的耐久性；
3）可以有效提高水泥混凝土的抗海水浸蚀性能，特别适用于抗海水工程；
4）可以显著减少水泥混凝土的泌水量，改善混凝土的和易性；
5）可以显著提高水泥混凝土的致密性，改善水泥混凝土的抗渗性；
6）可以显著降低水泥混凝土的水化热，适用于配置大体积混凝土；
水渣微粉相对水泥中常用的替代品矿渣微粉对比：
1）水渣微粉比矿渣微粉的细度更细，水渣微粉加工细度一般为比表面积300/400m2/kg，换算成目的话在325-400目之间。而矿渣微粉的加工细度一般的比表面积仅能达到400m2/kg~500m2/kg，换算成目的话在425-500目之间,水渣微粉性能更接近水泥的特性。
2）矿渣微粉是将铁高炉排出的矿渣外加少量助磨剂经超细粉磨后而得到的一种粉未状产品。其主要化学成分为sio2、ai2o3和cao，对比水渣微粉的主要化学成分组成主要有caco3、mg(oh)2、mg(oh)2·mgco3、mg3(po4)2、ca10(oh)2(po4)6、3mgo·2sio22h2o、fe2o3和fe3o4等，可以看出水渣微粉含有更多的钙、镁、硅、铁元素的化学组分，水渣微粉比矿渣微粉具有更高的活性，更易于参与水泥混凝土的理化反应，更加有效改善混凝土各种性能。
速凝剂
本发明中使用的速凝剂为starbuilda700(星标a700)速凝剂，外观为浅米色粉状物，ph值3.0±1.0，密度1.430±0.020g/ml，固体含量62.0±3.1%，产品检验标准符合
gb/t8077-2000,加入速凝剂后可以有效的降低喷射混凝土的回弹率，回弹率由之前的20%降低到目前的5%，提高了混凝土的上墙效果，同时也减少了现场作业时的粉尘，改善了职工的作业环境。
缓凝剂
本发明中使用的缓凝剂为starbuildhp320(星标hp320砼高效缓凝剂)，ph值11.5±1.0，密度1.200±0.020g/ml，固体含量30.0±1.9%，氯离子含量≦1.0%，碱含量≦8.0%，产品检验标准符合gb/t8077-2000,能推迟水泥水化反应，从而延长混凝土的凝结时间，使新拌混凝土较长时间保持塑性，方便长距离转运作业，提高施工效率，同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响。
钢纤维
本发明中使用的钢纤维为为增强砂浆或混凝土而加入的、长度和直径在一定范围内的细钢丝。截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10~60mm，直径为0.2~0.6mm，长径比为30~100。钢纤维在混凝土中不会结球，分布均匀，可在喷浆混凝土搅拌站进行生产并能用于泵送施工。钢纤维混凝土的实际工作性优于相同的坍落度的普通混凝土。钢纤维混凝土具有良好的材料性能，与普通混凝土相比，其抗压强度提高2~20%;弯拉强度提高20~50%;劈裂抗拉强度提高20~40%;耐磨性能提高40%左右，其物理力理性能完全可以满足井下喷浆支护混凝土需求的技术指标。钢纤维粗糙而洁净的表面，能与混凝土中的水泥浆体牢固的结合，这是钢纤维提高混凝土各种性能的根本原因。
使用上述配比，在合理范围内可以有效减少水泥的使用量，降低了喷浆支护的回弹率，减少了现场作业的粉尘，提高了混凝土的抗变形能力，增强了混凝土的韧性和抗冲击强度，降低了支护生产成本，生产出的混凝土的坍落度在130±20mm，混凝土的抗压强度已经达到22.6-25.8mpa，完全符合c20混凝土要求。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例对本案做详细的说明。
实施例1：
一种金属矿山井下喷浆支护新型c20混凝土配比方法，该混凝土中的水渣微粉、水泥、砂、石子、水、速凝剂、缓凝剂、钢纤维的质量比例是240:159:790:778：220:24.5:4.5：15。砂为中粗砂，砂为未扣除含水量的中粗砂，水为没有加上砂的含水量，水泥为p.042.5级别的水泥，石子的粒径为不大于15mm，速凝剂为starbuilda700(星标a700)速凝剂，（外观为浅米色粉状物，ph值2.3，密度1.433g/ml，固体含量61.6%，产品检验标准符合gb/t8077-2000）,缓凝剂为starbuildhp320(星标hp320)砼高效缓凝剂（ph值10.9，密度1.320g/ml，固体含量30.5%，氯离子含量≦1.0%，碱含量≦8.0%，产品检验标准符合gb/t8077-2000），钢纤维为截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10~60mm，直径为0.2~0.6mm，长径比为30~100。生产出的混凝土的坍落度在140mm，混凝土28d养护的抗压强度已经达到22.6mpa，完全符合c20混凝土要求。
实施例2：
一种金属矿山井下喷浆支护新型c20混凝土配比方法，该混凝土中的水渣微粉、水泥、砂、石子、水、速凝剂、缓凝剂、钢纤维的质量比例是236:156:786:780：225:23.5:5.0：12.5。砂为中粗砂，砂为未扣除含水量的中粗砂，水为没有加上砂的含水量，水泥为p.042.5级别的水泥，石子的粒径为不大于15mm，速凝剂为starbuilda700(星标a700)速凝剂，（外观为浅米色粉状物，ph值3.3，密度1.553g/ml，固体含量63.8%，产品检验标准符合gb/t8077-2000）,缓凝剂为starbuildhp320(星标hp320)砼高效缓凝剂（ph值11.9，密度1.210g/ml，固体含量31.5%，氯离子含量≦1.0%，碱含量≦8.0%，产品检验标准符合gb/t8077-2000），钢纤维为截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10~60mm，直径为0.2~0.6mm，长径比为30~100。生产出的混凝土的坍落度在135mm，混凝土28d养护的抗压强度已经达到23.9mpa，完全符合c20混凝土要求。
实施例3：
一种金属矿山井下喷浆支护新型c20混凝土配比方法，该混凝土中的水渣微粉、水泥、砂、石子、水、速凝剂、缓凝剂、钢纤维的质量比例是241:162:785:792：230:25.5:4.6：13.5。砂为中粗砂，砂为未扣除含水量的中粗砂，水为没有加上砂的含水量，水泥为p.042.5级别的水泥，石子的粒径为不大于15mm，速凝剂为starbuilda700(星标a700)速凝剂，（外观为浅米色粉状物，ph值3.6，密度1.565g/ml，固体含量62.2%，产品检验标准符合gb/t8077-2000）,缓凝剂为starbuildhp320(星标hp320)砼高效缓凝剂（ph值10.6，密度1.110g/ml，固体含量32.0%，氯离子含量≦1.0%，碱含量≦8.0%，产品检验标准符合gb/t8077-2000），钢纤维为截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10~60mm，直径为0.2~0.6mm，长径比为30~100。生产出的混凝土的坍落度在145mm，混凝土28d养护的抗压强度已经达到24.3mpa，完全符合c20混凝土要求。
实施例4：
一种金属矿山井下喷浆支护新型c20混凝土配比方法，该混凝土中的水渣微粉、水泥、砂、石子、水、速凝剂、缓凝剂、钢纤维的质量比例是248:165:787:795：236:24.5:4.8：14.5。砂为中粗砂，砂为未扣除含水量的中粗砂，水为没有加上砂的含水量，水泥为p.042.5级别的水泥，石子的粒径为不大于15mm，速凝剂为starbuilda700(星标a700)速凝剂，（外观为浅米色粉状物，ph值3.8，密度1.558g/ml，固体含量61.5%，产品检验标准符合gb/t8077-2000）,缓凝剂为starbuildhp320(星标hp320)砼高效缓凝剂（ph值10.8，密度1.113g/ml，固体含量31.6%，氯离子含量≦1.0%，碱含量≦8.0%，产品检验标准符合gb/t8077-2000），钢纤维为截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10~60mm，直径为0.2~0.6mm，长径比为30~100。生产出的混凝土的坍落度在129mm，混凝土28d养护的抗压强度已经达到25.8mpa，完全符合c20混凝土要求。
实施例5：
一种金属矿山井下喷浆支护新型c20混凝土配比方法，该混凝土中的水渣微粉、水泥、砂、石子、水、速凝剂、缓凝剂、钢纤维的质量比例是238:156:787:795：240:23.2:4.6：13.0。砂为中粗砂，砂为未扣除含水量的中粗砂，水为没有加上砂的含水量，水泥为p.042.5级别的水泥，石子的粒径为不大于15mm，速凝剂为starbuilda700(星标a700)速凝剂，（外观为浅米色粉状物，ph值3.5，密度1.585g/ml，固体含量60.9%，产品检验标准符合gb/t8077-2000）,缓凝剂为starbuildhp320(星标hp320)砼高效缓凝剂（ph值10.5，密度1.131g/ml，固体含量31.8%，氯离子含量≦1.0%，碱含量≦8.0%，产品检验标准符合gb/t8077-2000），钢纤维为截面为圆形的长直钢纤维，其长度为10~60mm，直径为0.2~0.6mm，长径比为30~100。生产出的混凝土的坍落度在149mm，混凝土28d养护的抗压强度已经达到25.5mpa，完全符合c20混凝土要求。
通过以上表格可以看出，该发明提供的混凝土配比方法生产的喷浆混凝土的坍落度、抗压强度的指标明显好于现有实际技术水平，井下现场应用状况良好。
本发明具体实施由宝钢集团南京梅山冶金发展有限公司矿业分公司支护分厂按照方案施工，按照此方法自实验以来在井下-288m、-303m、-318m、-330m、-348m水平完成约3000m³破碎、冒落、裂隙等不稳定巷道的喷浆支护，经过28天的养护后，整体强度经检测已经达到22.6-25.8mpa，完全满足了c20混凝土的强度要求，同时替代水泥249吨，节省了经济成本约2.5万元，预计每年应用水渣微粉可替代水泥约1000吨，可节约经济成本约10万元，长期使用会有效降低支护生产成本，同时在混凝土配比材料中加入一定比例的速凝剂、缓凝剂和钢纤维，可以有效的降低喷浆混凝土的回弹率、减少粉尘、延长混凝土的塑性、增强混凝土的抗弯性能、加强混凝土的韧性和抗冲击能力。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。