本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及延性缓凝细石混凝土的制备技术。
背景技术：
目前，建设工程、水利工程、交通工程、水运工程等领域的钢筋混凝土建筑物中墩墙开裂问题突出，这是由于墩墙混凝土凝结硬化阶段因温度收缩、自收缩、塑性收缩、干燥收缩等引起的变形，受到下部结构的约束时，产生温度应力。而普通混凝土抗压强度高，但抗拉强度较低，抗拉强度仅为抗压强度的1/8～1/13，弹性模量较高，混凝土延性较低；当混凝土温度应力超过抗拉强度时，混凝土将会产生裂缝。为了解决墩墙混凝土温度裂缝问题，工程上一般采取的技术措施包括：布置抗裂钢筋，设置加强带、后浇带，减少一次浇筑的结构尺寸，降低水泥用量，使用矿物掺合料、抗裂纤维、膨胀剂，降低混凝土入仓温度，通水冷却，保温保湿养护等，但大量的墩墙结构仍然出现温度裂缝，有的结构裂缝还比较严重。混凝土结构产生的有害裂缝，不仅影响结构外观，还会加速混凝土结构耐久性失效，使内部钢筋提前锈蚀，还严重影响建筑物外观质量，给人心里不安全感。如果在墩墙根部浇筑一层延性缓凝混凝土，其凝结时间迟于墩墙上部的普通混凝土36小时～60小时，待上部混凝土已经凝结硬化、完成大部分收缩变形后，墩墙根部的延性缓凝混凝土才开始凝结硬化，这就减轻了底板对墩墙温度变形的约束，降低墩墙温度应力，从而减少墩墙裂缝产生风险。
高度超过10m的墙体需要的浇筑时间长，如果浇筑过程中因故暂停，则可能形成施工冷缝。如果在暂停之前先浇筑一层延性缓凝混凝土，则可以避免产生施工冷缝。
技术实现要素：
针对以上现有技术的缺陷和施工工艺的需求，本发明的目的是提出一种初凝时间为48h～72h延性缓凝细石混凝土的制备方法。
本发明技术方案是：先将细骨料、橡胶细颗粒、粗骨料和纤维拌和10～30秒，然后再加入水泥、粉煤灰、矿渣粉、增强密实剂、氧化镁膨胀剂和第一份拌和用水，再拌和10～30秒后，投入第二份拌和用水、减水剂、引气剂和缓凝剂，再拌和均匀，即得初凝时间为48h～72h延性缓凝细石混凝土；
所述水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂的合计量占混凝土总质量的420～480kg/m3；
所述粉煤灰、矿渣粉、增强密实剂的合计量占水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂的合计质量的30%～50%；
所述粉煤灰占水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂的合计质量的10%～20%；
所述矿渣粉占水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂的合计质量的15%～20%；
所述增强密实剂占水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂的合计质量的5%～10%；
所述氧化镁膨胀剂占水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂的合计质量的3%～6%；
所述水占水泥、粉煤灰、矿渣粉、增强密实剂和氧化镁膨胀剂合计质量的40%～48%；
所述减水剂占水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂合计质量的0.6%～1.6%，
所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水率为25%～30%；
所述引气剂占水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂合计质量的0.03%～0.05%；
所述缓凝剂占水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂合计质量的0.8%～1.8%；
所述橡胶细颗粒占细骨料和橡胶细颗粒合计质量的3%～6%；
所述细骨料和橡胶细颗粒质量之和占细骨料、橡胶细颗粒和粗骨料合计质量的36%～45%；
所述纤维占混凝土总量的2.0kg/m3～4.0kg/m3；
所述第一份拌和用水与第二份拌和用水的质量比为30～50∶70～50。
以上初凝时间为48h～72h延性缓凝细石混凝土的初凝时间测试，是指依据《水工混凝土试验规程》（sl352—2006）在养护温度为17～23℃时测试的数据。
本发明采用水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂组成胶凝材料，粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂既改善了混凝土拌合物性能，还能提高混凝土早期或后期强度，改善孔隙结构，提高混凝土密实性能；同时还达到节约资源、保护环境的效果。
本发明适用于建设工程、水利工程、交通工程、水运工程等领域的墩墙钢筋混凝土结构，在墩墙的根部浇筑一层延性缓凝混凝土，也可适用于地下咬合桩、需要分次浇筑的结构施工缝部位。
通常普通混凝土拉压比低、弹性模量较高，混凝土延性较低，本发明掺入橡胶细颗粒和纤维，改善了混凝土应力应变关系，提高了混凝土的延性、韧性和抗裂能力。橡胶细颗粒采用细度为40目、50目或80目中的一种。纤维分散于混凝土中，降低混凝土早期收缩率，也可分散硬化混凝土裂缝的分布，减少裂缝开展的宽度，防止有害裂缝产生，同时还能提高混凝土的韧性。纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维中的一种。
在混凝土中掺入增强密实剂，如超细粉煤灰、超细矿渣粉或硅粉中的一种。能够改善胶凝材料的颗粒级配，填充胶凝材料毛细孔隙，发挥密实、填充作用，使混凝土的密实性得到提高。超细粉煤灰、超细矿渣粉和硅粉还能发挥较高的火山灰活性作用，特别是硅粉为一种高活性矿物掺合料。增强密实剂能起到提高混凝土早期或后期的强度、耐久性能等作用。增强密实剂占水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂的合计质量的5%～10%。
选用减水剂能够减少混凝土的水泥用量和胶凝材料用量，能改善混凝土的孔隙结构，提高混凝土密实性，采用聚羧酸高性能减水剂配制的混凝土收缩率一般低于其他品种的减水剂；对于配制延性缓凝细石混凝土，选用聚羧酸高性能减水剂，所述减水剂的减水率为25%～30%；聚羧酸高性能减水剂占水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂合计质量的0.6%～1.6%。
选用缓凝剂是为了延长混凝土凝结时间，所述缓凝剂按《混凝土外加剂（gb8076—2008）标准进行检验，掺缓凝剂的混凝土在掺量占水泥质量1.8%时初凝时间大于72h。
为了提高混凝土的抗冻性能，提高新拌混凝土拌合物的和易性，防止新拌混凝土拌合物产生离析、泌水和板结现象，在混凝土中掺入引气剂。所述引气剂占水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂合计质量的0.03%～0.05%。
为了防止纤维在混凝土搅拌过程中聚集成团，提高纤维和橡胶细颗粒分散均匀性，本发明先将细骨料、橡胶细颗粒、粗骨料和纤维一起搅拌。
为了提高减水剂、引气剂和缓凝剂对水泥、粉煤灰、矿渣粉、增强密实剂、氧化镁膨胀剂的相容性，减少吸附性，将水泥、粉煤灰、矿渣粉、增强密实剂、氧化镁膨胀剂、第一份拌和用水和上述已进行搅拌的细骨料、橡胶细颗粒、粗骨料和纤维一起搅拌。
最后将第二份拌和用水、减水剂、引气剂和缓凝剂，与上述已进行搅拌的水泥、粉煤灰、矿渣粉、增强密实剂、氧化镁膨胀剂、第一份拌和用水、细骨料、橡胶细颗粒、粗骨料和纤维一起搅拌，直至拌和均匀。
总之，采用本发明以上配比形成的混凝土能够延长混凝土凝结时间，提高硬化混凝土的密实性能、耐久性能、韧性和延性。
进一步地，本发明所述水泥为强度等级42.5普通硅酸盐水泥、42.5硅酸盐水泥、52.5普通硅酸盐水泥或52.5硅酸盐水泥中的一种；同时要求水泥的比表面积不大于350m2/kg，标准稠度用水量不大于28%，这是由于水泥标准稠度用水量每增加1%，混凝土用水量增加5～8kg/m3，本发明选择标准稠度用水量较低的水泥有利于降低混凝土的用水量。
本发明混凝土中掺入粉煤灰、矿渣粉，能够改善混凝土的和易性、可泵性，提高后期强度，降低混凝土的孔隙率，提高混凝土的密实性能，降低混凝土的水化热。所述粉煤灰为符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（gb/t1596—2017）标准要求的f类ⅰ级或ⅱ级粉煤灰。
矿渣粉的比表面积越大，活性越高，混凝土早期水化热与自收缩都将随矿渣粉比表面积的增大而增加，因此，矿渣粉为符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉（gb/t18046—2017）标准要求的s95级粒化高炉矿渣粉，比表面积不大于450m2/kg。
混凝土凝结硬化后会产生体积收缩，混凝土中掺入氧化镁膨胀剂，与水发生水化反应形成氢氧化镁，使混凝土产生延迟性体积膨胀，可以补偿混凝土的体积收缩。掺入活性反应时间为100～200s的轻烧氧化镁，混凝土能够获得较好的膨胀性能。因此，所述氧化镁膨胀剂为《混凝土用氧化镁膨胀剂》（cbmf19—2017）标准中中速型混凝土用氧化镁膨胀剂。
本发明在混凝土中掺入橡胶细颗粒，可以提高混凝土的延性、韧性和断裂能，提高断裂后的极限拉伸率；橡胶细颗粒本身的弹性模量较低，类似于弹簧单元能够消除或者减缓混凝土试件中存在的各种内力，减少应力集中，同时还能够有效地抑制和延缓微裂缝的延伸和扩展，使得这些微裂缝彼此之间不能连接贯通，推迟了混凝土出现可见宏观裂缝的时间，从而能够改善混凝土的韧性；但橡胶细颗粒具有疏水性，与水泥浆体界面粘结较弱，且其本身弹性模量低，混凝土中掺入橡胶细颗粒会造成强度下降；橡胶细颗粒越细，混凝土用水量也会增加，加工橡胶细颗粒需要的能耗也会增加；橡胶细颗粒越粗，与水泥浆的粘结强度会越低，因其弹性模量低，也会引起混凝土强度降低。因此，所述橡胶细颗粒的细度为40目、50目或80目。
细骨料越细则表面积越大，用于混凝土用水量会增大，细骨料粗则混凝土砂率增加，混凝土收缩会增加。因此，本发明选用细骨料的细度模数为2.4～3.1；细骨料中的泥、泥块和云母会增加混凝土的收缩，降低抗冻性能。因此，所述细骨料中泥含量≤1wt%，泥块含量为0，云母含量≤0.5wt%。
粗骨料粒径越大，与水泥砂浆的粘结强度会降低，混凝土的延性会降低，同时粗骨料粒径大也会增加混凝土拌合物离析的可能，并容易使墩墙根部产生蜂窝、渗水、窨潮等施工缺陷，因此，所述粗骨料为5～15mm连续级配。另外，粗骨料的泥含量和泥块含量越多则混凝土收缩越大，抗冻性能也会降低；针片状颗粒含量多则混凝土拌合物的质量下降，也增加混凝土用水量；压碎值大会降低混凝土强度；吸水率大则混凝土的坍落度损失加快，也会增加混凝土拌合用水量，因此，所述粗骨料为5～16mm连续粒级、洁净的碎石或卵石，粗骨料的泥含量≤0.5wt%，泥块含量为0，针片状颗粒含量≤8%，压碎值≤10%，吸水率≤1%。
在混凝土中掺入橡胶细颗粒会降低混凝土的早期强度和后期强度，掺入缓凝剂会降低混凝土的早期强度，缓凝剂掺量过多还会降低混凝土的后期强度。为弥补强度损失，在混凝土中掺入增强密实剂。所述增强密实剂为超细粉煤灰、超细矿渣粉或硅粉中的一种。
纤维分散于混凝土中，能够降低混凝土早期收缩率，也可分散硬化混凝土裂缝的分布，减少裂缝开展的宽度，防止产生有害裂缝，同时还能提高混凝土的韧性。所述纤维为《水泥混凝土和砂浆用合成纤维（gb/t21120—2018）标准中聚丙烯纤维或聚丙烯腈纤维，断裂强度≥500mpa，初始模量≥5×103mpa，断面伸长率≥30%。
本发明之初凝时间为48h～72h延性缓凝细石混凝土与普通混凝土相比，具有以下特点：
1）混凝土初凝时间在48h～72h。
2）抗弯弹性模量降低20%以上，抗弯极限拉伸值提高50%以上，提高了混凝土的抗裂性能。
3）抗冲磨性能是普通混凝土的1.5倍以上，抗碳化性能、抗氯离子渗透性能大于普通混凝土。
4）使用废旧轮胎细颗粒，使用粉煤灰、矿渣粉等工业废渣，作为改善混凝土性能的功能材料，解决废旧轮胎、粉煤灰、矿渣粉等占地、污染环境的问题，达到保护环境、变废为宝、资源循环利用的目的。
具体实施方式
一、工程目标：
某水闸工程为内河一般环境水工建筑物，5孔，单孔净宽10m，分2块底板，其中一块底板为两孔一联，另一块底板为三孔一联。闸墩长度为30m，高度为12m，中墩厚度为1.8m，边墩和缝墩厚度为1.2m。底板、闸墩等结构部位，混凝土设计强度等级为c30，抗冻等级f50，抗渗等级w6。
为防止闸墩施工过程中产生温度裂缝，在浇筑闸墩时，先在闸墩根部浇筑一层20cm厚度c30延性缓凝细石混凝土，混凝土初凝时间为60～70h。
二、混凝土的制备：
1、原料配备：
（1）水泥。
42.5普通硅酸盐水泥，水泥强度符合《通用硅酸盐水泥》（gb175—2007）标准的规定。水泥的比表面积为330m2/kg，标准稠度用水量为27.2%。
（2）粗骨料。
粗骨料1为公称粒级5～16mm、级配连续、洁净的碎石，泥含量为0.36wt%，泥块含量为0，针片状颗粒含量5.5wt%，压碎值为7.2%，吸水率为0.8%。
粗骨料2为公称粒级16～31.5mm、洁净的碎石，泥含量0.40wt%，针片状颗粒含量6.5wt%，压碎值为7.8%，吸水率0.6%。
（3）细骨料。
采用细度模数为2.56的长江中砂，泥含量为0.72wt%，泥块含量为0wt%，云母含量为0.45wt%。
（4）粉煤灰。
符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰（gb/t1596—2017）》规定的f类ⅱ级粉煤灰，烧失量为1.6%。
（5）矿渣粉。
《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉（gb/t18046—2017）标准中s95粒化高炉矿渣粉，比表面积为395m2/kg。
（6）增强密实剂。
采用超细矿渣粉，比表面积为960m2/kg。
也可采用超细粉煤灰或硅粉。
（7）减水剂。
为聚羧酸高性能减水剂，依据《混凝土外加剂》（gb8076—2008）检验减水率，掺量为1.5%时减水率为30%。
（8）引气剂。
掺量为混凝土中水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂合计质量的0.05%。
（9）缓凝剂。
为一种超缓凝剂，掺量为混凝土中水泥、粉煤灰、矿渣粉和增强密实剂总量的1.2%。
（10）橡胶细颗粒。
细度为50目。
（11）抗裂纤维。
人工合成的聚丙烯腈纤维，符合《水泥混凝土和砂浆用合成纤维（gb/t21120—2018）标准中聚丙烯腈纤维要求，断裂强度620mpa，初始模量≥5.23×103mpa，断面伸长率≥32.3%。
（12）氧化镁膨胀剂。
《混凝土用氧化镁膨胀剂》（cbmf19—2017）标准中中速型混凝土用氧化镁膨胀剂。
（13）拌和用水。
自来水。
2、称量：
配合比1：为根部缓凝细石混凝土，分别称取280kg水泥、70kg粉煤灰、70kg矿渣粉、30kg超细矿渣粉、688kg细骨料、30kg橡胶细颗粒、1002kg粗骨料1、5.4kg聚羧酸高性能减水剂、0.225kg引气剂、5.4kg缓凝剂、190kg自来水、22kg氧化镁膨胀剂、2.0kg聚丙烯腈纤维。
配合比2：为根部以上普通混凝土，分别称取210kg水泥、75kg粉煤灰、75kg矿渣粉、699kg细骨料、298kg粗骨料1、893kg粗骨料2、4.3kg聚羧酸高性能减水剂、1.08kg引气剂、145kg自来水、1.0kg聚丙烯腈纤维。
3、拌和：
采用双卧轴强制式拌和机拌和。
（1）闸墩根部缓凝细石混凝土：采用配合比1料，先在拌合机中投入细骨料、橡胶细颗粒、粗骨料1、纤维，拌和30秒；再向拌合机中投入水泥、粉煤灰、矿渣粉、超细矿渣粉、氧化镁膨胀剂和拌合用水的40%，拌和30秒；最后投入拌合用水的60%、减水剂、引气剂和缓凝剂，拌和90秒，形成混凝土。
经检测，形成的混凝土的坍落度为160mm，含气量为3.2%。
可将其用于本工程中。
（2）闸墩根部以上的普通混凝土：采用配合比2料，在拌合机中投入水泥、粉煤灰、矿渣粉、细骨料、粗骨料1、粗骨料2、水、减水剂、引气剂和纤维，拌和60秒，形成混凝土。
经检测，形成的混凝土的坍落度为170mm，含气量为3.3%。
可将其用于本工程中。
三、应用工艺：
1、钢筋安装：
钢筋按设计要求进行制作安装，制作安装质量应符合《水闸施工规范》（sl27—2014）的规定。
2、模板安装：
闸墩混凝土浇筑后日平均气温大于10℃，在闸墩12天拆模时根部延性缓凝细石混凝土的强度已满足拆模要求，因此，闸墩根部模板和根部以上的模板不分开制作安装。
闸墩模板及支架按《水闸施工规范》（sl27—2014）进行设计，制作安装质量应符合《水闸施工规范》（sl27—2014）和设计要求。
3、浇筑：
待闸墩钢筋和模板安装完成，底板与闸墩结合面凿毛、清理干净，浇筑前在结合面洒水湿润，并清除表面积水，进入浇筑阶段。
混凝土浇筑除了应符合《水闸施工规范》（sl27—2014）、《水工混凝土施工规范》（sl677—2014）以及设计文件的规定以外，还必须注意以下操作要点：
浇筑前在闸墩模板内腔中设置导管，导管的出料口至底板表面的距离控制在0.8～1.0m。
采用混凝土泵车将配合比1延性缓凝细石混凝土输送入仓，厚度控制在20cm左右，人工摊平混凝土，采用中频振捣器振实，振捣器的振频不高于6000次/min，防止混凝土含气量降低。
延性缓凝细石混凝土浇筑完成后，继续浇筑闸墩配合比2普通混凝土，到达闸墩顶层钢筋的下部50~60cm，静停50～60min，等待混凝土初步沉实，继续浇筑混凝土前应进行二次振实。
4、抹面：
闸墩结构顶面表面至少2次抹面，混凝土初凝前，进行二次抹压。
5、养护：
混凝土浇筑后气温在10℃以上，自混凝土浇筑完成后6天松开自底板向上第3排及以上的模板对拉螺杆，每天11：00从闸墩顶部补充养护水1次。12天开始拆除模板。
闸墩模板开始拆除前，设置喷雾装置，朝结构混凝土表面方向进行喷雾，喷雾养护时间为14天。
6、混凝土施工质量：
（1）闸墩根部延性缓凝细石混凝土初凝时间为65.4小时。
（2）闸墩根部延性缓凝细石混凝土强度：28天混凝土标准养护试件强度为36.8mpa，在等效养护时间达到600℃·d时闸墩根部结构混凝土回弹强度推定值为33.3mpa，抗冻性能达到f50要求，抗渗等级达到w6的要求。
（3）闸墩根部以上浇筑的普通混凝土强度：28天混凝土标准养护试件共检验3组，抗压强度分别为37.2mpa、36.3mpa、35.4mpa，在等效养护时间达到600℃·d时结构混凝土回弹强度推定值为36.8mpa。
（4）闸墩根部以上浇筑的普通混凝土抗冻性能达到f50要求，抗渗等级达到w6的要求。
7、实施效果：
闸墩未发现产生竖向的温度裂缝。