[发明专利]一种海工自密实高性能混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海工自密实高性能混凝土及其制备方法。

背景技术

随着我国工程建设的不断发展，混凝土已成为现代工程结构的主要材料，但在应用过程中对混凝土性能提出了更高的要求，主要表现在以下几个方面：(1)混凝土耐久性问题。混凝土耐久性问题已经引起全世界广泛关注，尤其是海洋工程和跨海大桥等海工工程耐久性问题更为突出，因此目前大量采用高性能混凝土技术。但在高性能混凝土浇筑施工过程中，缺乏熟练工人及其它客观条件所限是不能保证混凝土完全密实成为导致其耐久性不良的重要原因之一。(2)混凝土的工作性问题。现在工程大量采用泵送混凝土进行施工，对新拌混凝土流动性和运输过程中的保塑性要求越来越高。(3)振捣密实性问题。现在大型结构配筋稠密且复杂，不易振捣；一些薄壁结构、隧道和地下结构，根本没有振捣可操作空间，施工振捣非常困难。(4)生产效率和安全性问题。传统的混凝土振捣施工不但产生噪声污染，而且费时费工，工作劳动强度大，工作环境恶劣，存在安全隐患。(5)环保节能和经济性。需大量采用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料，保护环境，并需提高施工速度、减少劳动力、减少机械设备等方面，降低工程造价，提高经济效益。

在上海国际航运中心洋山深水港的建设中，普遍采用高性能混凝土技术，也对高性能混凝土提出了更高要求。洋山深水港工程受海水侵蚀，对混凝土结构耐久性要求较高，往往存在大体积混凝土构件，这些构件的混凝土配筋往往钢筋间距较小，采用机械振捣容易产生蜂窝、麻面、气泡、空洞等缺陷，从而对混凝土的强度和耐久性产生影响；钢桩管的桩芯混凝土内也需要采用自密实混凝土进行浇筑。此外，随着上海国际航运中心工程的不断建设，航运中心基础设施建设将日趋完善，其基础设施将需要维护和保养。上海航运中心的洋山深水港和东海大桥等主要基础设施将受船舶撞击、自然环境侵蚀等方面作用，必须对受损部位进行修补。在这些部位采用海工自密实混凝土浇筑，混凝土填充性好，能确保混凝土均匀性和质量。

与普通混凝土相比较，自密实混凝土的关键技术是在新拌阶段能够依靠自重作用充填、密实，而不需要额外的人工振捣，它包括流动性或填充性、间隙通过性以及抗离析性等3个方面。而海工自密实高性能混凝土不仅需要满足自密实混凝土的所需工作性的要求，而且需要具有较高的抗氯盐侵蚀能力，应提出抗氯盐侵蚀的指标要求，同时，还应兼顾自密实混凝土变形、碳化等其它方面的性能，使配制的自密实混凝土具有高性能。因此，海工自密实高性能混凝土的配制应从原材料的优选和混凝土主要配制参数以及性能控制指标等方面综合考虑。

通过开展用于海洋环境下的自密实混凝土的研究，可开发研制海工自密实高性能混凝土，为海洋环境下提供一种高耐久性、高工作性和无需振捣的高性能混凝土，是有效解决混凝土振捣，减轻劳动强度，提高生产效率，降低工程造价和提高工程结构耐久性的重要技术途径。同时，海工自密实高性能混凝土开发研究还可有效解决深水港建设中的大体积混凝土、钢管桩桩芯混凝土施工技术问题以及受损部位在较为恶劣条件下的修补问题，对保证深水港工程建设顺利进行和运行具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高耐久性、高工作性和无需振捣的适用于海洋环境下的自密实混凝土，以克服现有技术中的不足。

本发明系统研究了海工自密实高性能混凝土工作性测试方法、配制技术、工作性、力学性能、耐久性以及工程应用等方面，提供了一种可满足海洋环境下自密实高性能混凝土。

本发明采用的技术方案如下：

一种海工自密实高性能混凝土，其原料组分包括胶凝材料、骨料、聚羧酸系减水剂和水，各组分的重量配比如下：

所述胶凝材料由II型52.5硅酸盐水泥、粉煤灰和矿渣粉组成；以胶凝材料的总重量为基准计，所述II型52.5硅酸盐水泥占30～45％，所述粉煤灰占20～40％，所述矿渣粉占30～50％。

上述海工自密实高性能混凝土中，较佳的水胶比为0.33～0.38，优选为0.35～0.37。所述水胶比为单位体积用水量与胶凝材料用量的重量之比。

所述II型52.5硅酸盐水泥是指性能达到《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准强度等级为52.5的II型硅酸盐水泥。例如，可以选用台泥句荣52.5II型硅酸盐水泥。

所述粉煤灰是指性能达到《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2005)标准的I级粉煤灰。例如，采用镇江谏壁发电厂生产的苏源牌I级粉煤灰。