[发明专利]严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于高性能混凝土制备技术领域，尤其是涉及一种严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土及其制备工艺。

背景技术

新建铁路哈尔滨至齐齐哈尔客运专线站前土建工程位于黑龙江省西南部，沿线地区的主要气候特征为：极端最高气温39.8℃，极端最低气温-42.6℃，最冷月平均气温均低于-15℃，线路全长280.893km，冬季严寒干燥漫长，冬休期长达六个月，沿线土壤最大冻结深度为1.89m～2.14m。根据目前客专施工工期安排及铁道部的要求，冬季施工必不可少，而冬季高性能混凝土的施工质量控制与普通混凝土的施工质量控制是不一样的，普通混凝土只需要考虑早期强度及大体积混凝土的水化热问题，高性能混凝土不但要考虑前两条，还要考虑后期强度及耐久性能，高性能混凝土（High performance concrete,简称HPC）是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此，高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。目前，国内在严寒地区混凝土冬季施工经验等方面无文献资料可借鉴。对于高性能混凝土早期强度是否影响后期强度及耐久性能，初、终凝时间如何控制，临界强度达到多少不至于受到冻害等都是需要解决的问题。因此，研究严寒地区高性能混凝土施工对指导今后铁路工程施工具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种制备过程简便、适用于超低温环境施工且性能优良的严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土，其特征在于：由胶凝材料、砂、碎石、高效减水剂、复合防冻剂和水进行均匀拌合而成，该超低温高性能混凝土的容重为2350kg/m³～2450kg/m³，且所述超低温高性能混凝土的最大水胶比和砂率，均依据需施工混凝土结构的设计图纸要求，且按照铁路施工用混凝土的配合比设计方法进行设计；所述超低温高性能混凝土是指适用于环境温度为0℃～-40℃条件下进行施工的高性能混凝土；

所述胶凝材料由水泥和矿物掺合料按照重量比为15～20︰85～80的比例均匀混合而成；

所述高效减水剂的减水率不小于25%，且所述高效减水剂与所述胶凝材料的重量比为0.5︰100～1︰100；

所述复合防冻剂与所述胶凝材料的重量比为3︰100～6︰100；所述复合防冻剂的组成按重量计为：硝酸盐30%～35%，有机化合物30%～33%，甲酸钙0.5%～1%，余量为水；所述硝酸盐为硝酸钙或亚硝酸钙，所述有机化合物为甲醇或乙醇。

上述严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土，其特征是：所述超低温高性能混凝土的最小胶凝材料用量和最大单位用水量，均依据需施工混凝土结构的设计图纸要求，且按照铁路施工用混凝土的配合比设计方法进行设计。

上述严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土，其特征是：所述超低温高性能混凝土的最大水胶比为0.4且其砂率为32%～44%。

上述严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土，其特征是：所述超低温高性能混凝土的最小胶凝材料用量为360kg/m³，最大单位用水量为165kg/m³。

上述严寒地区铁路施工用超低温高性能混凝土，其特征是：所述超低温高性能混凝土的水胶比为0.26～0.4；所述超低温高性能混凝土中，砂与胶凝材料的重量比为1.40～1.80。

同时，本发明还公开了一种工艺步骤简单、实现方便且投入成本低、所制备超低温高性能混凝土性能优良的超低温高性能混凝土制备工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤：

步骤一、复合防冻剂制备，其制备过程如下：

步骤101、硝酸盐与甲酸钙预热：将所述硝酸盐和甲酸钙，分别加热至40℃～70℃；

步骤102、均匀混配：将水与步骤101中预热后的所述硝酸盐和甲酸钙，按照设计配比混合均匀后，制得所述复合防冻剂；

步骤二、均匀拌合：对胶凝材料、砂、碎石、高效减水剂、复合防冻剂和水按照设计配比进行均匀拌合后，获得容重为2350kg/m³～2450kg/m³的超低温高性能混凝土。