[发明专利]矿物废弃物掺合料水工混凝土

说明书

(一)技术领域

本发明涉及水利工程用的混凝土，属于建筑工程材料领域。 

(二)背景技术

随着我国社会经济的快速发展，水资源紧缺的矛盾日益突出，建设节水型社会，发展节水灌溉势在必行。我国大部分水利工程修建于上世纪五六十年代，随着水工建筑物使用年限的增加，由于水工混凝土抗渗能力、抗冻胀破坏能力、抗裂能力和抗氯离子侵蚀能力相对较差等原因，导致部分水工建筑物的渗漏严重及裂缝横生，进而增大了水资源损失量，增加了维护成本，缩短了使用寿命，使水工建筑物的服役性能大大下降。所以，建好水工混凝土工程是减少水利工程水损失、提高水利用效率的有效措施。混凝土本身的工作性能、力学性能及耐久性能对水工建筑物的服役性能起着关键性作用。 

在我国中东部地区，许多工厂在开采、加工石材的过程中，会产生大量的石粉；以煤粉为燃料的火电厂和城市集中供热锅炉是粉煤灰产生的主要来源。这些固体废弃物没有被合理利用，占用大量的土地资源，对环境造成了严重污染。所以如何采取适当措施有效利用这些工业废弃物改善混凝土的防渗、抗冻及氯离子抗侵蚀性能是一个亟待解决的问题。 

(三)发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种新型水工混凝土，将提高混凝土的性能与利用工业废弃物结合起来。通过合理的石粉掺量、粉煤灰掺量以及石粉和粉煤灰双掺量，一方面改善混凝土的抗渗、抗冻及抗氯离子侵蚀性能，另一方面又能够很好的减少废弃石粉及粉煤灰对环境的负面影响。 

本发明是通过如下技术方案实现的：该新型水工混凝土的配合比，通过合理的确定多组实验方案并进行混凝土试件的抗压、抗冻、抗渗及抗氯离子侵蚀试验，将得到的实验数据进行纵横向比较，最终确定该发明各原料的重量百分比数为：水泥10％—15％；矿物废弃物(花岗岩石粉、粉煤灰及二者的混合物)1％—5％；砂子30％—35％；碎石45％—50％；水5％—10％；减水剂0.01％—0.1％。在此配合比下混凝土的抗渗、抗冻性及抗氯离子侵蚀的综合性能最佳，并且达到了节省水泥用量，充分利用花岗岩石粉及粉煤灰的目的。 

(四)具体实施方式

该发明的具体实施方式为：施工前先将水泥、沙子、碎石、花岗岩石粉、粉煤灰、减水剂按照本发明的配和比(各原料按重量百分比数加入)： 

实施例1花岗岩石粉水工混凝土 

水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，重量百分比为10％—15％； 

砂子：中砂，细度模数2.67，符合国家标准要求，重量百分比为30％—35％； 

碎石：粒径为5mm～20mm的连续级配碎石，符合国家标准要求，重量百分比为45％—50％； 

花岗岩石粉：粒径1μm～150μm，重量百分比为1％—5％； 

水：自来水，重量百分比为5％—10％； 

减水剂：符合国家标准要求，重量百分比为0.01％—0.1％。 

实施例2粉煤灰水工混凝土 

水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，重量百分比为10％—15％； 

砂子：中砂，细度模数2.67，符合国家标准要求，重量百分比为30％—35％； 

碎石：粒径为5mm～20mm的连续级配碎石，符合国家标准要求，重量百分 比为45％—50％； 

粉煤灰：三级灰，重量百分比为1％—5％； 

水：自来水，重量百分比为5％—10％； 

减水剂：符合国家标准要求，重量百分比为0.01％—0.1％。 

实施例3废弃物双掺水工混凝土 

水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，重量百分比为10％—15％； 

砂子：中砂，细度模数2.67，符合国家标准要求，重量百分比为30％—35％； 

碎石：粒径为5mm～20mm的连续级配碎石，符合国家标准要求，重量百分比为45％—50％； 

矿物废弃物双掺：花岗岩石粉与粉煤灰按质量1:1双掺，花岗岩石粉和粉煤灰的总重量占混凝土原料总重量的百分比为1％—5％； 

水：自来水，重量百分比为5％—10％； 

减水剂：符合国家标准要求，重量百分比为0.01％—0.1％。 

用搅拌机搅拌均匀，然后进行水利工程的施工。施工方式可采用现场浇筑形式，或者采用预制形式：大型水利渠道建议采用预制混凝土板的形式；小型水利渠道建议采用预制U型渠道的形式。 

本发明很好的解决了当下我国北方地区普遍使用的防渗混凝土的结构易开裂、冬季冻胀等问题，减少了水资源损失量，降低了工程维护成本，延长了工程使用寿命。