[发明专利]一种风电机组塔筒用超高强自密实清水混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高强自密实混凝土，具体地说是一种适应风力发电场特殊环境的风力发电机组塔筒用超高强自密实混凝土，属于建筑材料技术领域。

背景技术

在明确风资源的条件下风电场的投资规模将直接影响到工程的收益，对工程进行优化降低投资以提高收益意义重大。目前国内外大型风电机组塔架主要为钢制塔架，包括钢制塔架和锥式钢制塔筒。以一个SOMW风电场为例，钢结构型式塔筒(含基础环)的投资大约占工程总投资的14%左右。因此，对塔筒结构型式进行优化对降低工程总投资非常有必要。同时，多年的使用经验和塔筒大型化的发展表明，钢制塔架还存在一些难以解决的问题，如钢制塔筒的成本高；易腐蚀，维护成本高；运输、安装困难等。

国外风电场已有采用钢筋混凝土结构的工程尝试，而国内已建、在建的风力发电工程目前全部采用环形截面的钢塔筒结构，这在一定程度上造成了工程造价的提高。采用钢筋混凝土塔筒后上部竖向荷载增加、塔筒底部直径加大，不仅可节省基础环，而且基础的设计方案更加灵活且节省材料量。同时可节省终端塔、箱变基础、电缆等部分的工程投资和征地费用。不同结构形式塔筒及基础工程造价见表1。

表1 不同结构型式塔筒及基础工程造价

但是，目前对于钢筋混凝土风机塔筒的研究还主要集中在概念性设计研究以及经济分析对比方面，对于满足实际工程用钢筋混凝土配制技术等方面研究尚处于起步阶段。对于风电塔筒用混凝土强度性能、大面积曲面抗裂性能、风荷载作用下耐疲劳性能等方面的研究更是鲜有报道。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种适应风力发电场特殊环境的风力发电机组塔筒用超高强自密实混凝土，制备强度等级在C100~C120范围内，自密实、可泵送，并具有良好曲面抗裂、耐疲劳性能的混凝土。

本发明的技术方案为：

一种风力发电机组塔筒用超高强自密实混凝土，由胶凝材料、机制砂、碎石、减水剂、增强密实剂、纤维素纤维材料和水组成；按照单方用量(kg/m³)计，各成分的用量如下：

胶凝材料650～680kg/m³，机制砂640～680 kg/m³，碎石980～1020 kg/m³，减水剂7～11 kg/m³，增强密实剂6~10 kg/m³，纤维素纤维1~2 kg/m³，水115～130 kg/m³；其中，所述胶凝材料的各组分按单方用量(kg/m³)计为：水泥390～408 kg/m³，微珠35～37 kg/m³，矿粉142～149 kg/m³、粉煤灰35～37 kg/m³、硅灰48～49 kg/m³。

进一步地，所述水泥为P·0-52.5普通硅酸盐水泥，3d胶砂抗压强度不低于23 MPa，水泥28d胶砂抗压强度不低于52.5MPa，水泥标准稠度用水量不大于26 %；

所述微珠为粉煤灰的一种提取物，堆积密度为2000～2500kg/m³，比表面积不小于3000 m²/Kg，胶砂需水量比不大于90%，烧失量不大于1%，28d活性指数不小于110%；

所述矿粉比表面积不小于750m²/kg，烧失量不大于3.0%，28d活性指数不小于105%；

所述粉煤灰比表面积不小于500m²/kg，烧失量不大于5.0%，28d活性指数不小于70%；

所述硅灰比表面积不小于15000m²/kg，烧失量不大于4.0%，7d活性指数不小于105%，SiO₂含量不小于85%。

进一步地，所述机制砂为细度模数为2.7～3.0的II区砂，MB值小于1.4，石粉含量不大于4%，泥块含量不大于0.5%。

进一步地，所述碎石为5～20mm连续级配碎石，针片状含量不大于5%，含泥量不大于0.5%，泥块含量不大于0.2%，其中母岩为玄武岩或石灰岩，母岩抗压强度不小于130MPa。