[发明专利]一种沉管水泥及混凝土

说明书

本发明涉及一种沉管水泥及混凝土，沉管水泥包括以下重量百分比的组份：熟料81％‑83％,石膏6％‑7％,石灰石4％‑6％,钢渣5％‑8％,助磨剂0.05％,且沉管水泥中SO₃含量为2.60％‑2.70％，碱含量R₂O≤0.55％，比表面积340‑360m²/kg；混凝土采用上述沉管水泥制成。上述沉管水泥具有强度高、水化热和收缩率低特点，采用上述沉管水泥制成的混凝土的强度及其富余值能达到C50等级，28天绝热温升≤42℃，混凝土收缩和热应力小。

技术领域

本发明涉及水泥技术领域，特别是涉及一种沉管水泥及混凝土。

背景技术

混凝土沉管隧道已在很多越江和跨海工程中得到较广应用，管段预制是沉管隧道施工前难点工作之一，预制过程中因沉管管段体积大、结构形式复杂、施工工艺复杂，沉管预制结构易因温度、收缩以及约束等原因出现危害性裂缝。因此，沉管隧道预制混凝土不仅需要配合比设计合理、控温和养护等保证措施，对所使用的材料也有严格要求。在混凝土配合比设计上，胶凝材料中往往会使用较高的矿物掺合料，一方面可以降低水化热温升，另一方面可以提高混凝土的耐久性，同时考虑水下抗冲刷和抗压能力，混凝土强度要求也相对较高，一般在C50左右。综合考虑沉管混凝土性能要求，其使用的水泥应水化热适当，一方面避免过大造成混凝土绝热温升过高引起热应力裂缝，另一方面过低会导致水泥强度发展过慢，与大掺量矿物掺合料混凝土强度发展不协调，造成混凝土强度不足。此外，沉管混凝土所用水泥应该有一定的抗收缩性，以降低混凝土结构收缩性裂缝产生的可能性。

发明内容

基于此，有必要针对沉管混凝土对水泥的要求，提供一种具有强度高、水化热和收缩率低特点的沉管水泥及混凝土。

一种沉管水泥，包括以下重量百分比的组份：

且沉管水泥中SO₃含量为2.60％-2.70％，碱含量R₂O≤0.55％，比表面积340-360m²/kg。

本申请利用的沉管水泥利用早期活性较高的石灰石粉末和后期活性较高的钢渣制备得到，控制沉管水泥中SO₃为2.60％-2.70％，保证水泥混凝土硬化早期适当的膨胀性能，减小早期收缩；且控制沉管水泥的碱含量R₂O≤0.55％，降低水泥碱含量，从而降低水泥水化热及其化学收缩，从而获得的沉管水泥的3d和28d抗压强度分别能达到33MPa和55MPa以上；控制沉管水泥比面积340-360m²/kg，提升水泥使用性能，有效提高了混凝土的流动性和改善了经时损失率，胶砂初始扩展度大于26Omm,经时损失率低于2％；制备的沉管水泥强度高，3d和7d水化热分别不高于260kJ/kg和290kJ/kg，同时利用了钢渣含有的膨胀组分，进而降低水泥及其制备的混凝土整个硬化过程的收缩，28d干缩率不高于0.10％。

优选地，所述熟料的化学成分要求：饱和比KH＝0.890-0.910、硅率SM＝2.45-2.55、C₃A含量7.2％-7.8％、C₃S含量54％-58％。

熟料C₃A含量控制7.2％-7.8％，避免C₃A含量过高导致熟料水化热过高，也防止因熟料铝含量过低导致熟料的结粒和冷却效果下降，同时还与后续水泥粉磨过程中与水泥中三氧化硫SO₃含量控制在2.70％相匹配，以保证水泥混凝土硬化早期适当的膨胀性能，减小早期收缩；

C₃S含量控制在54％-58％，避免因C₃S含量过高，导致熟料水化热过高，同时也要避免引起含量过低导致熟料强度及其发展不足，进而导致不能适应高掺量矿物掺合料混凝土配制；