一种水下不分散混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，涉及一种水下不分散混凝土，本发明还涉及上述混凝土的制备方法。
背景技术
21世纪是人类开始逐渐探寻海洋资源的时代，混凝土水下施工的发展将是非常重要的，尤其是在海上丝绸之路提出后，对深水和海洋区域的探索，采取必要专项方案、技术、材料等就显得尤为重要。
水下环境非常复杂，便需要一种新型的材料，便于适应结构在复杂的水下环境中施工。水下不分散混凝土性能优于普通水下混凝土，具有良好的流动性、黏聚性和填充性，可进行无振捣薄层、大面积水下施工，水下不分散混凝土被应用于明确规定防止水下污染的混凝土构筑物、以及传统的水下混凝土难以施工的部分，还应用于水利、跨江、跨海等水下工程的环境。
现有的水下混凝土是指进行水下浇筑施工的普通混凝土，因为普通混凝土拌合物在受到水流冲刷或与水接触的情况下，易发生集料与浆体的分散、水泥浆体的流失，从而使混凝土的结构强度得不到保证。为了有效的保证传统水下浇筑混凝土的性能和质量，应采取必要的隔水浇筑措施，尽可能避免混凝土在浇筑过程中与水的核触。
发明内容
本发明的目的是提供一种水下不分散混凝土，解决了现有混凝土在受到水流冲刷或与水接触的情况下，易发生集料与浆体的分散、水泥浆体的流失的问题。
本发明的另一个目的是提供上述水下不分散混凝土的配制方法，制作的混凝土可以直接在水下凝固硬化，可以较快的在水下成型。
本发明所采用的是技术方案是，一种水下不分散混凝土，按照质量分数由以下组分组成：P·S32.5水泥：13.26％-14.11％，粉煤灰：3.04％-3.32％，湖砂：23.87％-25.35％，天然岩石：49.70％-51.47％，塑料粉：0.67％-0.94％，絮凝剂：0.36％-0.38％，引气剂：0.61％-0.70％，防冻剂：0.48％-0.53％，余量为水，以上各组分的质量百分比之和为100％。
本发明的特点还在于，絮凝剂为聚丙烯酰胺；引气剂为三萜皂甙；防冻剂为FR-F1防冻剂。
粉煤灰的粒径为：40～45μm；塑料粉粒径为280～350μm；湖砂的粒径为0.25～0.5mm；天然岩石的粒径为：5～30mm。
本发明所采用的第二个技术方案是，一种水下不分散混凝土，按照质量分数由以下组分组成：P·S32.5水泥：13.26％，粉煤灰：3.04％，湖砂：23.87％，天然岩石：49.70％，塑料粉：0.67％，絮凝剂：0.36％，引气剂：0.61％，防冻剂：0.48％，余量为水，以上各组分的质量百分比之和为100％。
本发明所采用的第三个技术方案是，一种水下不分散混凝土，按照质量分数由以下组分组成：P·S32.5水泥：14.11％，粉煤灰：3.32％，湖砂：25.35％，天然岩石：51.47％，塑料粉：0.94％，絮凝剂：0.38％，引气剂：0.70％，防冻剂：0.53％，余量为水，以上各组分的质量百分比之和为100％。
本发明所采用的第四个技术方案是，一种水下不分散混凝土，按照质量分数由以下组分组成：P·S32.5水泥：14％，粉煤灰：3.3％，湖砂：25％，天然岩石：50％，塑料粉：0.80％，絮凝剂：0.37％，引气剂：0.66％，防冻剂：0.50％，余量为水，以上各组分的质量百分比之和为100％。
本发明所采用的第五个技术方案是，一种水下不分散混凝土的具体制备步骤如下：
步骤1、按配方称取各组分量；
步骤2、将步骤1中称取的天然岩石、湖砂、P·S32.5水泥以及2/3的水混合并搅拌30～60s，得到混合物a；
步骤3、将步骤1中称取的粉煤灰、塑料粉混合并搅拌30～60s，得到混合物b；
步骤4、将步骤1中称取的引气剂、絮凝剂、防冻剂加入混合物b中混合并搅拌30～60s，得到混合物c；
步骤5、将剩余水的1/2加入步骤4得到的混合物c中搅拌1～2min，得到混合物d；
步骤6、将步骤5中得到混合物d以及剩余的水加入混合物a中搅拌40～60s，得到水下不分散混凝土。
本发明的特点还在于，絮凝剂为聚丙烯酰胺；引气剂为三萜皂甙；防冻剂为FR-F1防冻剂。
粉煤灰的粒径为40～45μm；天然岩石的粒径为5～30mm；塑料粉粒径为280～350μm；湖砂的粒径为0.25～0.5mm。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的水下不分散混凝土与传统水下混凝土相较而言，具备以下优势：具有良好的流动性、黏聚性和填充性，水下混凝土不需要围护等进行防水；
(2)使用本发明的水下不分散混凝土的制备方法制作的混凝土可以直接在水下凝固硬化，较快的在水下成型；
(3)使用本发明的水下不分散混凝土的制备方法在制作试混凝土具有水下抗分散性，将其直接倾倒于水中，当穿过水层时，几乎很少出现由于水洗作用而产生的材料分离状况。
(4)本发明掺入塑料粉一定程度上改善了水下不分散混凝土的脆性破坏性能，增强塑性性能，提高其劈裂抗拉强度，且其抗折强度比普通混凝土的高。
附图说明
图1是本发明一种水下不分散混凝土结构分布图。
图中，1.天然岩石；2.湖砂；3.粉煤灰；4.气孔；5.P·S32.5水泥。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种水下不分散混凝土，按照质量分数由以下组分组成：P·S32.5水泥：13.26％-14.11％，粉煤灰：3.04％-3.32％，湖砂：23.87％-25.35％，天然岩石：49.70％-51.47％，塑料粉：0.67％-0.94％，絮凝剂：0.36％-0.38％，引气剂：0.61％-0.70％，防冻剂：0.48％-0.53％，余量为水，以上各组分的质量百分比之和为100％。
其中，絮凝剂为聚丙烯酰胺；引气剂为三萜皂甙；防冻剂为FR-F1防冻剂。
粉煤灰的粒径为：40～45μm；塑料粉粒径为280～350μm；湖砂的粒径为0.25～0.5mm；天然岩石的粒径为：5～30mm。
本发明的一种水下不分散混凝土的具体制备步骤如下：
步骤1、按配方称取各组分量；
步骤2、将步骤1中称取的天然岩石、湖砂、P·S32.5水泥以及2/3的水混合并搅拌30～60s，得到混合物a；
步骤3、将步骤1中称取的粉煤灰、塑料粉混合并搅拌30～60s，得到混合物b；
步骤4、将步骤1中称取的引气剂、絮凝剂、防冻剂加入混合物b中混合并搅拌30～60s，得到混合物c；
步骤5、将剩余水的1/2加入步骤4得到的混合物c中搅拌1～2min，得到混合物d；
步骤6、将步骤5中得到混合物d以及剩余的水加入混合物a中搅拌40～60s，得到水下不分散混凝土。
其中，絮凝剂为聚丙烯酰胺；引气剂为三萜皂甙；防冻剂为FR-F1防冻剂。
粉煤灰的粒径为40～45μm；天然岩石的粒径为5～30mm；塑料粉粒径为280～350μm；湖砂的粒径为0.25～0.5mm。
实施例1
一种水下不分散混凝土，按照质量分数由以下组分组成：P·S32.5水泥：13.26％，粉煤灰：3.04％，湖砂：23.87％，天然岩石：49.70％，塑料粉：0.67％，聚丙烯酰胺：0.36％，三萜皂甙：0.61％，FR-F1防冻剂：0.48％，余量为水，以上各组分的质量百分比之和为100％。
具体制备步骤如下：
步骤1、按配方称取各组分量；
步骤2、将步骤1中称取的天然岩石、湖砂、P·S32.5水泥以及2/3的水混合并搅拌30s，得到混合物a；
步骤3、将步骤1中称取的粉煤灰、塑料粉混合并搅拌30s，得到混合物b；
步骤4、将步骤1中称取的引气剂、絮凝剂、防冻剂加入混合物b中混合并搅拌60s，得到混合物c；
步骤5、将剩余水的1/2加入步骤4得到的混合物c中搅拌2min，得到混合物d；
步骤6、将步骤5中得到混合物d以及剩余的水加入混合物a中搅拌60s，得到水下不分散混凝土。
其中，粉煤灰的粒径为40～45μm；天然岩石的粒径为5～30mm；塑料粉粒径为280～350μm；湖砂的粒径为0.25～0.5mm。
实施例2
本发明所采用的第三个技术方案是，一种水下不分散混凝土，按照质量分数由以下组分组成：P·S32.5水泥：14.11％，粉煤灰：3.32％，湖砂：25.35％，天然岩石：51.47％，塑料粉：0.94％，聚丙烯酰胺：0.38％，三萜皂甙：0.70％，FR-F1防冻剂：0.53％，余量为水，以上各组分的质量百分比之和为100％。
具体制备步骤如下：
步骤1、按配方称取各组分量；
步骤2、将步骤1中称取的天然岩石、湖砂、P·S32.5水泥以及2/3的水混合并搅拌60s，得到混合物a；
步骤3、将步骤1中称取的粉煤灰、塑料粉混合并搅拌60s，得到混合物b；
步骤4、将步骤1中称取的引气剂、絮凝剂、防冻剂加入混合物b中混合并搅拌60s，得到混合物c；
步骤5、将剩余水的1/2加入步骤4得到的混合物c中搅拌2min，得到混合物d；
步骤6、将步骤5中得到混合物d以及剩余的水加入混合物a中搅拌60s，得到水下不分散混凝土。
其中，粉煤灰的粒径为40～45μm；天然岩石的粒径为5～30mm；塑料粉粒径为280～350μm；湖砂的粒径为0.25～0.5mm。
实施例3
一种水下不分散混凝土，按照质量分数由以下组分组成：P·S32.5水泥：14％，粉煤灰：3.3％，湖砂：25％，天然岩石：50％，塑料粉：0.80％，絮凝剂：0.37％，引气剂：0.66％，防冻剂：0.50％，余量为水，以上各组分的质量百分比之和为100％。
具体制备步骤如下：
步骤1、按配方称取各组分量；
步骤2、将步骤1中称取的天然岩石、湖砂、P·S32.5水泥以及2/3的水混合并搅拌50s，得到混合物a；
步骤3、将步骤1中称取的粉煤灰、塑料粉混合并搅拌50s，得到混合物b；
步骤4、将步骤1中称取的引气剂、絮凝剂、防冻剂加入混合物b中混合并搅拌50s，得到混合物c；
步骤5、将剩余水的1/2加入步骤4得到的混合物c中搅拌1min，得到混合物d；
步骤6、将步骤5中得到混合物d以及剩余的水加入混合物a中搅拌50s，得到水下不分散混凝土。
其中，粉煤灰的粒径为40～45μm；天然岩石的粒径为5～30mm；塑料粉粒径为280～350μm；湖砂的粒径为0.25～0.5mm。
实施例4
一种水下不分散混凝土，按照质量分数由以下组分组成：P·S32.5水泥：13.5％，粉煤灰：3.2％，湖砂：24％，天然岩石：51％，塑料粉：0.70％，聚丙烯酰胺：0.37％，三萜皂甙：0.68％，FR-F1防冻剂：0.52％，余量为水，以上各组分的质量百分比之和为100％。
具体制备步骤如下：
步骤1、按配方称取各组分量；
步骤2、将步骤1中称取的天然岩石、湖砂、P·S32.5水泥以及2/3的水混合并搅拌40s，得到混合物a；
步骤3、将步骤1中称取的粉煤灰、塑料粉混合并搅拌40s，得到混合物b；
步骤4、将步骤1中称取的引气剂、絮凝剂、防冻剂加入混合物b中混合并搅拌40s，得到混合物c；
步骤5、将剩余水的1/2加入步骤4得到的混合物c中搅拌1min，得到混合物d；
步骤6、将步骤5中得到混合物d以及剩余的水加入混合物a中搅拌40s，得到水下不分散混凝土。
其中，粉煤灰的粒径为40～45μm；天然岩石的粒径为5～30mm；塑料粉粒径为280～350μm；湖砂的粒径为0.25～0.5mm。
本发明的一种水下不分散混凝土，在现有技术的基础上加入絮凝剂，即是在传统的水下混凝土中掺入优选量的抗分散剂，能够使混凝土拥有适于特殊环境的良好工作性能。
如图1所示为水下不分散混凝土结构示意图，各个骨料颗粒均表示在图中，其中絮凝剂为高分子聚合物，有较强吸附能力，可以将集料、水泥颗粒等吸附在一起，吸附周围临近的细骨料颗粒，防止了在流水作用下，细骨料大量的流失影响到原有的配合比。在分子层面，使骨料颗粒之间产生纵横交错的联系作用,将多种的骨料颗粒联系在一起。
