用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土。
背景技术
随着城市建设进程日益加快，越来越多的超高层建筑如雨后春笋般拔地而起。尤其对于城市中心的超高层建筑，由于建设用地狭小，建设用地使用率高，导致超高层建筑的基坑较深，底板较厚，所浇筑底板结构通常为高强度等级的大体积甚至超大体积混凝土。相较于传统大体积底板混凝土溜槽浇筑的施工方法，溜管施工方法目前在国内应用不多。溜管施工是一项安全高效、技术可行的底板混凝土浇筑的施工技术，不仅加快了混凝土浇筑速度，而且具有操作方便、可回收利用、安全系数高等优点。
部分工程由于交通不便、场地狭小且基坑过深导致的溜管输送距离过长、溜管倾角较小等情况，对混凝土的和易性、施工性、绝热温升值、力学性能和耐久性能提出了更高的要求。
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的不足，提供了一种用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土。本发明通过加入矿粉和粉煤灰作为C50P10大体积混凝土的矿物掺合料，取代了部分水泥用量，在保证C50P10大体积混凝土抗压强度的前提下，大大减少水泥水化过程产生的水化热量，提高了C50P10大体积混凝土的和易性和施工性能，使其适用于深基坑小倾角溜管施工。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土，其特征在于，用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土，其特征在于，由以下质量份数的组分制备而成：水泥220～270份，碎石Ⅰ450～480份，碎石П480～520份，中砂780～830份，矿粉120～160份，粉煤灰80～120份，水140～150份，外加剂9～11份。
本发明的C50P10大体积混凝土中同时加入矿粉和粉煤灰作为矿物掺合料，由于矿粉改善了混凝土的粘聚性并提高混凝土的后期强度，粉煤灰有效增强了混凝土的流动性并起到一定的减水作用，矿粉和粉煤粉的加入取代了部分水泥用量，在保证混凝土抗压强度的前提下，大大减少了水泥水化过程产生的水化热量，提高了C50P10大体积混凝土的和易性和施工性能，从而使用溜管法浇筑深基坑大体积混凝土时，在溜管倾角小、输送距离长的复杂环境下，C50P10大体积混凝土的工作性能优异，大大提高了施工效率。
上述的用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土，其特征在于，由以下质量份数的组分制备而成：水泥230～260份，碎石Ⅰ450～470份，碎石П490～510份，中砂790～810份，矿粉130～150份，粉煤灰90～110份，水140～145份，外加剂9～11份。
上述的用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土，其特征在于，所述碎石Ⅰ的粒径为5mm～16mm，所述碎石П的粒径大于16mm且不超过25mm。
上述的用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土，其特征在于，所述中砂的细度模数为2.3～2.8，含泥量不大于2.5％。
优选的碎石Ⅰ、碎石П和中砂更好地优化了混凝土的骨料级配，使得C50P10大体积混凝土具有良好的流动性和粘聚性。
上述的用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土，其特征在于，所述粉煤灰等级为F类Ⅰ级，所述矿粉等级为S95级。F类Ⅰ级粉煤灰中所含游离氧化钙较低，使得混凝土具有良好的体积稳定性，且Ⅰ级粉煤灰相较于Ⅱ级和Ⅲ级粉煤灰，需水量比更小，减少了混凝土的单方用水量，从而降低混凝土裂缝发生的风险，同时，Ⅰ级粉煤灰细度更低，具有良好的玻璃体形状，可以产生更好的滚珠效应，从而有效改善混凝土拌合物的流动性；矿粉具有火山灰作用，增加了混凝土的抗压、抗拉、抗弯、抗剪强度，并显著降低了混凝土水化热，改善混凝土的和易性，减少离析和泌水，减小大体积混凝土温差变化及内应力，抑制温差而产生的裂缝。S95级矿粉相较于S75和S105级矿粉，其比表面积、流动度比和活性指数等指标适中，既满足了配制混凝土的要求，又降低了成本，减少浪费。
上述的用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土，其特征在于，所述外加剂为缓凝型高性能聚羧酸减水剂。缓凝型高性能聚羧酸减水剂具有良好的减水效果和缓凝效果，且与各种水泥的相容性均较好，使得C50P10大体积混凝土的坍落度保持性能好，降低坍落度的经时损失，延长了混凝土的凝结时间，从而延缓水泥水化放热的速度，防止裂缝产生；另外，缓凝型高性能聚羧酸减水剂使用时减水率高掺量低，混凝土收缩小，而缓凝型高性能聚羧酸减水剂的较低的氯离子含量和碱含量，有利于提高C50P10大体积混凝土的耐久性。
上述的用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土，其特征在于，所述C50P10大体积混凝土中胶凝材料总用量不大于550kg/m3，胶凝材料中粉煤灰和矿粉的掺入质量为45％～55％，C50P10大体积混凝土的水胶比不大于0.32。C50P10大体积混凝土中的胶凝材料包括水泥、矿粉和粉煤灰，该上述优选的胶凝材料总用量和水胶比，既保证了混凝土有足够的力学性能，又避免了胶凝材料用量过大而产生的水化热过大、进而导致混凝土裂缝产生的几率增大，同时节约材料、避免浪费；另外，胶凝材料中，掺合料粉煤灰和矿粉的掺入可以减少水泥用量从而降低水泥水化热量，同时可以改善混凝土拌合物性能、后期力学性能和耐久性能。掺合料总取代率过大会影响混凝土的抗压强度，过小则不能起到降低水泥水化放热的作用，而45％～55％的掺合料掺入质量很好地兼顾上述两点。
上述的用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土，其特征在于，所述C50P10大体积混凝土浇筑时采用的溜管长度在80m以上且溜管的倾角小于15°，且C50P10大体积混凝土的单管浇筑速度大于100m3/h，所述C50P10大体积混凝土浇筑后3d绝热温升不高于50℃，浇筑后60d标准养护抗压强度大于60MPa。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过加入矿粉和粉煤灰作为C50P10大体积混凝土的矿物掺合料，取代了部分水泥用量，在保证C50P10大体积混凝土抗压强度的前提下，大大减少水泥水化过程产生的水化热量，提高了C50P10大体积混凝土的和易性和施工性能，使其适用于深基坑小倾角溜管施工。
2、本发明采用两种级配的碎石作为骨料，降低了碎石的空隙率，再通过与中砂搭配，在胶凝材料用量较少的条件下，提高了C50P10大体积混凝土的密实度。
3、本发明采用缓凝型高性能减水剂，降低了C50P10大体积混凝土的用水量，使得胶凝材料用量较少的条件下保持较小的水胶比，同时延长了C50P10大体积混凝土的凝结时间，延缓了水泥水化放热速度，有效改善了C50P10大体积混凝土的流动性和工作性能。
4、本发明通过对C50P10大体积混凝土的组分性能及水胶比进行优化，进一步保证了C50P10大体积混凝土的抗压强度。
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
本申请实施例1～实施例6的用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土组分中碎石Ⅰ的粒径均为5mm～16mm，所述碎石П的粒径大于16mm且不超过25mm，粉煤灰等级均为F类Ⅰ级，矿粉等级均为S95级，外加剂均为缓凝型高性能聚羧酸减水剂，且C50P10大体积混凝土中胶凝材料总用量不大于550kg/m3。
实施例1
本实施例用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土由以下质量份数的组分制备而成：水泥220份，碎石Ⅰ470份，碎石П500份，中砂800份，矿粉130份，粉煤灰90份，水140份，外加剂9份，其中，中砂的细度模数为2.5，含泥量为2.3％。
实施例2
本实施例用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土由以下质量份数的组分制备而成：水泥240份，碎石Ⅰ450份，碎石П510份，中砂780份，矿粉140份，粉煤灰110份，水150份，外加剂9份，其中，中砂的细度模数为2.7，含泥量为2.4％。
实施例3
本实施例用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土由以下质量份数的组分制备而成：水泥250份，碎石Ⅰ460份，碎石П480份，中砂820份，矿粉120份，粉煤灰90份，水142份，外加剂10份，其中，中砂的细度模数为2.8，含泥量为2.5％。
实施例4
本实施例用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土由以下质量份数的组分制备而成：水泥260份，碎石Ⅰ480份，碎石П490份，中砂790份，矿粉150份，粉煤灰100份，水148份，外加剂11份，其中，中砂的细度模数为2.5，含泥量为2.3％。
实施例5
本实施例用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土由以下质量份数的组分制备而成：水泥230份，碎石Ⅰ460份，碎石П520份，中砂810份，矿粉160份，粉煤灰120份，水147份，外加剂11份，其中，中砂的细度模数为2.6，含泥量为2.2％。
实施例6
本实施例用于深基坑小倾角溜管施工的C50P10大体积混凝土由以下质量份数的组分制备而成：水泥270份，碎石Ⅰ450份，碎石П480份，中砂830份，矿粉160份，粉煤灰80份，水143份，外加剂10份，其中，中砂的细度模数为2.7，含泥量为2.4％。
将本发明实施例1～实施例6制备的C50P10大体积混凝土进行浇筑，采用的溜管长度为85m且溜管的倾角为13°，且C50P10大体积混凝土的单管浇筑速度为116m3/h，然后对C50P10大体积混凝土的凝结时间、C50P10大体积混凝土拌合物的坍落度、扩展度性能、3d绝热温升值和60d抗压强度进行检测，结果如下表1～下表4所示。
表1实施例1～实施例6制备的C50P10大体积混凝土的凝结时间
从表1可知，本发明实施例1～实施例6制备的C50P10大体积混凝土的初凝时间和终凝时间相较于普通C50混凝土至少延长60％以上，这样，既避免了施工冷缝的产生，同时也可以延缓水泥水化放热速度，推迟混凝土放热峰值出现的时间，从而减小裂缝出现的机会。
表2实施例1～实施例6制备的C50P10大体积混凝土拌合物的坍落度和扩展度
从表2可知，本发明实施例1～实施例6制备的C50P10大体积混凝土粘聚性良好，且具有优良的流动性和工作性能，在长距离、小倾角溜管施工时，有效避免了混凝土发生离散、骨浆分离、堵塞、流速缓慢等现象。
表3实施例1～实施例6制备的C50P10大体积混凝土的绝热温升
从表3可知，本发明实施例1～实施例6制备的C50P10大体积混凝土的绝热温升均不高于50℃，说明本发明通过加入矿粉和粉煤灰作为C50P10大体积混凝土的矿物掺合料，取代了部分水泥用量，大大减少水泥水化过程产生的水化热量，有利于提高了C50P10大体积混凝土的和易性和施工性能。
表4实施例1～实施例6制备的C50P10大体积混凝土的60d抗压强度
从表4可知，本发明实施例1～实施例6制备的C50P10大体积混凝土的60d抗压强度均大于60MPa，说明本发明采用矿粉和粉煤灰作为C50P10大体积混凝土的矿物掺合料，取代了部分水泥用量，保证了C50P10大体积混凝土的抗压强度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
