一种用于海港工程的三级配碎石低热水泥混凝土
技术领域
本发明属于混凝土制备技术领域，具体是一种用于海港工程的三级配碎石低热水泥混凝土。
背景技术
现有海港工程泵送混凝土多采用连续级配（5～25mm）混凝土，由于此类级配泵送混凝土骨料粒径较小，粗骨料的比表面积和空隙率相对较大，需要较多的砂浆来填充粗骨料间的空隙；同时为了获得较好的和易性和流动性，使得胶凝材料用量较高，并不经济，且普通水泥混凝土水化热较大，容易导致浇筑结构产生温度裂缝，加之海港工程混凝土多为大体积混凝土，施工面积大，混凝土内部水化热不易消散，易产生温度裂缝及自收缩裂缝。因此，为适应海工混凝土浇筑，本发明提出一种用于海港工程的三级碎石低热水泥混凝土。
三级配碎石低热水泥混凝土的粗骨料粒径分布为5～10mm、10～20mm、16～31.5mm三个范围内，相对常用的普通水泥混凝土而言，在同水胶比情况下，三级配碎石不仅可以使混凝土达到最大容重，提高密实度，并能有效降低混凝土的温升，从而可减少温差收缩，保证施工质量，而且工作性能良好，易于泵送；同时低热水泥具有低水化热、高强、高耐久性、干缩率低、体积稳定性好等特点，搭配使用低热水泥可最大限度降低混凝土水化温度，综合考虑施工、质量等因素，三级配碎石低热水泥混凝土具有低水化热、高强度、高密实性、高抗氯离子渗透等性能，可满足海港工程混凝土抗裂、防渗等性能需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于海港工程的三级配碎石低热水泥混凝土，本发明所得混凝土28d抗压强度最高可达52MPa，56d抗压强度最高可达65MPa，56d电通量最低可达750C，90d电通量最低可达510C，容重控制在2400kg/m3。具备高强度，高抗氯离子渗透性能，适用于海港工程大型防渗结构。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于海港工程的三级配碎石低热水泥混凝土，原料由低热水泥、粉煤灰、矿粉、5-10mm碎石、10-20mm碎石、16-31.5mm碎石、河砂、水和减水剂组成，低热水泥:粉煤灰:矿粉:5-10mm碎石:10-20mm碎石:16-31.5mm碎石:河砂:水:减水剂的重量份为：(240~260):(70~90):(60~8):(200~270):(560~640): (200~270):(700~800):(140~150):(7~9)。
本发明中，所述低热水泥为强度42.5的低热硅酸盐水泥。
本发明中，所述粉煤灰为符合GBT1596-2017《用于水泥和混凝土的粉煤灰》的F II类粉煤灰。
本发明中，所述矿粉为符合GBT 18046-2017 《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的S95级矿粉。
本发明中，所述碎石为符合GBT14685-2011《建设用卵石、碎石》的II类碎石，粒径分别为5~10mm、10~20mm、16~31.5mm连续级配。
本发明中，所述河砂为符合GB-T 14684-2011《建设用砂》的中砂，级配属II区。
本发明中，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为23%，所述水为普通混凝土拌合用水。
本发明所述的一种用于海港工程的三级配碎石低热水泥混凝土的制备方法，具体步骤如下：
（1）首先按重量份称取低热水泥、粉煤灰、矿粉、三级配碎石、河砂、水和减水剂；
（2）将步骤（1）称取的低热水泥、粉煤灰、矿粉、三级配碎石和河砂倒入搅拌锅中，搅拌2min，使其均匀混合；
（3）将称量好的减水剂与水在搅拌过程中均匀加入到步骤（2）所得产物中，继续搅拌2min，搅拌均匀，得到三级配碎石低热水泥混凝土；
（4）制备成型的三级配碎石低热水泥混凝土24h后脱模，然后标准养护28d即可。
与其他普通水泥混凝土相比，本发明的有益效果在于：
（1）5～10mm、10～20mm、16～31.5mm三级配碎石不仅可以使达到混凝土最大容重，增强密实性，提高抗氯离子渗透性能，而且能够减少胶凝材料用量，降低水化热及温度收缩，适用于海港工程各类防渗结构。
（2）低热水泥具有低水化热、高强、高耐久性、干缩率低、体积稳定性好等特点，使用低热水泥可最大限度降低混凝土水化温度，利于大体积建筑物温度控制。
（3）结合泵送技术，三级配碎石低热水泥混凝土骨料级配最佳，工作性能良好，便于施工，且此类混凝土后期强度高，耐久性良好，抗海水侵蚀能力强，满足海港工程对混凝土各项性能需求。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
低热水泥采用葛洲坝P•LH42.5低热水泥，28d抗压强度为46.1MPa；粉煤灰为海南东方电厂F II级粉煤灰，细度15%，需水量比97%，28d活性77%；矿粉为海南檀溪新型材料有限公司生产S95级矿粉，比表面积430kg/m2，密度2.85g/m3，28d活性98%；三级配碎石为海南铁炉刚碎石，粒径分别为5～10mm、10～20mm、16～31.5mm，压碎值分别10.8%、10%、10.3%；河砂采用海南陵水河砂，细度2.7，含泥量1.4%，II区级配中砂；减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为9.1%，减水率23%；水为自来水。
一种用于海港工程的三级配碎石低热水泥混凝土，包括以下步骤：
（1）按比例称取各原材料，各原材料质量按单方用量计算分别为：低热水泥240kg，粉煤灰70kg，矿粉80kg，三级配碎石5～10mm、10～20mm、16～31.5mm 分别220kg、640kg、220kg，河砂800kg，水140kg，外加剂7kg；
（2）将上述材料中的水泥、粉煤灰、矿粉、三级配碎石、河砂称好后倒入搅拌机中，搅拌2min使其均匀混合；
（3）将称量好的减水剂与水在搅拌过程中均匀加入到步骤（2）所得产物中，继续搅拌2min，搅拌均匀，得到三级配碎石低热水泥混凝土；
（4）所制备三级配碎石低热水泥混凝土用于浇筑某海港工程底板，浇筑尺寸为长宽高=21m×15m×1.35m。
实施例2
低热水泥采用葛洲坝P•LH42.5低热水泥，28d抗压强度为46.1MPa；粉煤灰为海南东方电厂F II级粉煤灰，细度15%，需水量比97%，28d活性77%；矿粉为海南檀溪新型材料有限公司生产S95级矿粉，比表面积430kg/m2，密度2.85g/m3，28d活性98%；三级配碎石为海南铁炉刚碎石，粒径分别为5～10mm、10～20mm、16～31.5mm，压碎值分别10.8%、10%、10.3%；河砂采用海南陵水河砂，细度2.7，含泥量1.4%，II区级配中砂；减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为9.1%，减水率23%；水为自来水。
（1）按比例称取各原材料，各原材料质量按单方用量计算分别为：低热水泥250kg，粉煤灰80kg，矿粉90kg，三级配碎石5～10mm、10～20mm、16～31.5mm 分别230kg、620kg、230kg，河砂780kg，水145kg，外加剂8kg；
（2）将上述材料中的水泥、粉煤灰、矿粉、三级配碎石、河砂称好后倒入搅拌机中，搅拌2min使其均匀混合；
（3）将称量好的减水剂与水在搅拌过程中均匀加入到步骤（2）所得产物中，继续搅拌2min，搅拌均匀，得到三级配碎石低热水泥混凝土；
（4）所制备三级配碎石低热水泥混凝土用于浇筑某海港工程底板，浇筑尺寸为长宽高=14.98m×9.98m×0.81m。
实施例3
低热水泥采用葛洲坝P•LH42.5低热水泥，28d抗压强度为46.1MPa；粉煤灰为海南东方电厂F II级粉煤灰，细度15%，需水量比97%，28d活性77%；矿粉为海南檀溪新型材料有限公司生产S95级矿粉，比表面积430kg/m2，密度2.85g/m3，28d活性98%；三级配碎石为海南铁炉刚碎石，粒径分别为5～10mm、10～20mm、16～31.5mm，压碎值分别10.8%、10%、10.3%；河砂采用海南陵水河砂，细度2.7，含泥量1.4%，II区级配中砂；减水剂为聚羧酸减水剂，固含量为9.1%，减水率23%；水为自来水。
一种用于海港工程的三级配碎石低热水泥混凝土，包括以下步骤：
（1）按比例称取各原材料，各原材料质量按单方用量计算分别为：低热水泥260kg，粉煤灰90kg，矿粉60kg，三级配碎石5～10mm、10～20mm、16～31.5mm 分别240kg、600kg、240kg，河砂760kg，水150kg，外加剂9kg；
（2）将上述材料中的水泥、粉煤灰、矿粉、三级配碎石、河砂称好后倒入搅拌机中，搅拌2min使其均匀混合；
（3）将称量好的减水剂与水在搅拌过程中均匀加入到步骤（2）所得产物中，继续搅拌2min，搅拌均匀，得到三级配碎石低热水泥混凝土；
（4）所制备三级配碎石低热水泥混凝土用于浇筑某海港工程底板，浇筑尺寸为长宽高=14.98m×9.98m×0.81。
对实施例混凝土性能进行检测，试验参照GB/T50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》、GB/T50080《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和GB-T 50082-2009 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行结果如表1：
表1性能检测结果
根据检测结果说明，根据本发明制备的实施例可以保证28d抗压强度45～52MPa，56d抗压强度55～65MPa，56d电通量700～800C，90d电通量500～700C，且工作性能良好，浇筑实体无明显收缩裂缝，温度控制符合规范要求。
