專利名稱：：一種高性能碾壓混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種混凝土及其制備方法，特別是涉及一種用于筑壩的碾壓混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
：碾壓混凝土是一種干硬性混凝土，分層碾壓填筑施工，因其具有膠凝材料用量少、成本低、施工進(jìn)度快、材料來(lái)源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，成為水利水電工程的重要筑壩材料。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)碾壓混凝土壩和國(guó)外碾壓混凝土壩(美國(guó)青山壩)的調(diào)研和資料分析可以看出，用水量較高、粉煤灰摻量較低必然導(dǎo)致碾壓混凝土壩的耐久性不良。以萘磺酸鹽甲醛縮合物(NSF)為代表的第二代混凝土高效減水劑的出現(xiàn)，進(jìn)一步降低了碾壓混凝土的用水量，使粉煤灰摻量提高到目前最好的水平一一5060%。在目前的技術(shù)水平上，如何進(jìn)一步降低碾壓混凝土的用水量、提高粉煤灰摻量以真正實(shí)現(xiàn)碾壓混凝土筑壩的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和耐久性仍然是碾壓混凝土領(lǐng)域需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種耐久性良好的高性能碾壓混凝土及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，真正實(shí)現(xiàn)碾壓混凝土的經(jīng)濟(jì)性、安全性和耐久性。本發(fā)明的技術(shù)路線影響碾壓混凝土耐久性的主要參數(shù)是用水量和粉煤灰摻量，以耐久性為顯著標(biāo)志的、兼顧混凝土拌和物工作性和強(qiáng)度及強(qiáng)度發(fā)展的、充分考慮節(jié)約能源資源及環(huán)境保護(hù)的混凝土稱為高性能混凝土。新一代高性能混凝土外加劑的出現(xiàn)，使得采用常規(guī)工藝制備高性能碾壓混凝土成為可能。本發(fā)明旨在采用聚羧酸系高性能混凝土減水劑大幅度降低水膠比，提高I級(jí)/II級(jí)粉煤灰的摻量，通過(guò)協(xié)調(diào)用水量與拌和物工作性的關(guān)系、協(xié)調(diào)高摻粉煤灰后碾壓混凝土強(qiáng)度與強(qiáng)度發(fā)展的關(guān)系，制備高性能的碾壓混凝土用于水利水電工程筑壩，真正實(shí)現(xiàn)碾壓混凝土筑壩的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和耐久性。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，基于上述的技術(shù)路線，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案本發(fā)明的高性能碾壓混凝土是由膠凝材料、骨料、水和外加劑制成的，其中膠凝材料的用量為140220Kg/i^混凝土，外加劑為減水劑，減水劑的用量是膠凝材料總量的O.73.0%，水膠比(水和膠凝材料的比值)為0.300.5Q，將膠凝材料、減水劑、水和骨料混合制成表觀密度為24002600Kg/n^的碾壓混凝土。優(yōu)選地，按照如下的配比來(lái)制備高性能碾壓混凝土膠凝材料的用量為160Kg/mS混凝土，減水劑的用量是膠凝材料總量的1.6%，水膠比為0.45，將膠凝材料、減水劑、水和骨料混合制成表觀密度為24002600Kg/i^的碾壓混凝土。前述的膠凝材料是由6085%的粉煤灰和1540%的水泥組成的，所述的粉煤灰最好選用國(guó)標(biāo)I級(jí)或II級(jí)粉煤灰，所述水泥的強(qiáng)度最好不低于42.5MPa。粉煤灰為火力發(fā)電廠排放的粉塵經(jīng)收塵處理得到的粉末狀材料，為固體工業(yè)廢棄物；按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，粉煤灰分為三個(gè)等級(jí)，按照其水硬活性的大小依次為i級(jí)粉煤灰、n級(jí)粉煤灰和ni級(jí)粉煤灰。以粉煤灰和水泥共同組成膠凝材料時(shí)，不僅僅是工業(yè)廢棄物綜合利用問(wèn)題和節(jié)約資源與能源問(wèn)題，以及環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，更主要的是改善混凝土諸多方面的性能，粉煤灰在混凝土中高值化利用的程度，即粉煤灰摻量的多少，標(biāo)志著技術(shù)水平的高低，采用大摻量、品質(zhì)較差的粉煤灰制備高性能混凝土，意味著混凝土技術(shù)水平較高，具有創(chuàng)新性。前述的高性能碾壓混凝土中的骨料是由3250%的砂和5068%的石子組成的，所述砂最好選用中砂，當(dāng)進(jìn)行三級(jí)配的時(shí)候，石子的粒度最好在580mm范圍內(nèi)，當(dāng)進(jìn)行二級(jí)配的時(shí)候石子的粒度最好在540mm范圍內(nèi)。前述的減水劑最好選用聚羧酸系高性能減水劑。聚羧酸系高性能減水劑是一種具有緩凝保塑、引氣和減縮功能的外加劑。制備前述高性能碾壓混凝土方法依次將砂、石、水泥、粉煤灰、減水劑和水投入攪拌機(jī)中攪拌90120秒即得高性能碾壓混凝土。上述的制備方法中，在將水泥和粉煤灰投入攪拌機(jī)之前，最好先將水泥和粉煤灰混合均勻，其目的是使雙組分的膠凝材料相互混合均勻，以制得質(zhì)量均勻的碾壓混凝土材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的配方和方法制備的高性能碾壓混凝土將水膠比降低至0.45以下，而粉煤灰的摻量提高至85%，所生產(chǎn)的碾壓混凝土具有更好的耐久性，較高的可碾性并兼具抗?jié)B性、抗凍性、抗蝕性、抗碳化性和低的水化熱值，真正實(shí)現(xiàn)了碾壓混凝土筑壩的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和耐久性。下面是本發(fā)明混凝土的各種性能參數(shù)碾壓混凝土拌和物可碾性良好，Vc為37s，北方干燥地區(qū)Vc為l2s;碾壓混凝土拌和物的初凝時(shí)間為1518小時(shí)，終凝時(shí)間為1822小時(shí)；以Cgo20為例，碾壓混凝土28天的抗壓強(qiáng)度為1518MPa，抗拉強(qiáng)度為1.41.6MPa，90天的抗壓強(qiáng)度為2430MPa，抗拉強(qiáng)度為2.02.9MPa;碾壓混凝土絕熱溫升28天時(shí)小于等于20.(TC;本發(fā)明碾壓混凝土抗?jié)B等級(jí)WIOW16，抗凍等級(jí)為F100300。本發(fā)明碾壓混凝土典型配合比設(shè)計(jì)及性能見表1和表2-表l碾壓混凝土配合比<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實(shí)施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式原料強(qiáng)度不低于42.5MPa的水泥32Kg、粉煤灰128Kg、細(xì)度在中砂范圍的天然砂或人工砂883Kg、粒度在540mm范圍內(nèi)的石子1325Kg、聚羧酸系高性能減水劑2.56Kg和水72Kg。制備方法首先將水泥和國(guó)標(biāo)I級(jí)粉煤灰一塊混合均勻，然后將砂、石子、混合均勻的水泥和國(guó)標(biāo)I級(jí)粉煤灰膠凝材料、聚羧酸系高性能減水劑和水加入強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)中攪拌100秒即得1立方米高性能碾壓混凝土。制作時(shí)，根據(jù)所需制作的碾壓混凝土的量和所要求的表觀密度來(lái)確定作為骨料的砂和石的加入量，加入骨料時(shí)，將所制作的碾壓混凝土的表觀密度控制在24002600Kg/i^的范圍即可。施工時(shí)，用平倉(cāng)機(jī)將碾壓混凝土進(jìn)行薄層攤鋪，采用自行式振動(dòng)碾經(jīng)過(guò)多遍有振/無(wú)振碾壓的施工工藝，至碾壓混凝土密實(shí)。其施工技術(shù)規(guī)范見《水工碾壓混凝土施工規(guī)范DL/T5112—2000》。權(quán)利要求1.一種高性能碾壓混凝土，它是由膠凝材料、骨料、水和外加劑制成的，其特征在于膠凝材料的用量為140～220Kg/m3混凝土，外加劑為減水劑，減水劑的用量是膠凝材料總量的0.7～3.0％，水膠比為0.30～0.50，將膠凝材料、減水劑、水和骨料混合制成表觀密度為2400～2600Kg/m3的碾壓混凝土。全文摘要本發(fā)明提供了一種碾壓高性能混凝土及其制備方法，以克服現(xiàn)有混凝土耐久性不夠的問(wèn)題。它是由膠凝材料、骨料、水和外加劑制成的，其中膠凝材料的用量為140～220Kg/立方米混凝土，外加劑為減水劑，減水劑的用量是膠凝材料總量的0.7～3.0％，水膠比為0.30～0.5，將膠凝材料、減水劑、水和骨料混合制成表觀密度為2400～2600Kg/m³的碾壓混凝土。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明高性能碾壓混凝土將水膠比降至0.45，而粉煤灰的摻量提高至85％，所生產(chǎn)的碾壓混凝土具有更好的耐久性，較高的可碾性并兼具抗?jié)B性、抗凍性、抗蝕性、抗碳化性和低的水化熱值，真正實(shí)現(xiàn)了碾壓混凝土筑壩的耐久性、技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。文檔編號(hào)C04B28/00GK101168482SQ200710201928公開日2008年4月30日申請(qǐng)日期2007年9月30日優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日發(fā)明者何金榮,曾正賓,楊金娣,梁文泉,耘蘇,范福平申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院;貴州國(guó)電科技有限責(zé)任公司;貴州特普科技發(fā)展有限公司