專(zhuān)利名稱：一種核電站用混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土，尤其是一種核電站用混凝土，屬于建筑施工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度混凝土是指強(qiáng)度等級(jí)為C60以上的混凝土，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)民用建筑領(lǐng)域內(nèi)，是一種新型的高技術(shù)混凝土，在大幅度提高常規(guī)混凝土性能的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)原材料，在妥善的質(zhì)量控制下制成的，具有抗壓強(qiáng)度高，抗變形能力加強(qiáng)，減少結(jié)構(gòu)截面尺寸；混凝土變形小，提高構(gòu)件的剛性，改善混凝土變形性能；混凝土密實(shí)性好，抗?jié)B及抗凍性能優(yōu)于普通混凝土，可提高工程使用壽命的特點(diǎn)；高強(qiáng)混凝土為預(yù)應(yīng)力技術(shù)提供有利條件；具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。高性能混凝土是能在特定環(huán)境下滿足特殊要求的一類(lèi)混凝土，它以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，其特點(diǎn)為具有很好的流變性能，不泌水，不離析，甚至可自流密實(shí)，不需要振搗即可保證混凝土施工質(zhì)量；高性能混凝土硬化過(guò)程中，體積穩(wěn)定，水化熱低，干燥收縮小，無(wú)裂縫或少裂縫；凝結(jié)硬化后，混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)，孔隙率低，強(qiáng)度高，且不易產(chǎn)生裂縫，且具有優(yōu)異的抗?jié)B性，抗凍性及耐久性等。在國(guó)內(nèi)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度> C60級(jí)時(shí)，要使混凝土兼具高強(qiáng)混凝土和高性能混凝土的優(yōu)點(diǎn)，其水泥用量需大于350kg/m3，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出的一種核電站用混凝土，降低成本的同時(shí)兼具高強(qiáng)混凝土和高性能混凝土的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明由以下技術(shù)方案解決技術(shù)問(wèn)題一種核電站用混凝土，按質(zhì)量百分比計(jì)算，由以下組分組成
硅酸鹽水泥8-30%
粉煤灰1-20%
硅粉O. 5-10%
碎石35-55%
砂20-40%
聚羧酸高性能減水緩凝劑O. 1-1%
水2-15%。進(jìn)一步地，按質(zhì)量百分比計(jì)算，由以下組分組成
硅酸鹽水泥13. 6%
粉煤灰5.43%
硅粉1.0%
碎石44. 7%
砂29. 2%
聚羧酸高性能減水緩凝劑O. 27%水5.8%。上述組分中，所述硅粉等級(jí)在90U以上，比表面積為15000 35000 m2/kg，Cr含量彡O. 02%，SiO2含量彡85%，SO3含量彡2.0%，總堿含量≤O. 60%，f_CaO含量≤1.0%，含水率彡1%，需水量比彡125%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站用混凝土，其特征在于所述碎石的粒徑為5 20mm，針片狀含量彡8%，含泥量彡O. 5%，立方體抗壓強(qiáng)度彡105MPa，堅(jiān)固性彡5%，壓碎指標(biāo)值彡12%。所述粉煤灰為I級(jí)F類(lèi)。所述砂的石粉含量< 5%，泥含量< 1%，泥塊含量< O. 5%，壓碎指標(biāo)值< 20%。所述水的pH值≥4. 5。所述聚羧酸高性能減水緩凝劑的減水率> 25%，含氣量彡6%。本發(fā)明按以下方法制備混凝土
步驟一、將所述水、碎石、砂、硅酸鹽水泥和硅粉按所述質(zhì)量百分比攪拌10 50S ； 步驟二、加入所述質(zhì)量百分比的聚羧酸高性能減水緩凝劑，攪拌150 240，即得成品。以上成品的中心絕熱溫升彡40°C。28天強(qiáng)度75MPa (圓柱體試件強(qiáng)度)以上，28天抗拉強(qiáng)度彡4. 5MPa, 28天彈性模量彡39GPa,混凝土工作時(shí)間大于等于1. 5小時(shí)，具有良好的泵送施工性能。本發(fā)明通過(guò)加入大量摻合料來(lái)降低混凝土中心最高溫度，控制各項(xiàng)原材料的堿含量、硫含量，來(lái)改變混凝土的內(nèi)部微環(huán)境，使其不具備發(fā)生延遲鈣礬石生成現(xiàn)象的條件來(lái)降低產(chǎn)生裂縫以及發(fā)生延遲鈣礬石破壞現(xiàn)象的可能，提高混凝土的質(zhì)量及耐久性。其具體配制原理如下
配制高強(qiáng)度混凝土，當(dāng)水泥、砂、骨料和外加劑確定時(shí)，一般是通過(guò)提高水泥用量和摻加礦物添加劑來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，提高水泥用量在一定范圍內(nèi)可提高混凝土強(qiáng)度，雖然滿足了強(qiáng)度要求，但強(qiáng)度富余量少；這樣的混凝土和易性較好，但過(guò)粘，甚至出現(xiàn)板結(jié)，不利于施工；水泥混凝土在澆筑后水化反應(yīng)激烈，混凝土中心溫度過(guò)高，容易產(chǎn)生溫度裂縫，水化反應(yīng)在混凝土內(nèi)部形成的一些細(xì)微的毛細(xì)孔，也使混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定極限后，無(wú)法再提高，于是加入一定量的微硅粉將空隙填滿，進(jìn)一步增加混凝土密實(shí)性。微硅粉是硅鐵或金屬硅生產(chǎn)過(guò)程中由礦熱爐中的高純石英、焦炭和木屑還原產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)品，其主要成分是SiO2,屬惰性物質(zhì)，與大部分酸、堿不起化學(xué)反應(yīng)，硅粉顆粒的平均粒徑在O.1 O. 3um,約為水泥顆粒徑的1/100，比表面積在15000 35000m2/kg之間，屬超細(xì)粉體材料。將微硅粉加入混凝土中大大提高了混凝土的強(qiáng)度和耐久性，以及可施工性。因?yàn)椋璺垲w粒填充混凝土中的顆?？障叮岣吡怂酀{體與骨料之間的粘結(jié)強(qiáng)度，能降低泌水，防止水分在骨料下表面聚集，有效的減少和消除沉淀及分層現(xiàn)象，并提高界面過(guò)渡區(qū)的密實(shí)度和減小界面過(guò)渡區(qū)的厚度，從而提高了混凝土體積密度和降低孔隙率，大大改善混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土更加密實(shí)，進(jìn)而減少了有害離子傳遞速度。微硅粉在混凝土中具有火山灰反應(yīng)，其與混凝土中游離的Ca(OH)2結(jié)合進(jìn)行二次水化反應(yīng)，形成穩(wěn)定的硅酸鈣水化物3Ca0 · SiO2 · H2O,減少可溶性Ca(OH)2和鈣礬石(3Ca0 · Al2O3 · CaSO4 · 2H2)的生成，增加了水化硅酸鈣晶體，且新生成物強(qiáng)度高于Ca(OH)2晶體。另外，由于0&(0!1)2含量的減少，能有效提高弱酸腐蝕能力；抗鹽類(lèi)腐蝕，尤其是對(duì)氯鹽及硫酸鹽。而新的生成物堵塞混凝土中滲透通道，大大提高混凝土的抗?jié)B能力。然而摻加硅粉的混凝土亦存在缺陷混凝土水化反應(yīng)更激烈，中心溫度高，且收縮大，極易產(chǎn)生裂縫。為改善以上缺陷，可以選擇摻入粉煤灰或者礦渣粉，摻入礦渣粉后，混凝土強(qiáng)度基本相當(dāng)，但用水量較大，保水性較差，當(dāng)混凝土流動(dòng)性較好時(shí)，其泌水也較嚴(yán)重。而加入粉煤灰后，由于粉煤灰不具有獨(dú)立的水硬性，其玻璃體微珠表層活性的SiO2及Al2O3通過(guò)與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2發(fā)生二次水化反應(yīng)，生成品質(zhì)較好的低堿性水化產(chǎn)物，并且粉煤灰玻璃體微珠外層有致密的玻璃質(zhì)表層，阻礙了粉煤灰的二次水化，其活性效應(yīng)需在后期才能表現(xiàn)出來(lái)，也阻礙了硅粉的水化反應(yīng)，緩解了混凝土中心溫度過(guò)快過(guò)高的增長(zhǎng)。另外，粉煤灰顆粒進(jìn)一步填充混凝土顆粒，使內(nèi)部的顆粒級(jí)配進(jìn)一步完善，從而提高了混凝土的密實(shí)性和彈性模量。因此本發(fā)明選擇粉煤灰摻入混凝土中。摻加大摻量的粉煤灰和硅粉，其水化熱明顯降低(如水泥粉煤灰硅粉=320:120:25重量比，3d水化熱為201J/g，7d水化熱為232 J/g ;因此，該混凝土適合用于大體積混凝土施工。本發(fā)明的有益效果是配制的混凝土水泥用量低，且具有高強(qiáng)度、高彈性模量、力口入硅粉和對(duì)有害成分的控制，使其具有很強(qiáng)的耐久性，和易性良好的特點(diǎn)，并可降低發(fā)生延遲鈣礬石現(xiàn)象，具有良好的泵送性能，適用于大體積混凝土泵送施工。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例(一)對(duì)比試驗(yàn)
選擇不同的摻料進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，摻料選擇如下
O純水泥；
2)單摻硅粉；
3)雙摻(硅粉和礦渣粉、硅粉和粉煤灰)；
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1:
表I對(duì)比試驗(yàn)配合比
權(quán)利要求
1.一種核電站用混凝土，按質(zhì)量百分比計(jì)算，由以下組分組成 硅酸鹽水泥8-30% 粉煤灰1-20% 硅粉O. 5-10% 碎石35-55%砂20-40% 聚羧酸高性能減水緩凝劑O. 1-1%水2-15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站用混凝土，其特征在于按質(zhì)量百分比計(jì)算，由以下組分組成 硅酸鹽水泥13. 6%粉煤灰5.43%硅粉1.0%碎石44. 7%砂29. 2% 聚羧酸高性能減水緩凝劑O. 27%水5.8%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站用混凝土，其特征在于所述硅粉等級(jí)在90U以上，比表面積為15000 35000 m2/kg，Cr含量彡O. 02%，SiO2含量> 85%，SO3含量彡2.0%，總堿含量彡O. 60%, f-CaO含量彡1. 0%，含水率彡1%，需水量比彡125%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站用混凝土，其特征在于所述碎石的粒徑為5 20_，針片狀含量彡8%，含泥量彡O. 5%，立方體抗壓強(qiáng)度彡105MPa，堅(jiān)固性彡5%，壓碎指標(biāo)值(12%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站用混凝土，其特征在于所述粉煤灰為I級(jí)F類(lèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站用混凝土，其特征在于所述砂的石粉含量<5%，泥含量< 1%，泥塊含量< O. 5%，壓碎指標(biāo)值< 20%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站用混凝土，其特征在于所述水的PH值>4. 5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站用混凝土，其特征在于所述聚羧酸高性能減水緩凝劑的減水率彡25%，含氣量彡6%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述核電站用混凝土的制備方法，包括以下步驟 步驟一、將所述水、碎石、砂、硅酸鹽水泥和硅粉按所述質(zhì)量百分比攪拌10 50S ； 步驟二、加入所述質(zhì)量百分比的聚羧酸高性能減水緩凝劑，攪拌150 240，即得成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混凝土，尤其是一種核電站用混凝土，屬于建筑施工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的配比按質(zhì)量百分比計(jì)算，由以下組分組成:硅酸鹽水泥8-30%，粉煤灰1-20%，硅粉0.5-10%，碎石35-55%，砂20-40%，聚羧酸高性能減水緩凝劑0.1-1%，水2-15%。其有益效果是配制的混凝土水泥用量低，且具有高強(qiáng)度、高彈性模量、加入硅粉和對(duì)有害成分的控制，使其具有很強(qiáng)的耐久性，和易性良好的特點(diǎn)，并可降低發(fā)生延遲鈣礬石現(xiàn)象，具有良好的泵送性能，適用于大體積混凝土泵送施工。
文檔編號(hào)C04B22/06GK103043970SQ201210588890
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者王龍, 黃權(quán), 沈益軍, 方輝煌, 李軍, 陶玉平, 余黃昏 申請(qǐng)人:中國(guó)核工業(yè)華興建設(shè)有限公司