一种适用于高海拔地区的凝灰岩粉碾压混凝土制造技术

本发明专利技术提供一种适用于高海拔地区的凝灰岩粉碾压混凝土。所述碾压混凝土是由胶凝材料、砂石骨料、水、减水剂和引气剂组成，其中所述胶凝材料是由水泥和凝灰岩粉组成，或由水泥和凝灰岩粉与I级粉煤灰的混合粉组成，添加量为190kg/m3～230kg/m3；所述砂石骨料的添加量为2100kg/m3～2200kg/m3；所述水的添加量为80kg/m3～95kg/m3，水与胶凝材料质量比不大于0.45。本发明专利技术采用凝灰岩粉作为混凝土矿物掺和料，通过配合比设计，配制高海拔地区凝灰岩粉碾压混凝土，达到C9020F150W8技术指标，可保证高海拔地区碾压混凝土耐久性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混凝土
，特别涉及一种适用于高海拔地区的凝灰岩粉碾压混凝土。
技术介绍
国内外关于海拔2000米以下的碾压混凝土筑坝技术较为成熟，但在3000m以上的高海拔地区，至今没有100m级高碾压混凝土坝建成的案例。高海拔地区主要气候特点是气压低、辐射强、严寒干燥、日温差大、大风日数频繁等，筑坝难度较大。矿物掺和料是现代碾压混凝土中不可或缺的组分之一，如粉煤灰、矿渣粉、石灰石粉等，可减少水泥用量，改善混凝土性能，降低工程成本。但是，西藏高海拔地区缺乏粉煤灰、矿渣粉等优质传统掺和料资源，面对大量的工程需求，只能通过长距离运输，既增加工程造价，又受环境及运输条件的影响而得不到有效保障，进而可能影响工程建设。西藏部分地区凝灰岩矿产资源丰富，粉磨而成的凝灰岩粉本身具有火山灰活性，属于天然火山灰质材料。因此，如能通过凝灰岩粉矿物掺和料的指标控制，结合凝灰岩粉碾压混凝土的配合比优化等工作，配制一种适用于高海拔地区的凝灰岩粉碾压混凝土，既保证混凝土的工程质量，又能解决当地缺乏矿物掺和料的难题，节约工程成本，加快工程进度，促进高海拔地区碾压混凝土筑坝技术的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于高海拔地区、就地取材、满足工程要求、长期耐久，将凝灰岩粉作为主要矿物掺和料的碾压混凝土。本专利技术提供的技术方案：所述一种适用于高海拔地区的凝灰岩粉碾压混凝土，其特征在于所述碾压混凝土是由胶凝材料、砂石骨料、水、减水剂和引气剂组成，所述混凝土的物理指标为：含气量在3.5％～5.5％之间，VC值在2.0s～6.0s之间，表观密度为2400kg/m3～2500kg/m3；其中每平方米混凝土中各组分添加量如下：所述胶凝材料的添加量为190kg/m3～230kg/m3；且胶凝材料是由60％～95％的水泥和5％～40％的凝灰岩粉组成，或由40％～90％的水泥、10％～60％凝灰岩粉与I级粉煤灰按照质量比1:1的比例混合后的混合粉组成；所述砂石骨料的添加量为2100kg/m3～2200kg/m3；且砂石骨料中的砂率为31～33％，所述石头是由质量比为：30～40％的大石，30～40％中石和30～40％组成；所述水的添加量为80kg/m3～95kg/m3，水与胶凝材料质量比不大于0.45；所述减水剂的掺量为胶凝材料总质量的0.6～1.2％，所述引气剂为胶凝材料总质量的0.005％～0.02％；具体用量根据混凝土VC值和含气量确定，奈系高效减水剂和引气剂，技术指标符合GB8076《混凝土外加剂》规定。本专利技术较优的技术方案：所述凝灰岩粉由凝灰岩矿经过粉磨加工的密度为2800kg/m3，细度为使用0.045mm方孔筛筛余17.6％，需水量比100％，含水量0.2％，活性指数62.5％，烧失量2.2％的粉末；所述凝灰岩矿是由25％ 的变质火山灰，73％的晶屑，2％的岩屑组成。凝灰岩粉的加工方法为现有常规岩矿磨粉方法。本专利技术较优的技术方案：所述凝灰岩粉的主要化学成分为：6.15％的CaO，58.08％的SiO2，19.67％的Al2O3，9.86％Fe2O3，1.18％的MgO，0.16％的SO3。本专利技术较优的技术方案：所述水泥为42.5中热硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。本专利技术较优的技术方案：所述砂石骨料是由人工砂石组成，其表观密度为2.65kg/m3～2.69kg/m3。其中所述混凝土中砂子重量660kg/m3～710kg/m3，大石440kg/m3～600kg/m3、中石440kg/m3～600kg/m3、小石440kg/m3～600kg/m3；其中，砂子粒径为0mm～5mm，大石粒径为40mm～80mm、中石粒径为20mm～40mm、小石粒径为5mm～20mm。砂石用量及最优砂率按照DL5330《水工混凝土配合比设计规程》；本专利技术中原材料品质均符合DL/T5112《水工碾压混凝土施工规范》相关规定。本专利技术中所述碾压混凝土可达到C9020强度等级要求。本专利技术一种适用于高海拔地区的凝灰岩粉碾压混凝土具有如下优点：(1)本专利技术充分利用了高海拔地区凝灰岩矿，在高海拔地区工业物资匮乏，利用该区域存在的大量凝灰岩矿粉磨加工后，作为掺和料来配制混凝土，充分利用了自然资源，解决了现有高海拔地区运输困难，而影响工程建设的问题。(2)本专利技术利用西藏当地矿产资源——变余凝灰结构的黑绿色变质斜 斑玄武质晶屑凝灰岩，其中变质火山灰占25％、晶屑占73％、岩屑占2％，粉磨加工后作为主要的原材料组分，配制高海拔地区的碾压混凝土，可调节混凝土性能，显著降低工程成本，技术经济效益显著。(3)本专利技术配制的混凝土适用于高海拔地区，其强度达到C9020强度等级要求的碾压混凝土，抗冻等级达到F150及以上、抗渗等级达到W8及以上。本专利技术专利优选当地原材料凝灰岩粉作为混凝土矿物掺和料，通过配合比设计，配制高海拔地区凝灰岩粉碾压混凝土，达到C9020F150W8技术指标，可保证高海拔地区碾压混凝土耐久性，有利于新型矿物掺和料的推广，具有广阔的应用前景。附图说明图1和图2是本专利技术中凝灰岩矿石的偏光显微图。图3和图4是本专利技术中凝灰粉的显微形貌图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，实施例中的凝灰岩粉由凝灰岩矿经过粉磨加工而成，凝灰岩岩矿偏光显微图见图1和图2，凝灰岩岩矿组成见下表：粉磨加工后的凝灰岩粉化学成分见下表：实施例，一种适用于高海拔地区的凝灰岩粉碾压混凝土，包括以下步骤：(1)明确设计指标西藏某水利工程用碾压混凝土，海拔3300km，设计要求强度等级C9020，抗冻等级F150，抗渗等级W8。(2)凝灰岩粉矿物掺和料采用山南地区的黑绿色变质斜斑玄武质晶屑凝灰岩矿源，经粉磨加工后，凝灰岩粉的显微形貌图如图3和图4，其技术指标见下表1：表1凝灰岩粉的技术指标(3)其他原材料西藏华新42.5中热硅酸盐水泥，西藏当地花岗岩人工破碎砂石料、江苏博特JM-II奈系高效缓凝减水剂和浙江龙游ZB-1引气剂。(4)配制混凝土按照DL5330《水工混凝土配合比设计规程》规定，计算得到C9020混凝土的配置强度为23.4MPa。结合绝对体积法，设计并优化三级配碾压混凝土配合比，以及单方混凝土的原材料用量，分别见表2和表3。表2碾压混凝土配合比表3碾压混凝土原材料用量(5)混凝土性能测试参照DL/T 5433《水工碾压混凝土试验规程》，拌和、成型及养护碾压混凝土试件，各项指标结果见表2.3。试验结果表明，混凝土拌和物性能良好，90d抗压强度达到配制强度要求，抗冻及抗渗等级均满足设计指标。表2.3混凝土性能测试结果通过上述实施例中的结果显示，两种配方配制出来的混凝土抗压强度、抗冻等级、抗渗等级均达到设计要求，可以适用于高海拔地区。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于高海拔地区的凝灰岩粉碾压混凝土，其特征在于所述碾压混凝土是由胶凝材料、砂石骨料、水、减水剂和引气剂组成，所述混凝土的物理性质为：含气量在3.5％～5.5％之间，VC值在2.0s～6.0s之间，混凝土表观密度为2400kg/m3～2500kg/m3；其中每平方米混凝土中各组分添加量如下：所述胶凝材料的添加量为190kg/m3～230kg/m3；且胶凝材料是由60％～95％的水泥和5％～40％的凝灰岩粉组成，或由40％～90％的水泥、10％～60％凝灰岩粉与I级粉煤灰按照质量比1:1的比例混合后的混合粉组成；所述砂石骨料的添加量为2100kg/m3～2200kg/m3；且砂石骨料中的砂率为31～33％，所述石头是由质量比为：30～40％的大石，30～40％中石和30～40％组成；所述水的添加量为80kg/m3～95kg/m3，水与胶凝材料质量比不大于0.45；所述减水剂的掺量为胶凝材料总质量的0.6～1.2％，所述引气剂为胶凝材料总质量的0.005％～0.02％。

【技术特征摘要】
1.一种适用于高海拔地区的凝灰岩粉碾压混凝土，其特征在于所述碾压混凝土是由胶凝材料、砂石骨料、水、减水剂和引气剂组成，所述混凝土的物理性质为：含气量在3.5％～5.5％之间，VC值在2.0s～6.0s之间，混凝土表观密度为2400kg/m3～2500kg/m3；其中每平方米混凝土中各组分添加量如下：所述胶凝材料的添加量为190kg/m3～230kg/m3；且胶凝材料是由60％～95％的水泥和5％～40％的凝灰岩粉组成，或由40％～90％的水泥、10％～60％凝灰岩粉与I级粉煤灰按照质量比1:1的比例混合后的混合粉组成；所述砂石骨料的添加量为2100kg/m3～2200kg/m3；且砂石骨料中的砂率为31～33％，所述石头是由质量比为：30～40％的大石，30～40％中石和30～40％组成；所述水的添加量为80kg/m3～95kg/m3，水与胶凝材料质量比不大于0.45；所述减水剂的掺量为胶凝材料总质量的0.6～1.2％，所述引气剂为胶凝材料总质量的0.005％～0.02％。2.根据权利要求1所述的一种适用于高海拔地区的凝灰岩粉碾压混凝土，其特征在于：所述凝灰岩粉由凝灰岩矿经过粉磨加工的密度为2800kg/m3，细度为使用0.045mm方孔筛筛余17....

【专利技术属性】
技术研发人员：石妍，李响，杨华全，李正平，李家正，胡贤，彭松涛，董芸，严建军，周世华，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，华电西藏能源有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42