一种单掺火山灰碾压混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单掺火山灰碾压混凝土及其制备方法。它是由胶凝材料、砂石骨料、水和外加剂制成的，其中胶凝材料是由重量百分比为３５－５０％的水泥和５０－６５％的火山灰组成的，其用量为１５８－２１８ｋｇ／ｍ↑［３］混凝土，所述外加剂为减水剂和引气剂，减水剂的掺量是胶凝材料总量的０．７－１．２％，引气剂的掺量是胶凝材料总量的０．０２－０．０３％，水胶比为０．３５－０．６５，将胶凝材料、外加剂、水和砂石骨料混合制成表观密度为大于２４００ｋｇ／ｍ↑［３］的碾压混凝土。本发明专利技术制备的单掺火山灰碾压混凝土具有较好的抗渗性、抗冻性、抗蚀性和较低的水化热值等技术指标。

Single volcanic ash rolling concrete and preparation method thereof

The invention discloses a single volcanic ash rolling concrete and a preparation method thereof. It is composed of cement, aggregate, water and additive made of the cementitious materials by weight percentage of 35 - 50% and 50 - 65% of the cement volcano ash composition, the amount of 158 218kg / M = 3 the admixture for concrete, water reducing agent and air entraining agent that amount of superplasticizer is the total cementitious materials from 0.7 to 1.2%, the amount of mixed air entraining agent is the total cementitious materials of 0.02 - 0.03%, the water cement ratio is 0.35 - 0.65, the cement, admixture, water and sand aggregate mixed apparent density of RCC is greater than 2400KG / M = 3. The single volcanic ash roller compacted concrete prepared by the invention has better impermeability, frost resistance, corrosion resistance and lower hydration heat value.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混凝土及其制备方法，具体涉及一种用于筑坝的单掺 火山灰碾压混凝土及其制备方法。
技术介绍
单掺火山灰技术是继碾压混凝土釆用单掺一、二级粉煤灰作为掺和料 技术之后的又一种碾压混凝土单掺料技术。单掺火山灰碾压混凝土为干硬 性混凝土，具有胶凝材料用量少、成本低、施工进度快、相对于双掺料可 减少拌和系统建厂投入等优点。通过对国内碾压混凝土坝的资料整理分析 可以看出，碾压混凝土坝对胶凝材料中的掺和料品质要求较高，除部分地 区有一、二级粉煤灰可直接作为碾压混凝土的掺和料使用外，其他均采用 双掺料来代替粉煤灰作为碾压混凝土的掺和料。如何充分利用区域资源， 降低工程成本，保证施工质量和进度，实现碾压混凝土筑坝的科学性、环 保性是碾压混凝土领域需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有较好的抗渗性、抗冻性、抗蚀性和较低 的水化热值的单掺火山灰碾压混凝土。本专利技术的技术路线在碾压混凝土中胶凝材料的掺和料不能保证工程 需要的情况下， 一种以经济，环保，充分利用区域资源的材料一一火山灰 取代了粉煤灰或双掺料作为碾压混凝土的掺合料，解决了工程难题，同时 对大坝的温度控制起到积极作用，能够保证混凝土强度及设计的各项技术 指标的单掺料混凝土称为碾压混凝土单掺火山灰技术。该技术主要通过优 选火山灰矿源确定火山灰的优选地，通过扫描电镜、X荧光光谱分析等微观测试方法分析火山灰的粒形、化学组分等，比较其与常用掺合料(粉煤 灰等)的异同，把握其性能特性；通过不同火山灰性能的比较，提出满足单掺火山灰碾压混凝土性能要求的火山灰控制指标；通过不同研磨时间的 火山灰细度、抗压强度比等参数的测试，研究火山灰细度与活性的关系。 通过室内原材料试验和室内配合比对比试验，分析单掺火山灰碾压混 凝土配合比的可行性，通过现场碾压混凝土试验再进行配合比调整和优化 并成功应用于水电站筑坝工程建设。为解决上述技术问题，基于上述技术路线，本专利技术釆用的技术方案是 一种单掺火山灰碾压混凝土，它是由胶凝材料、砂石骨料、水和外加剂制 成的，所述砂石骨料是由40~47%的砂和53~60%的石子组成的，所述 胶凝材料的用量为158-218 kg/ m3混凝土，其特征在于所述外加剂为 减水剂和引气剂，减水剂的掺量是胶凝材料总量的0.7-1.2%，引气剂的 掺量是胶凝材料总量的0. 02 ~ 0. 03%,水胶比为0. 35-0. 65，将胶凝材料、 外加剂、水和砂石骨料混合制成表观密度为大于2400 kg/m3的碾压混凝土； 所述胶凝材料是由重量百分比为35~ 50%的水泥和50~65%的火山灰组成 的。本专利技术三种优选方案按照如下三种配比来制备RCC，IO、 RCC18。15、 RCC，20碾压混凝土胶凝材料的用量分别为158 kg/m"昆凝土、 161 kg/m3 混凝土和218kg/ m3混凝土，减水剂的掺量是胶凝材料总量的0.8%,引 气剂的掺量分别是胶凝材料总量的0. 02%、 0. 02%和0. 03%，水胶比分 别为0.55、 0. 49和0.45，按照上述配比将胶凝材料、外加剂、水和砂 石骨料混合制成表观密度大于2400 kg/r^的碾压混凝土。 RCCu。20碾压混 凝土为二级配，RCC18。10、 RCC18。15碾压混凝土为三级配。所述水泥的强度不低于42. 5Mpa，所述火山灰为褐色凝灰岩研磨制成 的火山灰，其加工品质指标如下(1) 细度:45um筛余量《20y。; 80 ju m筛余量控制在5°/。-7%;(2) 需水量比<105%;(3 )含水率《1%;(4) 烧失量《10%;(5) 三氧化硫《3%;(6) 活性指标>62%。所述砂为中砂，含水率《6. 0%，细度模数2.4-3.0。 所述石子由小石、中石和大石组成，三级配的重量百分比为小石中石大石=1 : 1.33 : i, 二级配的重量百分比为小石中石=l : 1.105,其粒径分别为小石粒径为5 ~ 20 mm,中石粒径为20 - 40 mm,大石粒径 为40 ~ 80 mm。当进行三级配的时候，石子的粒径在5 80mm范围内，当进行二级配 的时候，石子的粒径在5 40mm范围内。本专利技术另一目的是提供一种单掺火山灰碾压混凝土的方法，其特征在 于依次将作为骨料的砂和石子、作为胶凝材料的水泥和火山灰、作为外 加剂的减水剂和引气剂以及水投入强制式搅拌机中搅拌60s,即得单掺火 山灰碾压混凝土。本专利技术与现有技术相比具有以下优点釆用本专利技术可就地取材，釆用 本专利技术与单掺粉煤灰相比可减少对环境的污染、釆用本专利技术的配方和方法 制备的单掺火山灰碾压混凝土具有较好的抗渗性、抗冻性、抗蚀性和较低 的水化热值等技术指标，同时开创了碾压混凝土掺合料除粉煤灰为单掺 外，其他单掺料的思路；相对无粉煤灰的地区釆用双掺料具有较大的优势。本专利技术的混凝土各种性能参数以C1S。20W8F100为例碾压混凝土 28 天达到抗压强度20. 9Mpa, 90天达到抗压强度26. 5 Mpa、抗拉强度为2. 87 Mpa。碾压混凝土绝热温升28天小于2(TC, VC值3 7s。本专利技术碾压混凝 土抗渗等级为W4 W8，抗冻等级为F50 F100。本专利技术火山灰的加工品质性能指标及化学成分分别见表1和表2。<table>table see original document page 7</column></row><table>注VC是碾压混凝土拌合物的工作度，单位为秒(s)。下面通过实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。 具体实施例方式本专利技术的优选实施方式(RCC18。10三级配)原料强度不低于42. 5 Mpa的水泥55 kg,火山灰103 kg，细度在 中砂范围的砂638 kg,粒径在5 ~ 20 mm的小石458 kg，粒径在20~40咖 的中石612kg,粒径在40 80mm的大石458 kg,水87 kg,外加剂1. 30 kg;其中减水剂为1.264 kg,引气剂为0. 036 kg,减水剂最好选用萘系缓 凝高效减水剂。缓凝高效减水剂是一种具有分散力强、提高混凝土抗折和 抗压强度、改变和易性、具有缓凝作用的外加剂。引气剂是一种能够改善 混凝土可塑性、和易性、降低混凝土离析、泌水、提高抗冻抗渗耐久性指 标的外加剂。制备方法在强制式拌和楼的拌和机中加入砂、小石、中石、大石， 再将火山灰和水泥分别加入，最后加入外加剂和水进行拌制60s,即得 C18 10W4F50混凝土。拌制混凝土时，根据具体情况对骨料进行动态调整，控制混凝土的表 观密度大于2400 kg/m3即可。施工方法釆用平仓机将碾压混凝土逐层均勻摊铺，根据气温控制好 混凝土的入仓温度和VC值；釆用自行式振动碾经过确定的碾压遍数进行 无振和有振碾压，使碾压混凝土达到密实，并经核子密度仪检测，压实度 达到98%以上；控制好层间结合，上游防渗区逐层均匀铺撒与碾压混凝土 同水灰比的水泥和火山灰净浆，达到碾压效果"有泛浆、有弹性、有光 泽"。施工技术规范见《水工混凝土施工规范DL/T5144-2001》。权利要求1.一种单掺火山灰碾压混凝土，它是由胶凝材料、砂石骨料、水和外加剂制成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单掺火山灰碾压混凝土，它是由胶凝材料、砂石骨料、水和外加剂制成的，所述砂石骨料是由４０～４７％的砂和５３～６０％的石子组成的，所述胶凝材料的用量为１５８～２１８ｋｇ／ｍ↑［３］混凝土，其特征在于：所述外加剂为减水剂和引气剂，减水剂的掺量是胶凝材料总量的０．７～１．２％，引气剂的掺量是胶凝材料总量的０．０２～０．０３％，水胶比为０．３５－０．６５，将胶凝材料、外加剂、水和砂石骨料混合制成表观密度为大于２４００ｋｇ／ｍ↑［３］的碾压混凝土；所述胶凝材料是由重量百分比为３５～５０％的水泥和５０～６５％的火山灰组成的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵仁安，赵永红，王鹏禹，姬脉兴，谢凯军，马少龙，刘小燕，
申请(专利权)人：中国水利水电第三工程局，
类型：发明
国别省市：87[]