一种适用于水下施工的抗冲刷可调凝护壁混凝土制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于水下施工的抗冲刷可调凝护壁混凝土，其中抗冲刷可调凝护壁混凝土的组分按质量份数构成为：碎石820～900份，砂710～760份，水210～260份，水泥280～470份，矿物掺合料0～190份，絮凝剂2～2.5份，消泡剂1～3份，聚羧酸系高效减水剂6～12份，调凝组分0～24份。本发明专利技术得到的水下抗冲刷护壁混凝土抗分散性良好，自密实性能良好，便于施工，且凝结时间可以根据施工要求调整。凝结时间可以根据施工要求调整。凝结时间可以根据施工要求调整。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于水下施工的抗冲刷可调凝护壁混凝土


[0001]本专利技术属于建筑
，具体涉及一种适用于水下施工的抗冲刷可调凝护壁混凝土。

技术介绍

[0002]随着钻孔灌注桩直径的不断增大，传统钻孔灌注桩施工所使用的泥浆护壁存在易塌孔和难以彻底清渣等问题。技术CN 213682078 U提出了大直径钻孔灌注桩护壁的方案，采用该种方案可有效解决上述问题，保证成桩质量，但对护壁混凝土提出了流动性好、抗冲刷和凝结时间短的要求。在工程实践中发现，普通混凝土的抗水冲刷能力极差、水下施工难以成型密实且凝结时间与施工要求不匹配。传统水下不分散混凝土的流动性与抗分散性能难以同时达到最佳，且往往流动速度较慢，无法适应浇筑护壁结构所使用的小导管。此外，水下不分散混凝土必须采用的抗分散组分絮凝剂具有较强的缓凝作用，混凝土的凝结时间往往因此大幅延长。在水下混凝土护壁结构中，护壁混凝土需及时凝结以减小对侧壁钢丝网模的压力，过长的凝结时间不利于护壁浇筑的连续进行。
[0003]总之，在工程中采用大直径钻孔灌注桩水下环形自护壁，存在着抗分散、高流动性和凝结时间调控之间的矛盾，需使用一种抗水冲刷、易于在薄壁结构中成型且凝结时间可调的护壁混凝土及其相应的施工方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述现有技术存在的问题，提供了一种适用于水下施工的抗冲刷可调凝护壁混凝土，以解决混凝土水下容易分散、成型密实困难和凝结时间与施工难匹配的问题，并满足导管法施工的要求。
[0005]本专利技术适用于水下施工的抗冲刷可调凝护壁混凝土，其组分按质量份数构成为：
[0006]碎石820～900份，砂710～760份，水210～260份，水泥280～470份，矿物掺合料0～190份，絮凝剂2～2.5份，消泡剂1～3份，聚羧酸系高效减水剂(减水率≥25％)6～12份，调凝组分0～24份。
[0007]优选的，所述碎石的针片状颗粒含量≤10％，含泥量≤1％，粒径范围为5～16mm；粒径分布范围：16mm筛余0～10％，9.5mm筛余30～60％，4.75mm筛余85～100％，2.36mm筛余95～100％。
[0008]优选的，所述矿物掺合料为粒化高炉矿渣粉和粉煤灰，具体采用碱性矿渣和普通的II级粉煤灰即可。其中以胶凝材料质量计(即以水泥和矿物掺合料的总质量计)，粒化高炉矿渣粉的掺量为0～30％，粉煤灰的掺量为0～20％。在粒化高炉矿渣粉和粉煤灰掺量分别为10％和20％(按胶凝材料质量计)时，护壁混凝土的流动性和抗分散性均较好。
[0009]优选的，所述絮凝剂为15万粘度的羟丙基甲基纤维素。
[0010]优选的，所述消泡剂为有机硅类消泡剂或优质聚醚类消泡剂。
[0011]优选的，所述调凝组分为聚合硫酸铝、硫酸铝和碳酸锂中的一种或多种复配构成。
本专利技术提供调凝组分的不同配比以满足实际施工对凝结时间的不同要求：
[0012]采用聚合硫酸铝4.7份、硫酸铝9.4份、碳酸锂4.7份时，可在2h左右凝结硬化；
[0013]采用聚合硫酸铝9.4份、硫酸铝4.7份、碳酸锂4.7份时，可在3h左右凝结硬化；
[0014]采用聚合硫酸铝2.4份、硫酸铝9.4份、碳酸锂4.7份时，可在5h左右凝结硬化；
[0015]采用聚合硫酸铝2.4份、硫酸铝4.7份、碳酸锂4.7份时，可在8h左右凝结硬化。
[0016]本专利技术适应于水下施工的抗冲刷护壁混凝土的强度等级为C15
‑
C35。
[0017]本专利技术适用于水下施工的抗冲刷可调凝护壁混凝土的施工方法，包括以下步骤：
[0018]步骤1：架设20cm直径钢导管，并在上方放置1m3长锥形料斗；
[0019]步骤2：通过料斗以不超过0.4m3/min的速度向水下作业面灌注混凝土，保持导管底口在混凝土面上方，且距离混凝土面≤50cm；随着混凝土的上升，适当提升和割除导管，并进行移位，防止混凝土局部堆积。
[0020]本专利技术的有益效果体现在：
[0021]1、本专利技术在优选外加剂的基础上，通过对粒化高炉矿渣粉和粉煤灰的复掺，使得水下抗冲刷护壁混凝土在确保较好抗分散性的前提下同时具有较好的流动性。
[0022]2、本专利技术通过对粗骨料的选用和配合比的设计，配合本专利技术中的施工方法，混凝土在实际采用导管法施工过程中不会发生堵管的问题，且混凝土流出导管后具有良好的填充性能。
[0023]3、本专利技术中所采用的调凝组分，可使抗冲刷护壁混凝土的凝结时间在2～24小时调整，同时不对混凝土的工作性能和抗冲刷性能产生不利影响。
附图说明
[0024]图1是不同聚羧酸减水剂对扩展度的影响。
[0025]图2是硫酸铝对凝结时间的影响。
[0026]图3是碳酸锂对凝结时间的影响。
具体实施方式
[0027]下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0028]实施例1：
[0029]配制强度等级为C30的水下抗刷混凝土，包括以下按重量份数计的原料：碎石900份，砂743份，水211份，水泥282份，矿物掺合料188份，絮凝剂2.4份，消泡剂1份，聚羧酸系高效减水剂12份。
[0030]本实施例中，采用II区中砂，含泥量为0.7％，细度模数为2.76。
[0031]本实施例中，采用5～16mm碎石，针片状颗粒含量6.6％，含泥量0.5％，粒径范围为5～16mm；粒径分布范围：16mm筛余0％，9.5mm筛余48.8％，4.75mm筛余100％。
[0032]本实施例中，水泥为P
·
O42.5水泥。
[0033]本实施例中，矿物掺合料为粒化高炉矿渣粉和粉煤灰按3：1的比例配制而成。
[0034]本实施例中，絮凝剂为15w粘度的HPMC。
[0035]本实施例中，消泡剂为采用优质原料生产的聚醚类消泡剂。
[0036]本实施例所提供的水下抗冲刷护壁混凝土，坍落度为220mm，坍落扩展度为350mm，
抗分散性测试中水溶液pH为10，具有良好的流动性和抗分散性，而且其28天抗压强度达37.1MPa。配合本专利技术中所述的施工方法，在灌注过程中未出现堵管现象，且混凝土成型密实。
[0037]实施例2：
[0038]配制强度等级为C20的水下抗刷混凝土，包括以下按重量份数计的原料：碎石900份，砂743份，水259份，水泥329份，矿物掺合料141份，絮凝剂2.4份，消泡剂1份，聚羧酸系高效减水剂12份。
[0039]本实施例中，采用II区中砂，含泥量为0.7％，细度模数为2.76。
[0040]本实施例中，采用5～16mm碎石，针片状颗粒含量6.6％，含泥量0.5％，粒径范围为5～16mm；粒径分布范围：16mm筛余0％，9.5mm筛余48.8％，4.75mm筛余100％。
[0041]本实施例中，水泥为P
·...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于水下施工的抗冲刷可调凝护壁混凝土，其特征在于其组分按质量份数构成为：碎石820～900份，砂710～760份，水210～260份，水泥280～470份，矿物掺合料0～190份，絮凝剂2～2.5份，消泡剂1～3份，聚羧酸系高效减水剂6～12份，调凝组分0～24份。2.根据权利要求1所述的抗冲刷可调凝护壁混凝土，其特征在于：所述碎石的针片状颗粒含量≤10％，含泥量≤1％，粒径范围为5～16mm；粒径分布范围：16mm筛余0～10％，9.5mm筛余30～60％，4.75mm筛余85～100％，2.36mm筛余95～100％。3.根据权利要求1所述的抗冲刷可调凝护壁混凝土，其特征在于：所述矿物掺合料为粒化高炉矿渣粉和粉煤灰，具体采用碱性矿渣和II级粉煤灰即可。4.根据权利要求3所述的抗冲刷可调凝护壁混凝土，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘祥胜，余其俊，陈文韬，詹炳根，殷永高，黄学文，高鹏，刘锦程，尚龙，李占甫，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：