低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土及其制备方法与流程

本发明属于材料，具体涉及低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土，本发明还涉及上述碾压混凝土的制备方法。

背景技术：

1、随着水电工程的开发程度逐渐增大，我国剩余水电资源主要集中在西藏等高寒、高海拔地区，碾压混凝土筑坝技术作为目前经济性和施工效率均较高的一种方式，得到了快速发展，其大面积通仓浇筑，减少分缝分块，提高了坝体的整体性，加了快施工进度，但目前使用的碾压混凝土技术指标很难满足西藏等高寒高海拔地区筑坝对碾压混凝土的要求。

2、目前碾压混凝土一般使用“中热、低热水泥+粉煤灰+普通砂石骨料”的配制方案，公开号为cn 114671657 a的中国专利使用“中、低热水泥高掺粉煤灰”的技术方案，公开号为cn 110885218 a的中国专利使用“低热硅酸盐水泥掺粉煤灰”的技术方案，目前的技术方案所制成的碾压混凝土由于粉煤灰掺量较大，早期强度和极限拉伸值均较低，后期抵抗由于环境温度变化引起的裂缝的能力较低。公开号为cn 106186901 a的中国专利使用“中热或普通硅酸盐水泥掺天然火山灰粉料和粉煤灰”的技术方案，由于中热水泥水化热基本大于270kj/kg，其配制的碾压混凝土绝热温升相对较高，产生温度裂缝的可能性会增加，由于使用天然火山灰粉料会使其收缩变形变大，使碾压混凝土坝裂缝增加。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的是提供低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土，解决了现有碾压混凝土技术指标很难满足高寒高海拔地区筑坝对碾压混凝土的要求的问题。

2、本发明的第二个目的是提供低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土的制备方法。

3、本发明所采用的第一种技术方案为：低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土，按质量份数，由以下组分组成：低热硅酸盐水泥60-150份，天然火山灰质粉料60-110份，低弹性模量粗骨料1100-1800份，普通细骨料600-1000份，减水剂1-1.7份，高效引气剂0.05-0.2份，收缩补偿剂0.8-2.3份，水80-100份。

4、本发明所采用的第一种技术方案的特点还在于：

5、优选的，低热硅酸盐水泥硅酸二钙含量为40％～60％，铝酸三钙含量≤6％，3d水化热小于230kj/kg，7d水化热小于260kj/kg，28d水化热小于300kj/kg，7d抗压强度≥13mpa，28d抗压强度≥42.5mpa，90d抗压强度≥62.5mpa。

6、优选的，天然火山灰质粉料经过球磨加工成为比表面积为500-800m2/kg的粉料，颗粒形貌为不规则多面体，主要成分为：sio2(60％-80％)、al2o3(10％-30％)及fe2o3(0％-20％)，活性指数≥60％。

7、优选的，低弹性模量粗骨料的岩石弹性模量为5-20gpa。

8、优选的，低弹性模量粗骨料为三级配粗骨料，骨料粒径为5mm-120mm。

9、优选的，普通细骨料中0.16mm粒径以下含量为18％-25％，0.08mm粒径以下含量为10％-15％。

10、优选的，减水剂为以甲醛、浓硫酸、氢氧化钠、卤代衍生物为原料，用离子交换反应合成的以萘系高效减水剂。

11、优选的，收缩补偿剂为氧化钙、硫酸钙、硫铝酸钙混合后使用球磨机进行磨细，使其比表面达到300m2/kg-400m2/kg，1.18mm筛筛余量≤0.3％。

12、本发明所采用的第二种技术方案为：低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土的制备方法，具体按以下步骤实施：

13、步骤1、将水，以萘系高效减水剂，高效引气剂混合均匀形成混合溶液；

14、步骤2、将低弹性模量粗骨料，普通细骨料，低热硅酸盐水泥，天然火山灰质粉料，收缩补偿剂混合后搅拌均匀；

15、步骤3、将混合溶液加入到步骤2所形成的混合物中，使用强制式搅拌机搅拌2-3分钟，即得低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土。

16、发明的有益效果是：

17、本发明的低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土提高碾压混凝土早期抗压强度、拉伸强度和极限拉伸值，增加早期抗裂能力，和抵抗环境变化导致产生裂缝能力。使其能够满足西藏等高寒高海拔地区筑坝对碾压混凝土的要求。碾压混凝土施工拆除模版的时间提前，加快施工进度，节约了工期。

18、本发明的低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土解决了使用天然火山灰粉料导致的碾压混凝土收缩变形变大，易产生裂缝的问题，使用收缩补偿剂对胶材水化反应后的体积收缩减小部分进行补偿，使碾压混凝土在碾压后减小或不产生收缩变形，从而提高其抗裂能力，达到无裂缝碾压混凝土。

19、本发明的低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土解决了西藏等地区无粉煤灰掺合料的难题，降低了工程施工成本，提高了施工质量。因西藏地区无粉煤灰资源，使用内地粉煤灰运费巨大，且因内地至西藏的陆运和铁路运力有限，无法保证粉煤灰及时供应，影响工程施工进度。

20、本发明的低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土显著降低了碾压混凝土的抗压弹性模量，普通碾压混凝土180d抗压弹性模量为30gpa以上，而本发明碾压混凝土抗压弹性模量为20gpa，只有普通碾压混凝土的67％，大大提高了其适应变形的能力。

21、本发明使用的胶凝材料为低热硅酸盐水泥掺天然火山灰粉料，使得所制备的碾压混凝土具有低绝热温升值，早龄期较高的强度和极限拉伸变形能力，同时采用低弹性模量骨料，使所制备的碾压混凝土全生命周期均有高极限拉伸变形，从而能够满足高寒高海拔地区恶劣环境条件的变形要求，使用补偿收缩剂，对胶材水化反应后的体积收缩减小部分进行补偿，使碾压混凝土在碾压后减小或不产生收缩变形，进一步提高其抗裂能力，达到无裂缝的目的。

技术特征：

1.低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土，其特征在于，按质量份数，由以下组分组成：低热硅酸盐水泥60-150份，天然火山灰质粉料60-110份，低弹性模量粗骨料1100-1800份，普通细骨料600-1000份，减水剂1-1.7份，高效引气剂0.05-0.2份，收缩补偿剂0.8-2.3份，水80-100份。

2.根据权利要求1所述的低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土，其特征在于，所述低热硅酸盐水泥硅酸二钙含量为40％～60％，铝酸三钙含量≤6％，3d水化热小于230kj/kg，7d水化热小于260kj/kg，28d水化热小于300kj/kg，7d抗压强度≥13mpa，28d抗压强度≥42.5mpa，90d抗压强度≥62.5mpa。

3.根据权利要求1所述的低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土，其特征在于，所述天然火山灰质粉料经过球磨加工成为比表面积为500-800m2/kg的粉料，颗粒形貌为不规则多面体，主要成分为：sio2(60％-80％)、al2o3(10％-30％)及fe2o3(0％-20％)，活性指数≥60％。

4.根据权利要求1所述的低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土，其特征在于，所述低弹性模量粗骨料的岩石弹性模量为5-20gpa。

5.根据权利要求4所述的低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土，其特征在于，所述低弹性模量粗骨料为三级配粗骨料，骨料粒径为5mm-120mm。

6.根据权利要求1所述的低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土，其特征在于，所述普通细骨料中0.16mm粒径以下含量为18％-25％，0.08mm粒径以下含量为10％-15％。

7.根据权利要求1所述的低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土，其特征在于，所述减水剂为以甲醛、浓硫酸、氢氧化钠、卤代衍生物为原料，用离子交换反应合成的以萘系高效减水剂。

8.根据权利要求1所述的低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土，其特征在于，所述收缩补偿剂为氧化钙、硫酸钙、硫铝酸钙混合后使用球磨机进行磨细，使其比表面达到300m2/kg-400m2/kg，1.18mm筛筛余量≤0.3％。

9.根据权利要求1-8任一所述的低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：

技术总结本发明公开了低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土，按质量份数，由以下组分组成：低热硅酸盐水泥60‑150份，天然火山灰质粉料60‑110份，低弹性模量粗骨料1100‑1800份，普通细骨料600‑1000份，以萘系高效减水剂1‑1.7份，高效引气剂0.05‑0.2份，收缩补偿剂0.8‑2.3份，水80‑100份。本发明还公开了上述碾压混凝土的制备方法。本发明的低温升、低弹模、高极限拉伸值碾压混凝土及其制备方法解决了现有碾压混凝土技术指标很难满足高寒高海拔地区筑坝对碾压混凝土的要求的问题。技术研发人员：吴文博,阙培中,胡炜,张勇,程学俊,范志勇,张亮受保护的技术使用者：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29