本發(fā)明屬于混凝土領(lǐng)域，具體涉及一種適用于熱帶地區(qū)的大體積生態(tài)混凝土及其施工方法。

背景技術(shù)：

在“一帶一路”戰(zhàn)略提出后，國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)在沿線國(guó)家的海外業(yè)務(wù)大幅上揚(yáng)。各地區(qū)國(guó)家所采用的標(biāo)準(zhǔn)、建筑結(jié)構(gòu)服役環(huán)境以及當(dāng)?shù)卦牧系牟煌?，是開發(fā)當(dāng)?shù)亟ㄖ袌?chǎng)主要的技術(shù)難點(diǎn)。針對(duì)熱帶海洋氣候，全年溫度27℃～36℃，日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，該服役環(huán)境下，混凝土溫升、結(jié)構(gòu)防開裂措施更加需要重視，尤其是大體積混凝土結(jié)構(gòu)工程。

大體積混凝土水泥水化初期會(huì)釋放出大量的水化熱，從而易引起結(jié)構(gòu)膨脹變形，水化溫升裂縫，在后期，混凝土溫度逐漸下降且伴隨著收縮，體積變形會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。一旦拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生裂縫。同時(shí)，也為了防止鈣礬石的后期延遲膨脹破壞，施工過(guò)程往往也會(huì)對(duì)混凝土溫度控制提出更為嚴(yán)格的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種適用于熱帶地區(qū)的大體積生態(tài)混凝土及其施工方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種適用于熱帶地區(qū)的大體積生態(tài)混凝土，由磷石膏基生態(tài)膠凝材料、相變材料管道、水、中砂、碎石、外加劑和水組成，以1份磷石膏基生態(tài)膠凝材料為基準(zhǔn)，中砂的用量為1.5～2.5份，碎石的用量為1.8～2.8份，水灰比為0.3～0.4，相變材料管道的用量為磷石膏基生態(tài)膠凝材料重量的5～15％，外加劑的摻量為磷石膏基生態(tài)膠凝材料重量的1.5～2.5％。

上述方案中，所述相變材料管道是由癸酸、月硅酸、肉豆蔻酸棕櫚酸和硬脂酸復(fù)配而成，各組分按重量份數(shù)計(jì)為：癸酸5～20份、月硅酸20～40份、肉豆蔻酸10～30份、棕櫚酸10～20份、硬脂酸5～20份。

上述方案中，所述相變材料管道的熔點(diǎn)在40～60℃之間。

上述方案中，所述磷石膏基生態(tài)膠凝材料是由復(fù)合礦渣粉、復(fù)合水泥和改性磷石膏復(fù)配而成，各組分按重量份數(shù)計(jì)為：復(fù)合礦渣粉45～80份、復(fù)合水泥10～30份、改性磷石膏10～25份。

上述方案中，所述改性磷石膏通過(guò)如下方法改性得到：將磷石膏晾干或者烘干至含水率15～30％，然后按照磷石膏：堿的重量比為95:5的比例復(fù)合，攪拌均勻后，陳化1～2天，得到改性磷石膏。

上述方案中，所述復(fù)合水泥是由快硬鋁酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥按重量比1：1～1：2復(fù)合而成、或者由高鋁水泥與普通硅酸鹽水泥按重量比1：1～1：2復(fù)合而成。

上述方案中，所述復(fù)合礦渣粉是由高錳礦渣、高鈦礦渣與?；郀t礦渣按重量比為1：1：2～5復(fù)配而成。

上述方案中，所述高錳礦渣的MnO含量為2～10％，所述高鈦礦渣的TiO₂含量為5～25％。

上述方案中，所述復(fù)合礦渣粉的比表面積為400～500m²/kg。

上述方案中，所述中砂的粒徑為5～25mm。

上述適用于熱帶地區(qū)的大體積生態(tài)混凝土的施工方法，包括如下步驟：

(1)取磷石膏基生態(tài)膠凝材料、水、砂、石和外加劑混合均勻，

(2)將相變材料管道呈豎狀、曲線形均勻分布在混凝土待澆筑部位，

(3)澆筑過(guò)程中控制混凝土入模溫度≤30℃，混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)坍落度180-280mm；混凝土凝結(jié)時(shí)間控制：初凝時(shí)間10±3h，終凝時(shí)間12±4h。

本發(fā)明的有益效果：(1)本發(fā)明所述磷石膏基生態(tài)膠凝材料是一種負(fù)荷綠色發(fā)展生態(tài)水泥，采用復(fù)合礦渣粉、復(fù)合水泥和改性磷石膏復(fù)配形成，其中復(fù)合礦渣粉是以磷石膏、高鈦礦渣、?；郀t礦渣等廢渣為原料復(fù)配而成，所述膠凝材料中水泥熟料的用量較低，廢渣的利用率非常高，廢渣來(lái)源豐富、原材料成本低；(2)本發(fā)明所述大體積生態(tài)混凝土中，控制相變材料管道的熔點(diǎn)在40～60℃之間，有利于控制大體積混凝土的水化溫升，同時(shí)，更能激發(fā)復(fù)合礦渣粉的水化活性；(3)本發(fā)明所述大體積生態(tài)混凝土能有效降低減少初期水化放熱量，控制水化溫升，減少后期溫度下降引起的結(jié)構(gòu)性裂縫，保證結(jié)構(gòu)安全；(4)本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí)，又節(jié)能環(huán)保。

附圖說(shuō)明

圖1為以實(shí)施例3中所述的組分配方制備所得適用于熱帶地區(qū)的C50大體積生態(tài)混凝土的水化溫升情況，其中A1、B1、C1為各樣品試塊。

圖2為以對(duì)比例中所述組分配方制備所得普硅水泥C50混凝土的水化溫升情況，其中A、B、C為各樣品試塊。

圖3為同強(qiáng)度等級(jí)C50混凝土水化溫升對(duì)比曲線，其中1為本發(fā)明所述適用于熱帶地區(qū)的大體積生態(tài)混凝土的水化溫升情況；2為普硅水泥C50混凝土的水化溫升情況。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

實(shí)施例1～3

一種適用于熱帶地區(qū)的大體積生態(tài)混凝土，由磷石膏基生態(tài)膠凝材料、相變材料管道、水、中砂、碎石、外加劑(減水劑)和水組成，各組分配比如表1所示，其中相變材料管道的各組分配比如表2所示，磷石膏基生態(tài)膠凝材料的各組分配比如表3所示。

表1大體積生態(tài)混凝土各組分配比

*所述中砂的粒徑為5～25mm。

表2相變材料管道各組分配比及熔點(diǎn)數(shù)值

表3磷石膏基生態(tài)膠凝材料各組分配比

其中實(shí)施例1中高錳礦渣、高鈦礦渣與?；郀t礦渣的比例為1:1:3，高鋁水泥與普通硅酸鹽水泥的比例為1:1；實(shí)施例2中高錳礦渣、高鈦礦渣與粒化高爐礦渣的比例為1:1:4，高鋁水泥與普通硅酸鹽水泥的比例為1:1.5；實(shí)施例3中高錳礦渣、高鈦礦渣與粒化高爐礦渣的比例為1:1:5，高鋁水泥與普通硅酸鹽水泥的比例為1:2。

實(shí)施例1～3中所述改性磷石膏通過(guò)如下方法改性得到：磷石膏通過(guò)浮選方式，晾干或者烘干至含水率15～30％，然后按照磷石膏：堿的重量比為95:5的比例復(fù)合，攪拌均勻后，陳化1～2天，得到改性磷石膏；所述堿選自NaOH、KOH、Ca(OH)₂等。

實(shí)施例1～3中所述高錳礦渣的MnO含量為2～10％，所述高鈦礦渣的TiO₂含量為5～25％。

實(shí)施例1～3中所述復(fù)合礦渣粉的比表面積為400～500m²/kg。

實(shí)施例1～3所述適用于熱帶地區(qū)的大體積生態(tài)混凝土的施工方法為：(1)取磷石膏基生態(tài)膠凝材料、水、砂、石和外加劑混合均勻，(2)將相變材料管道呈豎狀、曲線形均勻分布在混凝土待澆筑部位，(3)澆筑過(guò)程中控制混凝土入模溫度≤30℃，混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)坍落度180～280mm；混凝土凝結(jié)時(shí)間控制：初凝時(shí)間10±3h，終凝時(shí)間12±4h。

對(duì)比例

對(duì)比例中所述混凝土由普通硅酸鹽水泥、礦粉、粉煤灰、碎石、中砂、水和減水劑組成，各組分配比如表4所示，所述混凝土的施工方式為：將各組分原料混合均勻后，在混凝土攪拌站攪拌均勻后，由罐車運(yùn)輸至帶澆筑部位。

表4對(duì)比例混凝土的各組分配比

本發(fā)明中實(shí)施例1～3所述適用于熱帶地區(qū)的大體積生態(tài)混凝土以及對(duì)比例中所述混凝土在常溫養(yǎng)護(hù)條件下不同齡期的抗壓強(qiáng)度如表5所示，表5的結(jié)果表明，實(shí)施例1～3所述適用于熱帶地區(qū)的大體積生態(tài)混凝土符合各項(xiàng)物理、力學(xué)性能要求。

表5不同養(yǎng)護(hù)條件下不同體系不同齡期的大體積生態(tài)混凝土抗壓強(qiáng)度(MPa)

圖1是以實(shí)施例3中所述的組分配方制備所得適用于熱帶地區(qū)的C50大體積生態(tài)混凝土的各樣品的水化溫升情況。

圖2是以對(duì)比例中所述組分配方制備所得普硅水泥C50混凝土的水化溫升情況。

圖3是同強(qiáng)度等級(jí)C50大體積生態(tài)混凝土與C50大體積生態(tài)混凝土水化溫升對(duì)比曲線

其中，測(cè)溫點(diǎn)的布置為在2m³的大體積混凝土試塊中心A、距離上表面四分之一位置B以及距離下表面四分之一位置C預(yù)埋溫度測(cè)定的金屬探頭，每隔兩個(gè)小時(shí)讀取一次溫度數(shù)據(jù)，接近峰值時(shí)，每隔1小時(shí)讀取溫度數(shù)據(jù)一次，測(cè)量所得。

從圖1～圖3曲線的發(fā)展趨勢(shì)可以看出，兩種混凝土體系在早期的水化溫升發(fā)展比較類似，隨著時(shí)間的推移，水泥水化的深化，混凝土內(nèi)部的水化溫升迅速增加達(dá)到一個(gè)峰值然后降低的趨勢(shì)，這是大體積混凝土容易產(chǎn)生溫度裂縫的關(guān)鍵階段。圖3為兩種大體積混凝土測(cè)定平均值的水化溫升情況對(duì)比，從圖中可知，對(duì)于C50標(biāo)號(hào)的混凝土，按照本發(fā)明制備的C50大體積生態(tài)混凝土水化溫升遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對(duì)比例中普通硅酸鹽水泥體系，對(duì)比例中所述大體積混凝土的最高溫度達(dá)到了78℃，而本發(fā)明中所述大體積混凝土的最高溫度為49.5℃，兩者峰值相差28.5℃；總放熱量也大大降低。這說(shuō)明本發(fā)明所述大體積混凝土在減少裂縫控制方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的實(shí)例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限制。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而因此所引申的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。