本發(fā)明屬于土木工程建設(shè)領(lǐng)域，涉及一種海洋工程水下管節(jié)小梁注漿材料，尤其涉及一種海工混凝土拌合物，適用于海水環(huán)境下狹小封閉空間注漿。該混凝土具有高流動(dòng)、低分散、耐腐蝕、微膨脹的特性，在海水環(huán)境下施工應(yīng)用反饋良好。
背景技術(shù)：
：目前國(guó)內(nèi)已有沉管水下接頭多處于淡水環(huán)境，注漿材料多采用砂漿或普通混凝土。在海洋環(huán)境下，注漿材料水下凝聚性差，易出現(xiàn)空洞孔隙，面臨海水腐蝕，對(duì)結(jié)構(gòu)保護(hù)性不夠，也不能滿足海水環(huán)境下狹小封閉空間注漿要求。海洋環(huán)境中水流的狀態(tài)，以及水體中各種離子的濃度均顯著地不同于一般的淡水環(huán)境，對(duì)于混凝土凝固后需要抵御的惡劣水體環(huán)境提出了極高的要求，因此急需一種能夠有效的解決海洋環(huán)境中各種海洋離子的腐蝕作用的專用混凝土。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中普通混凝土砂漿難以滿足海洋水體復(fù)雜環(huán)境下應(yīng)用的要求，存在的凝聚性差，易被海水腐蝕的不足，提供一種海水環(huán)境中使用的沉管接頭小梁注漿混凝土拌合物，以滿足深海環(huán)境下沉管接頭小梁注漿飽滿度、不分散、耐腐蝕、抗?jié)B透、微膨脹的要求。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：一種沉管接頭注漿混凝土，包括重量百分比的以下組分：25-50％混凝土摻合料、5-20％惰性粉料、1～2％減水劑、0.2～0.5％抗分散劑、1～5％增稠劑、5-8％膨脹劑、其他膠凝材料和水。其中，所有膠凝材料的總用量為450-500kg/m3，水膠比0.34-0.45。混凝土的(部分)性能如下：坍落擴(kuò)展度為600-700mm，水下不分散性：水泥流失量小于3.0％，懸濁物含量小于150mg/L，泌水率為零。優(yōu)選的，最好是懸濁物含量50-120mg/L。所述的混凝土摻合料是指：粉煤灰、粒化高爐礦中的一種或幾種。所述的惰性粉料是指：石灰石粉、煤矸石、沸石粉、石英細(xì)粉等，可以是以上的一種成分或幾種成分。本發(fā)明的沉管接頭注漿混凝土是發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)的具有優(yōu)良特性的適合水下應(yīng)用的沉管接頭注漿混凝土，具有良好的流動(dòng)性、不分散性、耐腐蝕性和微膨脹性，滿足海水環(huán)境中沉管接頭注漿混凝土的各項(xiàng)性能要求，能夠保證注漿混凝土的飽滿度、密封性，起到良好的沉管接頭保護(hù)作用，提高海洋水下工程的品質(zhì)作用顯著。本發(fā)明中其他膠凝材料是指硅酸鹽水泥等常規(guī)膠凝材料；其中，所有膠凝材料的總量計(jì)算應(yīng)該包括：粉煤灰、?；郀t礦渣粉、其他凝膠材料(常規(guī)膠凝材料，如水泥等)等。粉煤灰含優(yōu)質(zhì)粉煤灰。優(yōu)選的，所述其他凝膠材料是水泥，特別是硅酸鹽水泥等。本發(fā)明的注漿混凝土摻入適量的惰性粉料，提高了混凝土體積穩(wěn)定性，使得混凝土在水下施工應(yīng)用的過(guò)程中表現(xiàn)出良好的抗沖散能力。同時(shí)，還摻入適量膨脹劑，經(jīng)過(guò)優(yōu)化的膨脹劑應(yīng)用，更好的保證了混凝土在凝固以后對(duì)于封閉環(huán)境產(chǎn)生微膨脹使結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，起到優(yōu)秀的密實(shí)封閉結(jié)構(gòu)作用，嚴(yán)格的防止水下工程結(jié)構(gòu)的滲漏問(wèn)題。進(jìn)一步，所述的沉管接頭注漿混凝土是強(qiáng)度等級(jí)為C30-C50的混凝土。通過(guò)外加劑成分及摻量調(diào)整，平衡混凝土的流動(dòng)性和抗分散性能，可以實(shí)現(xiàn)混凝土的各項(xiàng)特性的優(yōu)化調(diào)整，使之強(qiáng)度等級(jí)滿足工程需求，控制其特性更加的優(yōu)化合理。進(jìn)一步，所述的沉管接頭注漿混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)小于4.5×10-12m2/s。特別是指28d或56d氯離子擴(kuò)散系數(shù)。本發(fā)明的注漿混凝土具有良好的氯離子隔離性能，能夠更好的應(yīng)對(duì)海洋環(huán)境中水下氯離子濃度高，滲透作用強(qiáng)，對(duì)于水下工程的鋼筋骨架結(jié)構(gòu)提供更好的保護(hù)作用。最好是氯離子擴(kuò)散系數(shù)小于3.5×10-12m2/s。本發(fā)明的氯離子擴(kuò)散系數(shù)檢測(cè)一般是指混凝土終凝后的28d或56d進(jìn)行檢測(cè)分析的結(jié)果，參考《混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定儀》(JG/T262-2009)進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試分析。進(jìn)一步，所述的沉管接頭注漿混凝土抗水滲等級(jí)大于P12。本發(fā)明的沉管接頭注漿混凝土具有良好的抗水滲透特性，能夠的注漿施工后對(duì)相應(yīng)的水下工程主體部分提供良好的保護(hù)作用。進(jìn)一步，所述的沉管接頭注漿混凝土的膨脹率為0.01％～0.04％。本發(fā)明的注漿混凝土具有高流動(dòng)度、低分散性、微膨脹、抗腐蝕、抗氯離子滲透性能優(yōu)良的特點(diǎn)，是一種優(yōu)秀的海工沉管接頭注漿混凝土，配合最終接頭工藝，混凝土能填充飽滿、自防水安全穩(wěn)定。進(jìn)一步，所述的減水劑是聚羧酸減水劑。聚羧酸減水劑具有用量少，效果好的優(yōu)良特點(diǎn)，能夠更好的減少水灰比，提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性，特別優(yōu)選應(yīng)用聚羧酸高性能減水劑。進(jìn)一步，所述的減水劑、抗分散劑、增稠劑和膨脹劑是通過(guò)復(fù)配工藝混合在一起的復(fù)合添加劑。通過(guò)復(fù)配工藝混合好的復(fù)合添加劑具有分散均勻，應(yīng)用方便，在注漿混凝土中具有良好的協(xié)同增強(qiáng)作用，能夠更好的發(fā)揮出各組分對(duì)于水下應(yīng)用的注漿混凝土的性能增強(qiáng)或促進(jìn)作用。將幾種添加劑混合在一起以后使用能夠更好的發(fā)揮出添加劑的性能，提高混凝土的品質(zhì)等級(jí)。進(jìn)一步，所述的沉管接頭注漿混凝土的抗離析性能：浮漿百分比不大于15％。本發(fā)明的沉管接頭注漿混凝土成分選擇配合適宜，具有良好的協(xié)同增效作用，能夠很好的控制混凝土在水下的離析量，保證混凝土能夠在應(yīng)用的過(guò)程中表現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中設(shè)計(jì)的能力水平。進(jìn)一步，所述的沉管接頭注漿混凝土的pH值不小于12，能有效的對(duì)其內(nèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)、抑制鋼筋銹蝕。堿性混凝土主體材料能夠更好的為鋼筋在水下工作環(huán)境提供良好的保護(hù)，在混凝土的超低氯離子擴(kuò)散系數(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)混凝土堿性pH在鋼筋表面形成鈍化保護(hù)層，提高了混凝土的壽命以及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。進(jìn)一步，所述的膨脹劑是符合JC476—2001《混凝土膨脹劑》規(guī)定的膨脹劑。所述膨脹劑的堿含量≤0.75％。例如，可以選用硫鋁酸鹽膨脹劑。本發(fā)明的沉管接頭注漿混凝土施工中能有效抵御水的沖刷，減少膠材的流失，從而減少對(duì)施工水域的污染，是一種新型環(huán)保材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：1.本發(fā)明的沉管接頭注漿混凝土的坍落擴(kuò)展度為600-700mm，在海洋環(huán)境中，能使構(gòu)件孔隙填充飽滿，避免空洞。2.本發(fā)明的沉管接頭注漿混凝土水下不分散性：水泥流失量小于3.0％，懸濁物含量小于150mg/L，泌水率為零，混凝土水下工作狀態(tài)極其優(yōu)秀，其在海洋環(huán)境中使用壽命長(zhǎng)，能對(duì)構(gòu)件形成有效的保護(hù)，作為一種海工新型注漿材料，在防止海水侵蝕(抗氯離子、抗水滲等)，較普通材料比，性價(jià)比更高。3.本發(fā)明的沉管接頭注漿混凝土水下硬化后能產(chǎn)生0.01％～0.04％的膨脹效果，保證混凝土與注漿構(gòu)件的緊密連接。4、本發(fā)明的沉管接頭注漿混凝土原料中選用了大量的工業(yè)廢料，不但實(shí)現(xiàn)了混凝土水下凝聚性強(qiáng)，有較好的抵御海水沖刷的特性，而且漿體流失量少，是一種優(yōu)秀的環(huán)保型綠色工程材料。具體實(shí)施方式下面結(jié)合試驗(yàn)例及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。本發(fā)明中未特別說(shuō)明的百分比一般為重量百分比。實(shí)施例1沉管接頭注漿混凝土，由以下重量百分比的成分組成：沉管接頭注漿混凝土，由以下重量百分比的成分組成：200kg硅酸鹽水泥、100kg粉煤灰、75kg?；郀t礦、20kg石灰石粉、20kg煤矸石、10kg沸石粉、40kg膨脹劑、1.5kg抗分散劑、2kg增稠劑、156kg飲用水、5.0kg聚羧酸高性能減水劑、天然砂760kg、碎石980kg，先將砂石混合均勻，投入粉料后加水?dāng)嚢?分鐘，即可得注漿用混凝土，其部分性能如下：坍落擴(kuò)展度為680mm，7d抗壓強(qiáng)度45.9MPa、28d抗壓強(qiáng)度62.8MPa，28d抗氯離子擴(kuò)散系數(shù)2.8×10-12m2/s，水下不分散性：水泥流失量2.0％，懸濁物含量60mg/L，泌水率為零。實(shí)施例2-6本實(shí)施例的沉管接頭注漿混凝土與實(shí)施例1提供的混凝土相類似，其原料成分的應(yīng)用比例以及部分測(cè)試性能結(jié)果如下表所示。表1實(shí)施例2-6的混凝土成分配比以及部分性能測(cè)試結(jié)果(單位：kg)實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6硅酸鹽水泥260200200190150粉煤灰3013070100130粒化高爐礦7580100140120石灰石粉50204000煤矸石0300025沸石粉00105025石英細(xì)粉0010100減水劑55465抗分散劑2.01.90.20.50.3增稠劑22215膨脹劑5040402530用水量160150165140130坍落擴(kuò)展度600mm580mm700mm620mm540mm水泥流失量3.0％2.3％4.0％3.5％1.0％懸濁物含量80mg/L67mg/L120mg/L90mg/L43mg/L28d氯離子擴(kuò)散系數(shù)3.9×10-12m2/s4.3×10-12m2/s4.2×10-12m2/s3.5×10-12m2/s3.0×10-12m2/s28d抗壓強(qiáng)度60.9MPa62.6MPa56.8MPa58.3MPa66.2MPa由以上表1的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)混凝土的應(yīng)用中包含的各種成分比例控制在：25-50％混凝土摻合料、5-20％惰性粉料、1～2％減水劑、0.2～0.5％抗分散劑、1～5％增稠劑、5-8％膨脹劑、膠凝材料和水、其中膠凝材料的用量為450-500kg/m3、水膠比0.34-0.45范圍內(nèi)的時(shí)候，注漿混凝土的性能良好，能夠具有較高的抗分散性能和耐久性能，同時(shí)其適度的微膨脹特性，能滿足深海環(huán)境下沉管接頭小梁注漿飽滿度、不分散、耐腐蝕、抗?jié)B透、微膨脹的要求實(shí)施例7-11本實(shí)施例的沉管接頭注漿混凝土與實(shí)施例1提供的混凝土相類似，配置混凝土的過(guò)程如下：將砂石粉料干混均勻，然后加入三分之一水和外加劑適度拌合，再然后加入剩余的水量，拌合2min，得到勻質(zhì)的混凝土，其原料成分的應(yīng)用比例以及部分測(cè)試性能結(jié)果如下表所示。表2實(shí)施例7-11的混凝土成分配比以及部分性能測(cè)試結(jié)果實(shí)施例7實(shí)施例8實(shí)施例9實(shí)施例10實(shí)施例11硅酸鹽水泥120160250300200粉煤灰16012013020100?；郀t礦4050130150100石灰石粉0010000煤矸石1010003060沸石粉000100石英細(xì)粉3020000減水劑85275抗分散劑32152增稠劑43236膨脹劑2050100040用水量160150167140150坍落擴(kuò)展度660mm570mm660mm700mm690mm水泥流失量2.7％2.9％3.7％1.7％2.5％懸濁物含量53mg/L56mg/L110mg/L70mg/L30mg/L28d氯離子擴(kuò)散系數(shù)4.8×10-12m2/s4.4×10-12m2/s3.2×10-12m2/s3.9×10-12m2/s3.0×10-12m2/s28d抗壓強(qiáng)度50.9MPa67.6MPa72.8MPa66.3MPa63.2MPa由以上表2的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)混凝土的應(yīng)用中包含的各種成分比例控制在：25-50％混凝土摻合料、5-20％惰性粉料、1～2％減水劑、0.2～0.5％抗分散劑、1～5％增稠劑、5-8％膨脹劑、膠凝材料和水、其中膠凝材料的用量為450-500kg/m3、水膠比0.34-0.45范圍內(nèi)的時(shí)候，注漿混凝土的性能良好，能夠具有較高的抗分散性能和耐久性能，同時(shí)其適度的微膨脹特性，能滿足深海環(huán)境下沉管接頭小梁注漿飽滿度、不分散、耐腐蝕、抗?jié)B透、微膨脹的要求對(duì)比例1-4對(duì)比例1-4的沉管接頭注漿混凝土與實(shí)施例7-11提供的混凝土制備過(guò)程相似，配置混凝土的過(guò)程如下：將砂石粉料干混均勻，然后加入三分之一水和外加劑適度拌合，再然后加入剩余的水量，拌合2min，得到勻質(zhì)的混凝土，其原料成分的應(yīng)用比例以及部分測(cè)試性能結(jié)果如下表所示。表3對(duì)比例1-4的混凝土成分配比以及部分性能測(cè)試結(jié)果對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3對(duì)比例4硅酸鹽水泥170180160310粉煤灰1609000?；郀t礦0013080石灰石粉00500煤矸石300010沸石粉045010石英細(xì)粉100010減水劑6757抗分散劑2234增稠劑3343膨脹劑30405010用水量170150170165坍落擴(kuò)展度620mm660mm680mm550mm水泥流失量3.7％3.5％3.1％3.8％懸濁物含量190mg/L160mg/L110mg/L70mg/L28d氯離子擴(kuò)散系數(shù)5.3×10-12m2/s5.0×10-12m2/s4.8×10-12m2/s4.7×10-12m2/s28d抗壓強(qiáng)度51.1MPa48.9MPa50.8MPa53.9MPa由以上表的數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)比例1-4制備的沉管接頭注漿混凝土應(yīng)用的混凝土摻合料、惰性粉料、膠凝材料和水比例變化的時(shí)候，混凝土的綜合性能出現(xiàn)了大幅度的降低，難以滿足本發(fā)明預(yù)期的沉管接頭注漿混凝土的使用性能要求。可見(jiàn)，本發(fā)明的沉管注漿混凝土具有良好的流動(dòng)性、水下不分散性、抗侵蝕性能等，與混凝土的成分配合比例有著重要的關(guān)系，并不是任意選擇調(diào)整混凝土的配方成分即可實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果的。如果采用對(duì)比例1-4所述的混凝土將難以滿足沉管接頭施工中要求，特別是對(duì)于異形狹小封閉結(jié)構(gòu)及較深水下使用的特殊情況。對(duì)于海水沖刷、海水中氯離子的腐蝕滲透等方面均不能達(dá)到工程要求的級(jí)別，不能適用于本發(fā)明的工況。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3