本發(fā)明涉及混凝土配制
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體為用于超大體積結(jié)構(gòu)的偏高嶺土混凝土及配合比設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
：超大體積混凝土結(jié)構(gòu)尺寸大，混凝土一次澆筑量大，水泥水化放出的熱量難以釋放，易引起內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度升高，當(dāng)形成大的內(nèi)外溫度差時(shí)，就會(huì)在混凝土內(nèi)部或表面產(chǎn)生裂縫。這種溫度裂縫是混凝土早期開裂的主要因素之一，往往是貫穿性的有害裂縫，對(duì)結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性、整體性、耐久性甚至承載能力十分不利。近年來，隨著超高層建筑和工業(yè)建筑的發(fā)展大量采用大型筏板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和承臺(tái)基礎(chǔ)，對(duì)混凝土的整體性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和耐久性提出了更高要求，超大體積混凝土的裂縫控制問題正面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。目前，超大體積混凝土主要采用泵送工藝施工，混凝土在泵送過程中存在坍落度損失、管壁潤(rùn)滑厚度減小、堵管等不利于泵送的情況，為滿足混凝土的可泵性要求，要求新拌混凝土具有高工作性。因此，如何確保超大體積混凝土既滿足混凝土的強(qiáng)度、剛度、整體性、耐久性及泵送混凝土的高工作性要求，又能較好的控制溫度應(yīng)力、混凝土表面裂縫和收縮裂縫問題，已成為工程界長(zhǎng)期關(guān)注并致力于迫切解決的重要難題。為有效控制超大體積混凝土開裂，必須根據(jù)其溫度裂縫特點(diǎn)，從減小混凝土的溫度和收縮變形、提高材料抗拉強(qiáng)度和體積穩(wěn)定性角度出發(fā)，結(jié)合地方資源特性，優(yōu)選原材料和優(yōu)化配合比，提高混凝土本身抗裂能力和抵抗變形的能力，保證超長(zhǎng)超大體積混凝土除滿足設(shè)計(jì)、施工要求強(qiáng)度外，還滿足“高強(qiáng)、高韌性、高抗裂、高耐久”的要求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種用于超大體積結(jié)構(gòu)的偏高嶺土混凝土及其配合比設(shè)計(jì)方法，以實(shí)現(xiàn)混凝土各組分的最緊密堆，提高混凝土的強(qiáng)度和改善混凝土的流動(dòng)性，同時(shí)降低超大體積混凝土的絕熱溫升和減小自身水化收縮。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。用于超大體積結(jié)構(gòu)的偏高嶺土混凝土，該混凝土是由碎石、精品機(jī)制砂、P·O42.5水泥、II級(jí)粉煤灰、S75礦渣粉、偏高嶺土、I型UEA膨脹劑、聚丙烯纖維、緩凝型聚羧酸減水劑和水混合配制而成，單方混凝土各組分的質(zhì)量配比如下：碎石1016～1072kg、精品機(jī)制砂825～848kg、P·O42.5水泥213～282kg、II級(jí)粉煤灰37～43kg、S75礦渣粉51～80kg、偏高嶺土22～26kg、I型UEA膨脹劑22～26kg、聚丙烯纖維0.6～1.5kg、緩凝型聚羧酸減水劑6.26～8.13kg、水163～176kg。本發(fā)明所述偏高嶺土是Al2O3含量大于35％wt、SiO2含量大于50％wt、Fe2O3和TiO2總含量大于1％wt的高鐵鈦低品質(zhì)偏高嶺土。所述緩凝型聚羧酸減水劑是一種減水率大于28％、混凝土緩凝時(shí)間大于8h、2h坍落度損失小于10mm偏高嶺土混凝土專用功能化聚羧酸減水劑，由以下質(zhì)量比的組分復(fù)配而成：高減水聚羧酸母液6％～8％、高保坍聚羧酸母液4％～5％、緩釋型聚羧酸母液2％～3％、葡萄糖酸鈉1.5％～2.5％、蔗糖1.5％～2.5％、聚醚類引氣劑0.03％～0.04％、有機(jī)硅類消泡劑0.01％～0.02％、余量為水，其中聚羧酸母液的固含量為40％。所述精品機(jī)制砂是石粉含量不大于8％、MB值不大于0.75、細(xì)度模數(shù)為2.6～3.0的II區(qū)中砂。所述聚丙烯纖維是彈性模量不小于3.0GPa、抗拉強(qiáng)度不小于300MPa、長(zhǎng)徑比不小于300、長(zhǎng)度12mm的單絲纖維，摻量為0.6～1.5kg/m3。本發(fā)明所述用于超大體積結(jié)構(gòu)的偏高嶺土混凝土的配合比設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：(1)確定碎石的體積Vg和質(zhì)量mg，計(jì)算方法如下：mg＝Vg×ρg式中：Vg-碎石的體積，m3；ρg-碎石的表觀密度，kg/m3；ρLg-碎石的堆積密度，kg/m3；Sg-碎石的比表面積，m2/kg；hm-包裹碎石的砂漿層厚度，m；mg-碎石的質(zhì)量，kg；(2)確定精品機(jī)制砂的體積Vs和質(zhì)量ms，計(jì)算方法如下：ms＝Vs×ρs式中：Vs-精品機(jī)制砂的體積，m3；ρs-精品機(jī)制砂的表觀密度，kg/m3；ρLs-精品機(jī)制砂的堆積密度，kg/m3；Ss-精品機(jī)制砂的比表面積，m2/kg；hp-包裹精品機(jī)制砂的漿體厚度，m；ms-精品機(jī)制砂的質(zhì)量，kg；(3)確定膠凝材料的表觀密度ρB，計(jì)算方法如下：式中：ρB-膠凝材料的表觀密度，kg/m3；ρc-水泥的表觀密度，kg/m3；ρF-粉煤灰的表觀密度，kg/m3；ρS-礦渣粉的表觀密度，kg/m3；ρM-偏高嶺土的表觀密度，kg/m3；ρE-膨脹劑的表觀密度，kg/m3；βC-水泥占膠凝材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％；βF-粉煤灰占膠凝材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％；βS-礦渣粉占膠凝材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％；βM-偏高嶺土占膠凝材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％；βE-膨脹劑占膠凝材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％。(4)按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55的規(guī)定確定混凝土配制強(qiáng)度fcu，0和混凝土的水膠比mW/mB；(5)確定混凝土的膠凝材料的質(zhì)量mB、水泥的質(zhì)量mC、粉煤灰的質(zhì)量mF、礦渣粉的質(zhì)量mS、偏高嶺土的質(zhì)量mM、膨脹劑的質(zhì)量mE、水的質(zhì)量mW、緩凝型聚羧酸減水劑的質(zhì)量mca，計(jì)算方法如下：mC＝mB×βcmF＝mB×βFmS＝mB×βSmM＝mB×βMmE＝mB×βEmW＝mB×(mW/mB)mca＝mB×α式中：mW/mB-混凝土的水膠比；ρW-水的表觀密度，kg/m3；Va-空氣的體積，m3，非引氣型混凝土取0.01m3；mB-膠凝材料的質(zhì)量，kg；mC-水泥的質(zhì)量，kg；mF-粉煤灰的質(zhì)量，kg；mS-礦渣粉的質(zhì)量，kg；mM-偏高嶺土的質(zhì)量，kg；mE-膨脹劑的質(zhì)量，kg；mW-水的質(zhì)量，kg；mca-緩凝型聚羧酸減水劑的質(zhì)量，kg；α-緩凝型聚羧酸減水劑占膠凝材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％。本發(fā)明所述碎石的比表面積和包裹碎石的砂漿層厚度可根據(jù)碎石粒級(jí)進(jìn)行取值，當(dāng)碎石粒級(jí)為5～31.5mm連續(xù)級(jí)配時(shí)，碎石的比表面積為0.45m2/kg，包裹碎石的砂漿層厚度為1.25×10-3m；當(dāng)碎石粒級(jí)為5～25mm連續(xù)級(jí)配時(shí)，碎石的比表面積為0.50m2/kg，包裹碎石的砂漿層厚度為1.15×10-3m。本發(fā)明所述精品機(jī)制砂的比表面積和包裹精品機(jī)制砂的漿體厚度根據(jù)精品機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)進(jìn)行取值，當(dāng)精品機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)為2.6時(shí)，精品機(jī)制砂的比表面積為5.10m2/kg，包裹精品機(jī)制砂的砂漿層厚度為4.5×10-5m；當(dāng)精品機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)為2.7時(shí)，精品機(jī)制砂的比表面積為4.95m2/kg，包裹精品機(jī)制砂的砂漿層厚度為4.5×10-5m；當(dāng)精品機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)為2.8時(shí)，精品機(jī)制砂的比表面積為4.80m2/kg，包裹精品機(jī)制砂的砂漿層厚度為4.5×10-5m；當(dāng)精品機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)為2.9時(shí)，精品機(jī)制砂的比表面積為4.65m2/kg，包裹精品機(jī)制砂的砂漿層厚度為5.0×10-5m；當(dāng)精品機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)為3.0時(shí)，精品機(jī)制砂的比表面積為4.50m2/kg，包裹精品機(jī)制砂的砂漿層厚度為5.0×10-5m。本發(fā)明最大的突出優(yōu)點(diǎn)是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，從砂漿包裹和填充碎石空隙、膠凝材料漿體包裹和填充精品機(jī)制砂空隙的骨料緊密堆積模型出發(fā)，提出一種用于超大體積結(jié)構(gòu)的偏高嶺土混凝土配合比設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)混凝土各組分的最緊密堆，有利于提高混凝土的強(qiáng)度和改善混凝土的流動(dòng)性，同時(shí)能降低膠凝材料用量，降低了超大體積混凝土的絕熱溫升和減小自身水化收縮。偏高嶺土是以高嶺土為原料，經(jīng)一定溫度煅燒脫水形成的無水硅酸鋁，其分子排列是不規(guī)則的，呈現(xiàn)熱力學(xué)介穩(wěn)狀態(tài)，具有較高的火山灰活性，添加到混凝土中可顯著提高混凝土的強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性、耐久性和耐腐蝕性性能，實(shí)現(xiàn)混凝土的高性能化。本發(fā)明摻膨脹劑及偏高嶺土可以提高混凝土的體積穩(wěn)定性；摻聚丙烯纖維有效防止和減少混凝土收縮開裂；摻緩凝型聚羧酸減水劑可以有效延緩混凝土大體積混凝土水化溫峰出現(xiàn)的時(shí)間；綜合利用II級(jí)粉煤灰、S75礦渣粉以及高鐵鈦低品位偏高嶺土，降低體系水泥用量和降低體系水化熱。本發(fā)明集成使用“多摻技術(shù)”，綜合利用II級(jí)粉煤灰、S75礦渣粉以及高鐵鈦低品位偏高嶺土，降低體系水泥用量和降低體系水化熱；同時(shí)從基于砂漿包裹和填充粗骨料空隙、膠凝材料漿體包裹和填充細(xì)骨料空隙的混凝土最緊密堆積理論出發(fā)，大幅降低混凝土膠凝材料中水泥的用量，形成了具有高耐久、高體積穩(wěn)定性、高工作性的偏高嶺土混凝土，解決了超大體積結(jié)構(gòu)混凝土的開裂風(fēng)險(xiǎn)大的技術(shù)難題，大幅降低了混凝土的開裂風(fēng)險(xiǎn)和提高了混凝土耐久性。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用到土木工程的超長(zhǎng)超大體積混凝土裂縫控制，還可以實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的資源綜合利用，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。具體實(shí)施方式本發(fā)明所述用于超大體積結(jié)構(gòu)的偏高嶺土混凝土，是由碎石、精品機(jī)制砂、P·O42.5水泥、II級(jí)粉煤灰、S75礦渣粉、偏高嶺土、I型UEA膨脹劑、聚丙烯纖維、緩凝型聚羧酸減水劑和水按一定的配合比混合配制而成，單方混凝土各組分的質(zhì)量配比如下：碎石1016～1072kg、精品機(jī)制砂825～848kg、P·O42.5水泥213～282kg、II級(jí)粉煤灰37～43kg、S75礦渣粉51～80kg、偏高嶺土22～26kg、I型UEA膨脹劑22～26kg、聚丙烯纖維0.6～1.5kg、緩凝型聚羧酸減水劑6.26～8.13kg、水163～176kg。本發(fā)明用于超大體積結(jié)構(gòu)的偏高嶺土混凝土的配合比設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：(1)確定碎石的體積Vg和質(zhì)量mg，計(jì)算方法如下：mg＝Vg×ρg式中：Vg-碎石的體積，m3；ρg-碎石的表觀密度，kg/m3；ρLg-碎石的堆積密度，kg/m3；Sg-碎石的比表面積，m2/kg；hm-包裹碎石的砂漿層厚度，m；mg-碎石的質(zhì)量，kg；(2)確定精品機(jī)制砂的體積Vs和質(zhì)量ms，計(jì)算方法如下：ms＝Vs×ρs式中：Vs-精品機(jī)制砂的體積，m3；ρs-精品機(jī)制砂的表觀密度，kg/m3；ρLs-精品機(jī)制砂的堆積密度，kg/m3；Ss-精品機(jī)制砂的比表面積，m2/kg；hp-包裹精品機(jī)制砂的漿體厚度，m；ms-精品機(jī)制砂的質(zhì)量，kg；(3)確定膠凝材料的表觀密度ρB，計(jì)算方法如下：式中：ρB-膠凝材料的表觀密度，kg/m3；ρC-水泥的表觀密度，kg/m3；ρF-粉煤灰的表觀密度，kg/m3；ρS-礦渣粉的表觀密度，kg/m3；ρM-偏高嶺土的表觀密度，kg/m3；ρE-膨脹劑的表觀密度，kg/m3；βC-水泥占膠凝材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％；βF-粉煤灰占膠凝材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％；βS-礦渣粉占膠凝材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％；βM-偏高嶺土占膠凝材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％；βE-膨脹劑占膠凝材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％；(4)按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55的規(guī)定確定混凝土配制強(qiáng)度fcu，0和混凝土的水膠比mW/mB。(5)確定混凝土的膠凝材料的質(zhì)量mB、水泥的質(zhì)量mC、粉煤灰的質(zhì)量mF、礦渣粉的質(zhì)量mS、偏高嶺土的質(zhì)量mM、膨脹劑的質(zhì)量mE、水的質(zhì)量mW、緩凝型聚羧酸減水劑的質(zhì)量mca，計(jì)算方法如下：mC＝mB×βcmF＝mB×βFmS＝mB×βSmM＝mB×βMmE＝mB×βEmW＝mB×(mW/mB)mca＝mB×α式中：mW/mB-混凝土的水膠比；ρW-水的表觀密度，kg/m3；Va-空氣的體積，m3，非引氣型混凝土取0.01m3；mB-膠凝材料的質(zhì)量，kg；mC-水泥的質(zhì)量，kg；mF-粉煤灰的質(zhì)量，kg；mS-礦渣粉的質(zhì)量，kg；mM-偏高嶺土的質(zhì)量，kg；mE-膨脹劑的質(zhì)量，kg；mW-水的質(zhì)量，kg；mca-緩凝型聚羧酸減水劑的質(zhì)量，kg；α-緩凝型聚羧酸減水劑占膠凝材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％。本發(fā)明所述碎石的比表面積和包裹碎石的砂漿層厚度可根據(jù)碎石粒級(jí)按表1進(jìn)行取值。表1不同粒級(jí)的碎石的比表面積和包裹碎石的砂槳層厚度碎石粒級(jí)碎石的比表面積(m2/kg)包裹碎石的砂漿層厚度(m)5～31.5連續(xù)級(jí)配0.451.25×10-35～25mm連續(xù)級(jí)配0.501.15×10-3本發(fā)明所述精品機(jī)制砂的比表面積和包裹精品機(jī)制砂的漿體厚度可根據(jù)精品機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)按表2進(jìn)行取值。表2不同細(xì)度模數(shù)的精品機(jī)制砂的比表面積和包裹精品機(jī)制砂的砂漿層厚度細(xì)度模數(shù)精品機(jī)制砂的比表面積(m2/kg)包裹精品機(jī)制砂的漿體層厚度(m)2.65.104.5×10-52.74.954.5×10-52.84.804.5×10-52.94.655.0×10-53.04.505.0×10-5本發(fā)明所述偏高嶺土是Al2O3含量大于35％wt、SiO2含量大于50％wt、Fe2O3和TiO2總含量大于1％wt的高鐵鈦低品質(zhì)偏高嶺土。所述緩凝型聚羧酸減水劑是一種減水率大于28％、混凝土緩凝時(shí)間大于8h、2h坍落度損失小于10mm、用于超長(zhǎng)超大體積結(jié)構(gòu)的偏高嶺土混凝土專用功能化聚羧酸減水劑，包括以下組分復(fù)配而成：高減水聚羧酸母液6％～8％、高保坍聚羧酸母液4％～5％、緩釋型聚羧酸母液2％～3％、葡萄糖酸鈉1.5％～2.5％、蔗糖1.5％～2.5％、聚醚類引氣劑0.03％～0.04％、有機(jī)硅類消泡劑0.01％～0.02％、水為余量。所述精品機(jī)制砂是石粉含量不大于8％、MB值不大于0.75、細(xì)度模數(shù)為2.6～3.0的II區(qū)中砂。所述聚丙烯纖維是彈性模量不小于3.0GPa、抗拉強(qiáng)度不小于300MPa、長(zhǎng)徑比不小于300、長(zhǎng)度12mm的單絲纖維，摻量為0.6～1.5kg/m3。本發(fā)明所述混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30～C45。以下實(shí)例1～4所用碎石的相關(guān)性能指標(biāo)見表3；所用精品機(jī)制砂的相關(guān)性能指標(biāo)見表4；所用緩凝型聚羧酸減水劑的減水率大于28％、固含量為15.2％，其各組分含量和性能指標(biāo)分別見表5和表6，其中聚羧酸母液的固含量為40％；所用水泥為云南國(guó)資水泥東駿有限公司生產(chǎn)的P·O42.5水泥，密度3.15g/cm3，3d抗壓強(qiáng)度27.0MPa，28d抗壓強(qiáng)度48.5MPa；所用粉煤灰為云南恒陽實(shí)業(yè)有限公司Ⅱ級(jí)粉煤灰，密度2.48g/cm3，45μm篩余10.9％，燒失量2.09％，需水量比98.0％，SO3含量為0.24％；所用礦渣粉為玉溪三和新型建材技術(shù)有限公司S75礦渣粉，比表面積382m2/kg，密度2.84g/cm3，7d活性指數(shù)57％，28d活性指數(shù)79％，膠砂流動(dòng)度比99％；所用偏高嶺土的Al2O3含量為37.7％wt，SiO2含量為53.6％wt，F(xiàn)e2O3和TiO2總含量為2.65％wt，比表面積23000m2/kg，密度2.66g/cm3，3d活性指數(shù)93.8％，7d活性指數(shù)103.9％，28d活性指數(shù)112.4％。所用聚丙烯纖維的彈性模量為3.7GPa、抗拉強(qiáng)度為359MPa、長(zhǎng)徑比為343、長(zhǎng)度12mm的單絲纖維，摻量為0.6～1.2kg/m3；所用膨脹劑為I型UEA膨脹劑，密度2.84g/cm3，水中7d限制膨脹率0.026％，空氣中21d限制膨脹率-0.011％；所用水為昆明市自來水。表3實(shí)例1～實(shí)例4所用碎石的相關(guān)性能指標(biāo)編號(hào)粒級(jí)堆積密度(kg/m3)表觀密度(kg/m3)壓碎指標(biāo)(％)針片狀含量(％)含泥量(％)實(shí)例15～31.5mm連續(xù)級(jí)配1510271010.61.40.15實(shí)例25～31.5mm連續(xù)級(jí)配152027409.52.10.12實(shí)例35～31.5mm連續(xù)級(jí)配1480270011.71.80.16實(shí)例45～25mm連續(xù)級(jí)配154027308.62.50.20表4實(shí)例1～實(shí)例4所用精品機(jī)制砂的相關(guān)性能指標(biāo)編號(hào)級(jí)配堆積密度(kg/m3)表觀密度(kg/m3)細(xì)度模數(shù)壓碎指標(biāo)(％)石粉含量(％)MB值實(shí)例1II區(qū)中砂164027002.810.97.00.25實(shí)例2II區(qū)中砂162027103.014.85.70.25實(shí)例3II區(qū)中砂162027202.99.68.00.50實(shí)例4II區(qū)中砂168027402.613.86.70.50表5實(shí)例1～實(shí)例4所用緩凝型聚羧酸減水劑相關(guān)組分含量實(shí)例1用于超大體積結(jié)構(gòu)的C30偏高嶺土混凝土由碎石、精品機(jī)制砂、P·O42.5水泥、II級(jí)粉煤灰、S75礦渣粉、偏高嶺土、I型UEA膨脹劑、聚丙烯纖維、緩凝型聚羧酸減水劑和水按一定的配合比混合配制而成，單方混凝土各組分的質(zhì)量配比如下：碎石1025kg、精品機(jī)制砂839kg、P·O42.5水泥213kg、II級(jí)粉煤灰37kg、S75礦渣粉74kg、偏高嶺土22kg、I型UEA膨脹劑22kg、聚丙烯纖維0.6kg、緩凝型聚羧酸減水劑6.26kg、水176kg?；炷恋呐浜媳仍O(shè)計(jì)依次按以下步驟進(jìn)行：(1)確定碎石的體積(Vg)和質(zhì)量(mg)，mg＝Vg×ρg＝0.3782×2710＝1025kg。(2)確定精品機(jī)制砂的體積(Vs)和質(zhì)量(ms)，ms＝Vs×ρs＝0.3108×2700＝839kg。(3)確定膠凝材料表觀密度(ρB)，(4)按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55的規(guī)定確定混凝土配制強(qiáng)度(fcu，0)和混凝土的水膠比(mW/mB)，經(jīng)計(jì)算fcu，0＝38.2MPa，mW/mB＝0.48。(5)確定混凝土的膠凝材料的質(zhì)量(mB)、水泥的質(zhì)量(mC)、粉煤灰的質(zhì)量(mF)、礦渣粉的質(zhì)量(mS)、偏高嶺土的質(zhì)量(mM)、膨脹劑的質(zhì)量(mE)、水的質(zhì)量(mW)、緩凝型聚羧酸減水劑的質(zhì)量(mca)，mC＝mB×βc＝368×58％＝213kg，mF＝mB×βF＝368×10％＝37kg，mS＝mB×βS＝368×20％＝74kg，mM＝mB×βM＝368×6％＝22kg，mE＝mB×βE＝368×6％＝22kg，mW＝mB×(mW/mB)＝368×0.48＝176kg，mca＝mB×α＝368×1.7％＝6.26kg。實(shí)施例1的混凝土配合比見表6，混凝土的拌合物性能及力學(xué)性能見表7，混凝土的體積穩(wěn)定性及耐久性能見表8。實(shí)例2用于超大體積結(jié)構(gòu)的C35偏高嶺土混凝土由碎石、精品機(jī)制砂、P·O42.5水泥、II級(jí)粉煤灰、S75礦渣粉、偏高嶺土、I型UEA膨脹劑、聚丙烯纖維、緩凝型聚羧酸減水劑和水按一定的配合比混合配制而成，單方混凝土各組分的質(zhì)量配比如下：碎石1031kg、精品機(jī)制砂830kg、P·O42.5水泥233kg、II級(jí)粉煤灰40kg、S75礦渣粉80kg、偏高嶺土24kg、I型UEA膨脹劑24kg、聚丙烯纖維0.9kg、緩凝型聚羧酸減水劑7.22kg、水172kg。混凝土的配合比設(shè)計(jì)依次按以下步驟進(jìn)行：(1)確定碎石的體積(Vg)和質(zhì)量(mg)，mg＝Vg×ρg＝0.3763×2740＝1031kg。(2)確定精品機(jī)制砂的體積(Vs)和質(zhì)量(ms)，ms＝Vs×ρs＝0.3061×2710＝830kg。(3)確定膠凝材料表觀密度(ρB)，(4)按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55的規(guī)定確定混凝土配制強(qiáng)度(fcu，0)和混凝土的水膠比(mW/mB)，經(jīng)計(jì)算fcu，0＝43.2MPa，mW/mB＝0.43。(5)確定混凝土的膠凝材料的質(zhì)量(mB)、水泥的質(zhì)量(mC)、粉煤灰的質(zhì)量(mF)、礦渣粉的質(zhì)量(mS)、偏高嶺土的質(zhì)量(mM)、膨脹劑的質(zhì)量(mE)、水的質(zhì)量(mW)、緩凝型聚羧酸減水劑的質(zhì)量(mca)，mC＝mB×βc＝401×58％＝233kg，mF＝mB×βF＝401×10％＝40kg，mS＝mB×βS＝401×20％＝80kg，mM＝mB×βM＝401×6％＝24kg，mE＝mB×βE＝401×6％＝24kg，mW＝mB×(mW/mB)＝401×0.43＝172kg，mca＝mB×α＝401×1.8％＝7.22kg。實(shí)施例2的混凝土配合比見表6，混凝土的拌合物性能及力學(xué)性能見表7，混凝土的體積穩(wěn)定性及耐久性能見表8。實(shí)例3用于超大體積結(jié)構(gòu)的C40偏高嶺土混凝土由碎石、精品機(jī)制砂、P·O42.5水泥、II級(jí)粉煤灰、S75礦渣粉、偏高嶺土、I型UEA膨脹劑、聚丙烯纖維、緩凝型聚羧酸減水劑和水按一定的配合比混合配制而成，單方混凝土各組分的質(zhì)量配比如下：碎石1016kg、精品機(jī)制砂825kg、P·O42.5水泥267kg、II級(jí)粉煤灰42kg、S75礦渣粉64kg、偏高嶺土25kg、I型UEA膨脹劑25kg、聚丙烯纖維0.9kg、緩凝型聚羧酸減水劑7.61kg、水168kg?；炷恋呐浜媳仍O(shè)計(jì)依次按以下步驟進(jìn)行：(1)確定碎石的體積(Vg)和質(zhì)量(mg)，mg＝Vg×ρg＝0.3764×2700＝1016kg。(2)確定精品機(jī)制砂的體積(Vs)和質(zhì)量(ms)，ms＝Vs×ρs＝0.3034×2720＝825kg。(3)確定膠凝材料表觀密度(ρB)，(4)按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55的規(guī)定確定混凝土配制強(qiáng)度(fcu，0)和混凝土的水膠比(mW/mB)，經(jīng)計(jì)算fcu，0＝48.2MPa，mW/mB＝0.40。(5)確定混凝土的膠凝材料的質(zhì)量(mB)、水泥的質(zhì)量(mC)、粉煤灰的質(zhì)量(mF)、礦渣粉的質(zhì)量(mS)、偏高嶺土的質(zhì)量(mM)、膨脹劑的質(zhì)量(mE)、水的質(zhì)量(mW)、緩凝型聚羧酸減水劑的質(zhì)量(mca)，mF＝mB×βF＝423×10％＝42kg，mS＝mB×βS＝423×15％＝64kg，mM＝mB×βM＝423×6％＝25kg，mE＝mB×βE＝423×6％＝25kg，mW＝mB×(mW/mB)＝423×0.40＝168kg，mca＝mB×α＝423×1.8％＝7.61kg。實(shí)施例3的混凝土配合比見表6，混凝土的拌合物性能及力學(xué)性能見表7，混凝土的體積穩(wěn)定性及耐久性能見表8。實(shí)例4用于超大體積結(jié)構(gòu)的C45偏高嶺土混凝土由碎石、精品機(jī)制砂、P·O42.5水泥、II級(jí)粉煤灰、S75礦渣粉、偏高嶺土、I型UEA膨脹劑、聚丙烯纖維、緩凝型聚羧酸減水劑和水按一定的配合比混合配制而成，單方混凝土各組分的質(zhì)量配比如下：碎石1027kg、精品機(jī)制砂848kg、P·O42.5水泥282kg、II級(jí)粉煤灰43kg、S75礦渣粉51kg、偏高嶺土26kg、I型UEA膨脹劑26kg、聚丙烯纖維1.5kg、緩凝型聚羧酸減水劑8.13kg、水163kg。混凝土的配合比設(shè)計(jì)依次按以下步驟進(jìn)行：(1)確定碎石的體積(Vg)和質(zhì)量(mg)，mg＝Vg×ρg＝0.3762×2730＝1027kg。(2)確定精品機(jī)制砂的體積(Vs)和質(zhì)量(ms)，ms＝Vs×ρs＝0.3094×2740＝848kg。(3)確定膠凝材料表觀密度(ρB)，(4)按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55的規(guī)定確定混凝土配制強(qiáng)度(fcu，0)和混凝土的水膠比(mW/mB)，經(jīng)計(jì)算fcu，0＝53.2MPa，mW/mB＝0.38。(5)確定混凝土的膠凝材料的質(zhì)量(mB)、水泥的質(zhì)量(mC)、粉煤灰的質(zhì)量(mF)、礦渣粉的質(zhì)量(mS)、偏高嶺土的質(zhì)量(mM)、膨脹劑的質(zhì)量(mE)、水的質(zhì)量(mW)、緩凝型聚羧酸減水劑的質(zhì)量(mca)，mC＝mB×βc＝428×66％＝283kg，mF＝mB×βF＝428×10％＝43kg，mS＝mB×βS＝428×12％＝51kg，mM＝mB×βM＝428×6％＝26kg，mE＝mB×βE＝412×6％＝26kg，mW＝mB×(mW/mB)＝428×0.38＝163kg，mca＝mB×α＝428×1.9％＝8.13kg。實(shí)施例4的混凝土配合比見表6，混凝土的拌合物性能及力學(xué)性能見表7，混凝土的體積穩(wěn)定性及耐久性能見表8。表6用于超長(zhǎng)超大體積結(jié)構(gòu)的偏高嶺土混凝土配合比表7用于超長(zhǎng)超大體積結(jié)構(gòu)的偏高嶺土混凝土拌合物性能及力學(xué)性能表8用于超長(zhǎng)超大體積結(jié)構(gòu)的偏高嶺土混凝土體積穩(wěn)定性及耐久性能由表7和表8數(shù)據(jù)可知，實(shí)施例1～例4采用本發(fā)明設(shè)計(jì)的用于超大體積結(jié)構(gòu)的C30～C45偏高嶺土混凝土拌合物性能良好，具有優(yōu)異的施工性能，倒提時(shí)間小于15s，初始坍落度達(dá)到220mm以上，2h坍落度達(dá)到200mm以上，2h坍落度經(jīng)時(shí)損失不大于20mm，初凝時(shí)間大于14h，28d強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度122％～137％，60d強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度138％～157％，強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求并有較大富裕；偏高嶺土混凝土具有較高的體積穩(wěn)定性和耐久性能，水中14d限制膨脹率大于0.10％，空氣中28d限制膨脹率大于0.05％，抗裂等級(jí)為L(zhǎng)-III；C30～C35混凝土的抗?jié)B等級(jí)達(dá)到P10以上、抗氯離子滲透等級(jí)達(dá)到Q-IV；C40～C45混凝土的抗?jié)B等級(jí)達(dá)到P12以上、抗氯離子滲透等級(jí)達(dá)到Q-V?？梢?，采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法配制出具有高耐久、高體積穩(wěn)定性、高工作性的用于超長(zhǎng)超大體積結(jié)構(gòu)的偏高嶺土混凝土，同時(shí)實(shí)現(xiàn)II級(jí)粉煤灰、S75礦渣粉、高鐵鈦低品質(zhì)偏高嶺土的資源綜合利用，具有一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性和顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明通過混凝土各組分的緊密堆積、綜合利用具有高體積穩(wěn)定性的高鐵鈦低品位偏高嶺土和集成使用“多摻技術(shù)”科學(xué)合理的降低了超長(zhǎng)超大體積混凝土的絕熱溫升和減小自身水化收縮，形成了具有高耐久、高體積穩(wěn)定性、高工作性的偏高嶺土混凝土。當(dāng)前第1頁1 2 3