混凝土復合摻和料及其在水工混凝土施工中的使用方法技術

一種混凝土復合摻和料，由按重量份配比的以下組分組成，單磨鐵礦渣粉５～６份，單磨石灰巖粉５～４份；二者摻混后的細度４５μｍ方孔篩，篩余≤２０％，含水率≤１％。本摻和料的碾壓混凝土早期強度優于摻加Ⅱ級粉煤灰的碾壓混凝土早期強度。本摻和料水電站實際工程驗證，工程質量優良。在技術方面突破了混凝土摻和料較為單一局面，為我國缺粉煤灰地區的水工混凝土施工技術方面提供了參考依據和成功經驗，推廣應用前景十分廣闊。

Concrete composite admixture and its use in construction of hydraulic concrete

A concrete compound admixture, consists of the following components by weight portion composed of single iron slag powder of 5 ~ 6, 5 ~ 4 single milled limestone powder; two fineness of mixed 45 m square hole sieve, sieve residue is less than 20%, the moisture content is less than or equal to 1%. The early strength of RCC in this admixture is better than that of fly ash added with grade II fly ash. It is proved that the quality of the project is good with the actual project of the hydropower station. In the aspect of technology, it has broken through the single phase of concrete admixture, and provided reference basis and successful experience for the construction technology of hydraulic concrete in the area without fly ash.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種混凝土復合摻和料，特別是用于構筑水電站大壩的水工混凝 土、具有改善混凝土性能、降低混凝土水化熱的摻和料。
技術介紹
水泥作為混凝土的主要膠凝材料，廣泛應用于各類建筑工程以及水利系統， 如水電站大壩的建筑工程中。目前，常規混凝土的原材料主要由膠凝材料(水泥、摻合料)、外加劑(如 減水劑、引氣劑等)、骨料(細骨料砂和粗骨料小石、中石、大石、特大石)和 水這幾部份組成。其中，(1)水泥， 一般可分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、 礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等不同品種，不同品種水泥由于水泥熟料礦 物組成不同或摻不同種類數量的混合材料，具有不同的特征，需根據實際情況來 選擇；(2)摻合料，可以是粉煤灰、?；郀t礦渣，也可以是火山灰或其他火山 質材料。這些摻合材料經收集或加工，其細度與水泥細度屬同一數量級，摻至混 凝土中對改善拌和物的工作性起到與水泥相似的作用。此外，這些摻合料具有潛 在的活性，能與水泥的水化產物(氫氧化鈣)發生二次水化反應，生成具有膠結 性能的穩定的水化產物，從而改善硬化混凝土的技術性能起到重要的作用。國內 外混凝土施工中使用的摻合料多為粉煤灰，也有使用火山灰及凝灰巖的。(3)外 加劑，國內用的外加劑主要有減水劑、引氣劑、緩凝劑、速凝劑、早強劑等，外 加劑主要起到提高混凝土耐久性和強度，改善混凝土的和易性和施工工藝等作 用；(4)骨料，混凝土用的骨料分為細骨料砂和粗骨料(小石、中石、大石及特 大石)，根據不同的級配選擇骨料種類及數量。摻和料常采用粉煤灰，在滿足建筑構筑物力學性能指標的前提下，摻混粉煤 灰來減少水泥用量，從而達到廢物利用、降低成本、減少工程造價的目的(水泥 通常都要經過開采、粉碎、焙燒等復雜工藝過程，水泥成本較高)。中國專利文獻公開了一種"燒硫鐵礦渣成品砂漿及其制造方法" (CN1112529A)，該成品砂漿由燒硫鐵礦渣、干粉煤灰、生石灰粉(Cao)等混合而成。CN1145885A也提出使用硫鐵礦渣替代石英砂的方案。燒硫鐵礦渣是硫鐵 礦砂在經沸騰爐高溫焙燒制取二氧化硫后的殘渣，其中鐵含量高達35%以上，硫 含量達0.12% 0. 43%《固體廢粉處理及資源化》(第12章表12-6，化學工業出 版社)，是不適宜作混凝土摻和料的。CN1263702C披露了 "用于建筑結構中的膠凝混合物"，主要由鐵礦渣摻混在 水泥中組成(此外，還具有石灰精、乳膠粉、纖維素醚和/或纖維素、粉煤灰、 甲酸鈣等)，鐵礦渣作為骨料代替河沙，鐵礦渣占該膠凝混合物總重量的40% 80%。此外，2005年科技信息査新，云南大朝山水電站曾采用磷礦渣粉和凝灰巖 混磨摻和料替代粉煤灰的報道。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種活性比粉煤灰高、替代粉煤灰的混凝土復合摻和料。本專利技術的目的是這樣實現的 一種混凝土復合摻和料，由按重量份配比的以 下組分組成，單磨鐵礦渣粉5 6份，單磨石灰巖粉5 4份；二者摻混后的細度 45um方孔篩，篩余《20%，含水率《1%。本專利技術的另一目的是提供上述摻和料在構筑水電站大壩的水工混凝土施工 中的使用方法。本專利技術的另一目的是這樣實現的一種摻和料在構筑水電站大壩的水工混凝土施工中的使用方法，混凝土復合摻和料在水泥中的摻配比例小于等于二者總重量的60%。土卡河水電站地處中國、老撾、越南三國交界處的偏遠山區，地區雨季長雷 暴頻繁，具有長夏無冬、高氣溫，高陽光輻射、高蒸發量和晝夜溫差較大等特點。 由于當地無粉煤灰，受地域條件的限制，外地運來的粉煤灰運距長、價格非常昂 貴，通過對當地材料調査、了解，按照就地取材原則，決定采用新型復合摻合料 (鐵礦渣粉+石灰巖粉按質量比l: 1)替代粉煤灰作為混凝土復合摻合料，解決 了粉煤灰匱乏的難題，從材料應用技術方面突破了混凝土復合摻合料較為單一的 局面。2005年6月四川省科技信息所査新結果表明國內未見鐵礦渣粉加石灰巖粉替代粉煤灰來拌合碾壓混凝土及復合摻合料配合比的文獻報道，采用鐵礦渣粉 加石灰巖粉替代粉煤灰應用于碾壓混凝土及常態混凝土在國內同行業仍是研究、 發展的新課題，理論上可行，但仍需通過大量的試驗及工程應用實例來論證。 材料及應用特點1、 試驗研究表明鐵礦渣粉和石灰巖粉新型復合摻合料的細度與水泥細度 屬同一數量級，摻至混凝土中對改善拌和物的工作性起到與水泥相似的作用，采用的鐵礦渣粉與石灰巖粉按質量i: i的比例單磨混摻，獲得了一種接近n級粉煤灰技術指標的新型摻合料。2、 鐵礦渣粉活性能量大，作為混凝土的摻合料，具有比粉煤灰更高的活性； 石灰巖粉可以改善混凝土可碾性，降低水化熱。3、 鐵礦渣粉的高活性及玻璃體結構在混凝土早期水化反應中有助于提高混 凝土的早期強度等特點。4、 通過試驗對比分析，摻配磨細鐵礦渣粉和石灰巖粉作為摻合料的碾壓混凝土早期強度優于摻加宣威n級粉煤灰的碾壓混凝土早期強度，可使碾壓混凝土 早期技術指標得到提高，經濟效益顯著。工程應用情況土卡河水電站于2004年底開始施工，2007年11月基本完成，采用鐵礦渣 粉和石灰巖粉新型復合料共澆筑壩體混凝土52.9萬m3，其中壩體碾壓混凝土 為24.64萬m3,共計使用鐵礦渣與石粉巖復合料38270t。通過一年多的全面監 測結果表明沒有發現裂縫，工程質量優良。2007年5月經國家電力監管安全委員會大壩安全監察中心組織專家鑒定， 有如下工程施工安全鑒定意見"工程所用混凝土原材料經抽樣檢測，符合規范規定，質量合格?；炷翉?度、抗滲、抗凍等指標，經施工取樣試驗和監理抽檢均滿足設計要求。"新材料推廣應用前景我國水電資源分布總體上"東"少"西"多，東部地區水能資源量僅占全國的7%，西部地區占75%以上，西部又主要富集于青藏高原及其次區域的云南、 四川、貴州、廣西、西藏、青海和甘肅等省區。 一些水利水電工程所處地理位置 偏僻、環境條件惡劣、交通不便，所需的常規原材料獲取困難，需要利用當地材5料解決。南京水利科學研究院2006年10月作出的"李仙江土卡河水電站大壩混凝土 配合比及性能試驗報告"有如下結語"本項目主要針對李仙江士卡河水電站的大壩混凝土和部分廠房混凝土進 行原材料、配合比及其性能試驗。包括前期的粉煤灰混凝土和后期的復合摻和料 (磨細鐵礦渣粉+石灰巖粉)混凝土。對水泥、粉煤灰、復合摻和料、天然砂石骨料和人工砂石骨料、外加劑等的 品質分析表明這些原材料均合格。對水泥、粉煤灰、復合摻和料及其凈漿的微觀 分析表明，復合摻和料膠材的孔徑分布情況優于粉煤灰膠材。通過粉煤灰混凝土 的18組砂率試驗和27組配合比試驗，明確了混凝土的用水量，膠材用量、砂率 和外加劑用量等參數，為現場的前期施工提供了配合比參考，也為復合摻和料混 凝土配制提供了基礎。通過復合摻和料混凝土的18組配合比試驗得出8組復合摻和料混凝土實驗 室配合比。對實驗室配合比進行了拌合物性能試驗、力學性能試驗、變形性能試 驗、熱學性能試驗和耐久性試驗，性能試驗結果表明，力學性能能夠滿足設計要 求，混凝土的干縮率和自生體積變形較小，有利于混凝土體積穩定，混凝土絕熱 溫升值低于25°C，抗凍抗滲標號也達到設計要求。針對現場機制砂石骨料的特 點，對實驗室配合比進行了調整，對調整后的配合比進行了力學性能試驗和耐久 性能試驗，結果表明調整本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混凝土復合摻和料，其特征是：由按重量份配比的以下組分組成，單磨鐵礦渣粉５～６份，單磨石灰巖粉５～４份；二者摻混后的細度４５μｍ方孔篩，篩余≤２０％，含水率≤１％。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙軍，廖祖梁，劉代元，吳運華，陳忠全，張家富，斯功偉，童衛東，
申請(專利權)人：中國水利水電第五工程局，
類型：發明
國別省市：90[]