[發明專利]深厚凍結井壁高強高性能混凝土

無效

• 申請號: 200610107212.5
• 申請日: 2006-09-27
• 公開（公告）號: CN101152977A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 盛天寶;白云來;魏世義;陳新明;王俊臣;陳文豹;田亞軍;慕松利;王世久;祁書峰
• 申請（專利權）人: 盛天寶;王俊臣;白云來
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B14/06;C04B18/12
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所
• 代理人: 郭小電

技術領域：

本發明屬于礦山立井深厚沖積層凍結法鑿井混凝土井壁技術領域。

背景技術：

凍結法鑿井是國內外立井穿過深厚沖積層的主要特殊施工方法。國內采用凍結法已建、在建礦山立井井筒500多個，2000年前井筒穿過沖積層的最大厚度達383m，隨著對煤炭需求的增加，埋藏在深厚沖積層下煤炭的資源開發強度逐漸增大，目前新井穿過沖積層的厚度已超過500m。隨著凍結深度度的增加，凍結壓力、水壓、地壓也隨之增大，對井壁混凝土的強度和性能提出了更高要求。現有的深厚凍結井壁高強混凝土，一般是采用以硅粉為主的礦物外加劑進行配制，其特點是在混凝土中摻入8-10％硅粉，2％萘系高效減水劑，P.0.52.5或P.0.52.5R水泥，天然優質河砂，高強度花崗巖骨料。所用的材料可以使混疑土達到C70-C80的高標號，但仍有不足，國內硅粉產量小，價格為水泥的十幾倍，硅粉替代水泥成本高；高標號水泥，高質量砂、石，很就地取材難，混凝土配制費用高；硅粉混凝土的粘性大，攪拌的時間延長，澆注、搗實、表面抹平、養護等施工工藝比較復雜。使用一般方法配制的混凝土早期強度低，外層井壁承受的凍結壓力大，井壁容易被壓壞；配制的混凝土水泥標號高用量大，水化熱高達75-80℃，凍土融化范圍大，凍結壁厚度減薄，影響鑿井安全；凍土融化范圍大，二次回凍壓力大，外層井壁也容易再次遭受損壞；水化熱高，內層井壁容易產生溫度裂縫，解凍后井壁漏水。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種配制費用低、施工工藝簡單，適合深厚凍結井內、外層井壁工程特性的深厚凍結井壁高強高性能混凝土。

本發明的技術方案是采用以磨細礦渣為主的礦物外加劑與不同的化學外加劑雙摻技術，優化組合，混合攪拌，分別配制的深厚凍結井壁高強高性能混凝土，其特征是由下述原材料組分重量比制成，其中：

外層井壁專用型為P.0.42.5水泥380，機制中砂580，石灰巖碎石1090，磨細礦渣115，TK-M增強劑8.8，J851早強減水劑25，水153；

內層井壁專用型為P.0.42.5水泥380，機制中砂580，石灰巖碎石1120，磨細礦渣175，TK-M增強劑8.8，JQ防裂密實劑55，水152；

內、外層井壁合用型為P.0.42.5水泥420，機制中砂630，石灰巖碎石1090，磨細礦渣115，I級粉煤灰65，液體聚羧酸鹽高效減水劑11，水137。

在混凝土組份中，磨細礦渣采用比表面積≥650m²/kg磨細礦渣、I粉煤灰作膠凝材料等量代替部分水泥，可降低混凝土的水化熱，提高混凝土流動性、密實性、耐久性；TK-M增強劑，是礦物外加劑的增強劑，進一步激發礦物外加劑的表面活性，改善混凝土的和易性，提高混凝土強度；J851早強減水劑采用J851-D型早強減水劑，具有微膨、早強、增強作用；JQ防裂密實劑采用JQ-D型防裂密實劑，具有適量的膨脹，能有效地補償混凝土在硬化過程中的收縮，防止裂縫；液體聚羧酸鹽高效減水劑，能大幅度提高混凝土強度和早期強度，減少坍落度損失。

配制的深厚凍結井壁高強高性能混凝土，3d、7d、28d強度分別達到60.2-60.6MPa、66.1-77.6MPa、87.8-93.2MPa，強度增長率超過凍結壓力的最大增長率，有效防止外層井壁被壓壞；水化熱可降低15-20℃，有效防止內層井壁大體積混凝土溫差裂縫和收縮裂縫；比采用一般方法配制的混疑土強度高性能好，井壁的整體承載能力和封水性強，井壁厚度可減薄100-150mm，減少井筒凍結、掘砌工程量，建井速度快，節省投資。

本發明提供的深厚凍結井壁高強高性能混凝土，選用普通標號水泥，價格較低，機制砂的價格僅為天然優質河砂價格的三分之一，普通的石灰巖碎石價格便宜，磨細礦渣價格為硅粉價格的十幾分之一，粉煤灰為水泥價格的二分之一，液體聚羧酸鹽高效減水劑價格較高但用量小，其他化學外加劑價格適中，其造價比一般方法配制的同等強度混凝土低100元/m³以上。

具體實施方式：

實施例1