[發明專利]一種抗凍防裂混凝土及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201811102620.0
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109384429A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 李斌;周世華;劉雙華;孟憲磊;賈濤;孔德軒;王蘭普;賈晉;王潤;呂風英;孔張宇;石艷龍;董蕓;李楊;王磊
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網新源控股有限公司;河北豐寧抽水蓄能有限公司;長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;E02B7/06;C04B111/76;C04B111/34
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 周淑歌

本發明屬于混凝土制備技術領域，具體涉及一種適合超高面板堆石壩面板一次成型用的抗凍防裂混凝土及其制備方法和應用。該混凝土包括水泥、礦物外加劑、減縮劑、減水劑、引氣劑、膨脹劑、混合纖維、骨料混合料和水，通過對其組分和比例進行調整和選擇，得到的混凝土的抗凍等級超過F400，抗開裂等級為I級，抗滲能力不低于W12級。該方法制備的新拌混凝土的塌落度控制在50?70mm；在溜槽澆筑過程中沒有出現漿骨分離現象，滿足面板堆石壩面板連續澆筑的要求。此外，該混凝土中水泥和礦物外加劑的用量以及混凝土的水膠比通過經廣泛試驗和總結得到的計算公式進行優化，省去了傳統面板混凝土配制中需反復試驗和調整的過程，簡化了配合比確定的過程。

技術領域

本發明屬于混凝土制備技術領域，具體涉及一種適合超高面板堆石壩面板一次成型用的抗凍防裂混凝土及其制備方法和應用。

背景技術

混凝土面板堆石壩是以堆石體為支撐結構，并在其上游表面設置混凝土面板作為防身結構的一種堆石壩，壩工界普遍認為，壩高超過150m的混凝土面板堆石壩叫超高面板壩?；炷撩姘宥咽瘔螌Φ匦蔚刭|條件的適應性能良好，對多雨和惡劣氣候適應性強，對外來物資需求少，工程量相對較小，建設速度快，運行安全，容易維護，因此面板堆石壩是國內外水利工程中使用較為常見的一種土石壩型。

目前，關于混凝土面板堆石壩面板的施工技術和相關研究已比較充分，一般采用一次張拉成型和分期多次張拉成型兩種方法，對于中小混凝土面板壩，采用一次澆筑面板方式較多；對于超高混凝土面板壩則采用二或三期連續澆筑的方式進行施工，很少采用一次張拉成型方案。

隨著混凝土面板堆石壩的高度不斷增加，相應的施工工藝和技術要求也越來越高，工程質量的控制也越來也困難。例如，墨西哥的阿瓜米爾帕壩(壩高187m)和中國的天生橋一級壩(壩高187m)都出現了大量的結構性裂縫，導致面板漏水；巴西巴拉格蘭德壩(壩高185m)和肯博諾沃壩(壩高202m)都出現了面板沿垂直縫的擠壓破壞。導致混凝土面板壩面板出現上述問題的原因，很大程度上與面板的分期施工有關。因此，超高面板壩的設計傾向于以一次性成型為主。

超高面板壩的混凝土面板難以一次性張拉成型的原因，一方面與工程地質構造、大壩的結構設計、堆石體材料特性、施工設備和工藝等因素有關，另一方面也與使用的面板混凝土的性能有關。超高面板壩的壩高普遍在150m以上，面板斜長普遍在200m左右，新拌混凝土在溜槽輸送、人工布料、入倉和振搗的過程中，極易發生離析、漿骨分離、中小石分離、坍落度損失、含氣量損失等問題。因此，超高面板壩面板對新拌混凝土的工作性提出了較高的要求。同時，在混凝土面板服役過程中，溫度、濕度等因素都會導致面板的開裂乃至破壞，如面板堆石壩面板的比表面積和體積比極大，遭受大幅溫降時，面板堆石壩面板會產生較大的溫度收縮，在墊層和相鄰倉面的約束作用下，面板堆石壩面板內部會產生較大的溫度應力，導致面板堆石壩面板產生溫度裂縫。一般的，混凝土面板為薄壁長條形結構，其長度越大，遭受溫降時的收縮變形量也越大，而受到墊層和相鄰倉面的約束作用也越強，因此發生開裂的幾率也就越高。反復的凍融交替可使得面板混凝土內部孔隙溶液中的水分不斷的結冰和融化，會導致面板堆石壩面板發生破壞，這與混凝土的抗滲能力較低、抗凍能力不足有關；在混凝土面板服役過程中，由于面板堆石壩面板的厚度相比于其表面積極小，混凝土澆筑后的失水問題嚴重，干燥收縮、塑性收縮等引發開裂的問題不容忽視，這與面板混凝土自身的抗開裂能力不足、極限變形能力不夠有關。因此，超高面板堆石壩面板性能提升的關鍵在于采用具有抗凍能力、抗滲等級和抗溫度變形能力的混凝土，同時對混凝土的抗開裂能力和極限變形能力也提出了要求。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的超高面板堆石壩面板易開裂，抗凍、抗滲能力差以及施工過程中新拌混凝土易發生離析等缺陷，從而提供一種抗凍防裂混凝土及其制備方法和應用。

為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案為：

本發明提供的抗凍防裂混凝土，包括水泥和礦物外加劑，其中，以水泥和礦物外加劑總質量為100份計，還包括如下質量份的組分：