[發明專利]一種面板堆石壩趾板混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 202110894955.6
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113735508A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 張顯羽;李新宇;游秋森;邱偉;黃文龍;謝國帥;黃亞康;丁聰;寧全紀;劉文斌
• 申請（專利權）人: 福建廈門抽水蓄能有限公司;中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B16/06;C04B18/08;C04B24/24;C04B103/30
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明提供了一種面板堆石壩趾板混凝土，通過利用常規機制砂作骨料和采用“普通硅酸鹽水泥+高摻量優質Ⅰ級粉煤灰+高強高模短切合成纖維”的材料組合，即解決了水電工程開挖料及巖石資源的利用問題，又從配合比設計上較為經濟的解決了混凝土強度及抗裂性的問題。

技術領域

本發明涉及水工領域面板堆石壩，具體是一種面板堆石壩趾板混凝土及其制備方法。

背景技術

混凝土面板堆石壩因具有就地取材、工期短、造價低且安全性高等優點，在國內外已得到廣泛應用，趾板是混凝土面板堆石壩中布置在面板周圍、坐落在地基上的混凝土結構，通過設有止水的周圍縫與面板連為一體，形成壩基以上的防滲體，同時又與基巖連結，封閉地面以下的滲漏通道，從而使上、下防滲結構連為整體。趾板混凝土的特點是長期受到內部、外部及環境條件的物理、化學、力學的綜合作用，所處環境十分嚴峻，因此需要在設計、施工和管理中充分考慮，并采取防止趾板遭受破壞的相應對策，趾板混凝土的性能對保證混凝土面板堆石壩長期安全正常運行是非常重要的。

現有的普通混凝土技術方案，材料組成包括硅酸鹽水泥、硅粉、粉煤灰、細骨料、粗骨料、減水劑、引氣劑、水，通過采用比表面積較大的硅粉改善混凝土的抗裂性，通過采用粉煤灰改善混凝土的和易性；該技術方案砂石的粒徑較大，與膠凝材料形成的結構不緊密，混凝土中最為薄弱的界面過渡區面積較大，抗裂、抗折性能差，且混凝土有較大的粘稠性和較強的收縮性，施工過程中必須盡早良好養護，否則硅粉帶給混凝土的優點不能實現的同時，極易在早期水化過程中形成塑性收縮裂紋；受限于壩體變形、基巖完整性差、起伏較大、混凝土厚度不均勻等因素，加之氣溫變化，采用普通混凝土極易產生開裂。如何防止趾板混凝土開裂是混凝土面板堆石壩建設中必須解決的關鍵技術問題。

發明內容

本發明所要的目的是提供一種面板堆石壩趾板混凝土及其制備方法，通過利用篩除粒徑大于2.5mm顆粒的常規機制砂作骨料和采用“普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥+高摻量優質Ⅰ級粉煤灰+合成纖維”的材料組合，即解決了水電工程開挖料及巖石資源的利用問題，又從配合比設計上較為經濟的解決了混凝土強度及抗裂性的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

面板堆石壩趾板混凝土，其特征在于：所述面板堆石壩趾板混凝土的拌合料由水、水泥、粉煤灰、砂、減水劑、塑性粘度調節劑和合成纖維組成，其中，膠凝材料(水泥+粉煤灰)在拌合物總質量的占比為50％-60％，粉煤灰在膠凝材料(水泥+粉煤灰)總質量的占比為35％-42％；所述砂的質量與膠凝材料(水泥+粉煤灰)總質量的比例為35％-40％；所述砂的公稱最大粒徑為2.5mm，減水劑摻量為所述膠凝材料(水泥+粉煤灰)總質量的0.8％～1.2％，塑性粘度調節劑為所述膠凝材料(水泥+粉煤灰)總質量的0.1％～0.5％，合成纖維的摻量占混凝土總體積的0.5％～2.0％。

優選的，所述砂為常規機制砂，其公稱最大粒徑為2.5mm。砂為滿足《水工混凝土施工規范》(DL/T 5144-2015)技術要求的細骨料，但篩除粒徑大于2.5mm的顆粒。

優選的，所述水泥為滿足《通用硅酸鹽水泥》(GB 175-2007)技術要求的P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，P.I42.5硅酸鹽水泥或P.II42.5硅酸鹽水泥，所述粉煤灰為滿足《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596-2017)技術要求的F類Ⅰ級粉煤灰。采用Ⅰ級粉煤灰替代同等重量水泥時，摻40％粉煤灰(相比于膠凝材料的質量)與不摻粉煤灰的混凝土相比較，抗拉強度降低甚少，采用優質粉煤灰，在替代一部分水泥使混凝土發熱量減少的情況下仍可保持原有的抗拉性能，該替代部分可以使粉煤灰在膠凝材料(水泥+粉煤灰)總質量的占比增加至35-42％。