[發(fā)明專利]一種地下工程低強(qiáng)度韌性防水混凝土及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111487376.6
• 申請(qǐng)日: 2021-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114315294B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉軍;張東;辛亮;劉碩;王浩;黃小平;邸美建;張愷倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京建筑大學(xué);北京建工土木工程有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/10
• 分類號(hào): C04B28/10;C04B14/10;C04B18/08;C04B14/46;C04B22/08;C04B22/12;C04B111/27
• 代理公司: 北京中建聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11004
• 代理人: 單姣

本發(fā)明的地下工程低強(qiáng)度韌性防水混凝土及其制備方法屬于建筑材料領(lǐng)域，本發(fā)明采用由膨潤(rùn)土、粉煤灰和玄武巖纖維組成的附加組分來(lái)替代合成纖維，由于膨潤(rùn)土可降低抗壓強(qiáng)度且能產(chǎn)生膨脹，保證混凝土致密，粉煤灰具有活性，充填縫隙，玄武巖纖維使其韌性大幅度提高，玄武巖的主要成份是二氧化硅，與主凝膠材料的成分類似，二者相容性較好，混合時(shí)很容易分散，且均布于混凝土內(nèi)部，可約束微裂縫的擴(kuò)展。而且玄武巖纖維能夠降解，對(duì)保護(hù)環(huán)境有利。由于添加了石灰，所制得的混凝土抗壓強(qiáng)度低且抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，而且具有很好的韌性，在水、土壓力的作用下產(chǎn)生大變形而不開(kāi)裂，能與周圍土體和剛度較大的葷樁協(xié)調(diào)變形，保證密貼。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體為一種地下工程低強(qiáng)度韌性防水混凝土及其制備方法。

背景技術(shù)

地下水控制是指為保證地下工程正常施工，控制和減少對(duì)工程環(huán)境影響，而采取的排水、降水、隔水或回灌等工程措施的統(tǒng)稱。水與土體相互作用，可以使土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低。地下工程不可避免地會(huì)遇到富水地層，明挖施工中易出現(xiàn)基坑塌方、坑底突涌等工程事故；隧道施工中會(huì)出現(xiàn)突水、坍塌、冒落等事故。這些事故直接影響到地面、周邊環(huán)境的安全，甚至導(dǎo)致工程無(wú)法進(jìn)行和人員傷亡事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此在施工前必須對(duì)地下水進(jìn)行控制。

地下水控制方法包括降水方法、隔水帷幕方法和回灌。我國(guó)乃至世界水資源緊缺，地下水的抽排受到一定限制，以北京地區(qū)為例，自2008年3月1日起，所有新開(kāi)工的工程限制進(jìn)行施工降水，建設(shè)工程將從降水向止水轉(zhuǎn)型，優(yōu)先考慮隔水帷幕是一種趨勢(shì)。隔水帷幕是指隔離、阻斷或減少地下水從地下結(jié)構(gòu)側(cè)壁或底部進(jìn)入開(kāi)挖施工作業(yè)面的連續(xù)隔水體。嵌入式隔水帷幕是指利用高壓旋噴樁、水泥土攪拌樁、混凝土素樁等嵌入不連續(xù)支護(hù)結(jié)構(gòu)中間共同形成帷幕體。目前該類型隔水帷幕存在如下問(wèn)題：

1)混凝土素樁與葷樁變形不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生漏水現(xiàn)象；

2)混凝土素樁的抗壓強(qiáng)度隨時(shí)間而增長(zhǎng)，造成后期鉆切困難且在鉆切時(shí)易出現(xiàn)碎裂，從而出現(xiàn)水流通道。

3)混凝土素樁在受力后易于開(kāi)裂，雖然添加了合成纖維，如聚丙烯纖維、聚酯和聚丙烯腈纖維等，但此類合成纖維不易擴(kuò)散難以增強(qiáng)韌性，且不能降解從而污染環(huán)境。

4)混凝土素樁的混凝土泌水率較高，水分在上浮過(guò)程中易在混凝土內(nèi)產(chǎn)生通道從而降低了樁體抗?jié)B透能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種地下工程低強(qiáng)度韌性防水混凝土及其制備方法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

為此，本發(fā)明提供一種地下工程低強(qiáng)度韌性防水混凝土，由下述用量的原料組成：主凝膠材料100～150kg/m³、附加組分70～100kg/m³、骨料1200～1800kg/m³、外加劑10～20kg/m³，其中水灰比為4：1～2：1，附加組分包括膨潤(rùn)土、粉煤灰和玄武巖纖維，膨潤(rùn)土與粉煤灰、玄武巖纖維的用量比例為1:(0.5～1.0):(0.03～0.05)，外加劑包括水玻璃和氯化鈣，其中水玻璃和氯化鈣的用量之比為1：1～1：1.2。

優(yōu)選地，所述主凝膠材料包括水泥和石灰，水泥和石灰的質(zhì)量比為1：1～1：0.5。加入石灰一方面可降低混凝土強(qiáng)度，另一方面可使混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢。

優(yōu)選地，所述膨潤(rùn)土為鈉基膨潤(rùn)土鈉基膨潤(rùn)土膨脹倍數(shù)高且膠質(zhì)價(jià)高，可使混凝土更加致密，其中蒙脫石的含量為70～90％，蒙脫石含量高能增加其分散性，可使膨潤(rùn)土均勻擴(kuò)散在混凝土中；粉煤灰的粒徑為100～500μm，能充填在細(xì)小縫隙中，避免出現(xiàn)水的通道；玄武巖纖維為單絲纖維，纖維長(zhǎng)度為9mm、12mm、18mm，單絲纖維易于擴(kuò)散，太長(zhǎng)雖然對(duì)抗裂有利但不易擴(kuò)撒。

優(yōu)選地，所述骨料由廢棄的混凝土塊破碎后經(jīng)篩選、分級(jí)混合制成，其中粗骨料的粒徑為5～30mm，細(xì)骨料的粒徑為0.1～5mm。