[发明专利]一种高海拔地区高抗冻水工混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，特别涉及一种高海拔地区高抗冻水工混凝土。

背景技术

通常认为，海拔高度在3000m以上的即为高海拔地区。与其它地区相比，高原高海拔地区特别是西藏地区的主要特点是严寒干燥、紫外线辐射强烈、日温差大、大风日数频繁、深覆盖层冻土。如西藏那曲地区，2月份平均日温差可达到20℃，年平均风速可达2.5m/s以上年最冷月月平均气温为﹣13.8℃，极限最低气温达﹣41.2℃，年气温正负变化交替次数达187次，结冻厚度约1.0m。

在高海拔特征气候条件下，混凝土将承受频繁的冻融循环作用，混凝土易遭受冻融破坏，一旦冻坏就会大面积剥落，伴随渗漏、碳化等其他病害，将导致建筑物不能发挥应有的作用，最终影响其安全使用。因此，高海拔地区水工混凝土的抗冻性是混凝土耐久性的一项重要指标，同时也是一项综合性能指标，高抗冻性意味着混凝土的高耐久性。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种材料来源简单，制作方便，适合高海拔地区施工的高海拔地区高抗冻水工混凝土。

本发明提供的技术方案是：

一种高海拔地区高抗冻水工混凝土，其特征是：由胶凝材料、砂石骨料、水和外加剂组成，单方该混凝土的成分和配比如下：

胶凝材料为：230～420kg/m³，其中80～100％的水泥和0～20％的石灰石粉，或者60～100％的水泥和0～40％的粉煤灰，或者60～100％的水泥和0～20％的石灰石粉和0～20％的粉煤灰；

砂石骨料为：人工或天然砂石料，石子粒径为5mm～40mm，砂子粒径0mm～5mm，砂石总量1800～2100kg/m³，其中，中石:小石＝60:40、50:50或者45:55，砂率为30％～34％。砂石用量及最优砂率按照DL5330水工混凝土配合比设计规程确定；

水为110～125kg/m³，水胶比不大于0.48；

外加剂为：高性能减水剂和引气剂，减水剂的掺量为胶凝材料总质量的0.6～1.2％，引气剂为胶凝材料总质量的0.005％-0.02％。

所述混凝土浇筑温度为5℃～35℃。

所述新拌混凝土含气量在3.5％～5.5％之间，硬化混凝土气泡间距系数≤250μm。

所述混凝土适合在3000m及以上高海拔地区使用。

本发明一种高海拔地区高抗冻水工混凝土及其方法具有如下优点：

(1)充分利用当地原材料

虽然DL/T5304-2013《水工混凝土掺用石灰石粉技术规范》、DL/T5273-2012《水工混凝土掺用天然火山灰质材料技术规范》均已颁布实施，但是石粉和天然火山灰质材料作为掺和料在水工混凝土中的应用，尤其是在高海拔地区的规模化应用较少。

本发明充分利用石粉、天然火山灰质材料等当地矿产资源，作为主要的原材料组分，配制高海拔地区高抗冻水工混凝土，可调节混凝土性能，降低工程成本，技术经济效益显著。

(2)适用于高海拔地区，达到F200及以上抗冻等级

充分考虑高海拔地区气候条件，以及当地水利水电工程需求，配制抗冻等级F200及以上的抗冻混凝土。

(3)科学合理控制混凝土含气指标

含气量不是影响混凝土抗冻性的唯一参数，强度也不是。真正起决定作用的是混凝土浆体中气泡的形貌和分布，可用气泡间距系数来衡量。不同强度等级的混凝土应有不同的气泡间距系数限值，在工程中还需配合含气量和强度等级指标。

通过控制混凝土浇筑温度、含气量、硬化混凝土强度等级、气泡间距系数指标，以及建议的掺和料最大掺量，科学合理的保证高海拔低气压下引气剂的引气效果，保障混凝土的抗冻耐久性及长期工程安全。

本发明专利通过当地原材料优选、配合比设计及现场施工及早期养护等步骤，配制高海拔地区高抗冻水工混凝土，28d龄期抗冻等级达到F200以上，可保证高海拔地区混凝土结构的抗冻耐久性，保障工程质量和安全，具有重要的工程应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

本发明所述的一种高海拔地区高抗冻水工混凝土，其特征是：由胶凝材料、砂石骨料、水和外加剂组成，单方该混凝土的成分和配比如下：