[发明专利]一种高流动性混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高流动性混凝土，该混凝土由粗集料、细集料、粉体材料、外加剂和水组成，所述粉体材料包括水泥、粉煤灰和矿粉；所述外加剂包括减水剂和增粘剂；所述粗集料0.275m³/m³~0.300m³/m³（单位绝对体积比例），用水量166.4kg/m³~176.8kg/m³，水粉比为0.83‑0.97，粉料材料510kg/m³~540kg/m³，砂率为53%~55%，外加剂掺量为粉体材料用量的0.95wt%~1.1wt%。本发明根据钢壳沉管隔舱混凝土浇筑施工工艺，确定了填充钢壳沉管隔舱的高流动性混凝土性能指标要求，通过各种组成变化对混凝土流动性能、强度、水化热与收缩影响规律的研究，形成了适用于钢壳沉管的高流动性混凝土配合比实施方法。

技术领域

本发明涉及一种特种混凝土，特别是一种高流动性混凝土及其制备方法，尤其涉及一种采用泵送工艺浇筑，无需振捣、靠自身流动性成型，适用于钢壳沉管隔舱填充，填充性、间隙通过性与抗离析性好，强度高，水化热与收缩率较低的混凝土。本发明属于建筑领域。

背景技术

沉管隧道按照管身材料可分为钢筋混凝土沉管与钢壳沉管两种类型，其中前者在欧洲、韩国以及我国得到广泛应用，而后者只是在日本有应用。钢壳沉管无论外观还是内在，均与目前国内采用的钢筋混凝土沉管结构有着显著的差异。

就混凝土材料而言，钢壳沉管具有以下特点：其一，采用高流动性混凝土，无需振捣即均匀填充分仓钢壳结构；其二，混凝土在长期的服役过程中除基本物理力学性能满足技术要求外，还需与钢壳之间保持良好的协同变形能力；其三，混凝土应具有良好的体积稳定性。

钢壳沉管是一种组合结构，包括钢壳结构和充填于钢壳结构中的混凝土，其中钢壳结构由不同尺寸的空心钢隔舱构成，单个隔舱内部空间为0.5m³～13.5m³不等，隔仓内部上钢板与下钢板均设置L型钢与扁钢制作钢肋，上顶面中部设有φ250mm的混凝土浇筑口，四周设有φ50mm的排气孔。钢隔舱内灌注高流动性混凝土均匀充填内外层钢壳间的空隙，产生必要的压重支持，并保护作为永久防水措施的钢壳内侧不受腐蚀。钢壳混凝土主要在抗浮、稳定性以及力学平衡方面发挥作用，要求混凝土具有极好的工作性，能充分填充钢壳内部边角。

钢隔舱是封闭的空间，无法对混凝土进行振捣，混凝土成型状态也不能通过肉眼观察，很难确认硬化后混凝土的填充状况，因此要求填充钢隔舱的混凝土具有良好的填充性与间隙通过性，无需外力振捣，能够在自重作用下流动并填满钢隔舱内部空间。同时，混凝土还应具有良好的抗离析性，硬化过程中不泌水、不上下分层。为确保钢壳与混凝土之间的间隙不超过5mm，混凝土的水化热与收缩率还应较低、体积稳定性较高。现有的普通混凝土难以满足钢壳沉管施工的流动性和自密实性要求，亟需一种高流动性混凝土及其生产制备实施方法。

发明内容

本发明的目的是为了填补国内缺少专用于钢壳沉管填充混凝土的空白，提供一种高流动性混凝土，方便相应的施工应用需要。

本发明研究提出的混凝土具体配合比方案，经过大量试拌调整确定，适用于浇筑钢壳沉管隔舱，能够在自重作用下流动填满钢隔舱内部空间，并且混凝土无泌水、上下分层等现象，确保钢壳与混凝土之间的间隙不超过5mm。符合港珠澳大桥项目中钢壳混凝土模块制备加工中应用的混凝土性能要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种技术方案：

一种高流动性混凝土，该混凝土由粗集料、细集料、粉体材料、外加剂和水组成，所述粉体材料包括水泥、粉煤灰和矿粉；所述外加剂包括减水剂和增粘剂。

所述粗集料0.275m³/m³～0.300m³/m³(单位绝对体积比例)，