[发明专利]一种抗裂自防水的混凝土及其配制方法

说明书

本发明公开了一种抗裂自防水混凝土，所述混凝土采用以下配方制成：胶凝材料390‑410 kg/m³、水胶比0.38‑0.40、用水量150‑160kg/m³、外加剂3‑6 kg/m³、细骨料705‑735 kg/m³、粗骨料1066‑1075kg/m³；所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰和矿渣粉，水泥在胶凝材料中占比≥50%。本发明混凝土通过各种组分的合理搭配，实现低热、低收缩的高耐久性，配制应用在钢壳沉管工程中，可以满足严格的抗渗与抗裂性能要求，最终形成密实、渗透性低、宏观缺陷少，体积稳定以及离散程度低的混凝土材料。

技术领域

本发明涉及一种混凝土配方，特别涉及一种抗裂自防水的混凝土及其配制方法，属于建筑技术领域。

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。钢壳沉管相比于常规的沉管结构而言，其主要的差异点可以归纳概括如下：

1、就混凝土材料而言，沉管需要混凝土具备一定的流动性，通过振捣均匀填充沉管模板，针对大体积混凝土沉管，在温控、混凝土干燥收缩裂缝的控制、混凝土容重精度控制方便有较高要求。

2、沉管管节作为隧道工程的主要组成部分，其抗裂、防水、抗渗在不同侵蚀条件下；有着极为苛刻的要求，结构形式较复杂又属于大体积混凝土构件。管节在浇筑过程中由于水化热与干燥收缩等原因，使其制作过程中、裂缝控制难以达到理想效果；沉管管节的重量不宜过轻，亦不宜过重；轻则无法下沉对接，重则不便起浮浮运。

现有常用的沉管混凝土配方直接应用于沉管浇筑，存在抗裂性较差，防水性能也不好。造成这一问题的主要原因在于：(1)沉管混凝土结构体积大、截面复杂，导致结构自约束大，在温度形变作用下，混凝土极易出现裂缝；(2)在长期水压条件下，表面裂缝可能连通、延伸，成为渗水通道，导致其自身抗渗能力降低，加速氯盐侵蚀。同时，沉管混凝土结构长埋于水下，结构无法修复，一旦出现腐蚀将极大影响结构使用寿命。因此，管节混凝土裂缝控制是确保混凝土耐久性的关键。

针对沉管管节分析发现，其结构特点包括：沉管管段是大体积混凝土构件且结构形式较为复杂，由于浇筑过程中混凝土水化热的原因，管段制作过程中的温度裂缝控制比较难，削弱了混凝土管段的抗裂、抗渗和耐久性。所以，沉管管段大体积混凝土所面临的主要问题是裂缝、渗漏和耐久性问题。国内的几条沉管隧道管段设计工程人员，也针对此问题开展过相关研究，但从工程的实践看，效果并不理想。

针对现有技术中存在的钢壳沉管结构建造过程中面对严峻的挑战，必须自主研发一种适用于沉管管节的抗裂自防水混凝土配方，在兼顾混凝土的其它性能的前提下，实现沉管混凝土所必须的低热、低收缩、高耐久性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的常规混凝土水化热、自收缩、防水等性能不满足钢壳沉管管节要求的不足，提供一种抗裂自防水的混凝土。本发明抗裂自防水混凝土具有良好的低收缩、低水化热、防水等优良特性，能够很好的满足钢壳沉管管节的浇筑施工要求。

本发明的另一目的是提供一种所述抗裂自防水混凝土的配制方法，实现该混凝土配方的搅拌配制工程。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种抗裂自防水混凝土，所述混凝土采用以下配方制成：胶凝材料390-410kg/m³、水胶比0.38-0.40、用水量150-160kg/m³、外加剂3-6kg/m³、细骨料705-735kg/m³、粗骨料1066-1075kg/m³；

所述胶凝材料包括水泥、粉煤灰和矿渣粉，水泥在胶凝材料中占比≥50％。