[发明专利]一种混凝土衬砌板及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种混凝土衬砌板及其制备方法和应用。该混凝土衬砌板，按重量份数计，包括以下原料组分：胶凝材料1份、河沙1.5～2.5份、沙漠沙0.2～0.7份和EPS颗粒0.1～0.3份。本发明提供的混凝土衬砌板，以河沙和沙漠沙作为细骨料，并添加EPS颗粒，由胶凝材料形成板状材料，各原料相互协同、相互配合，得到的混凝土衬砌板具有较高的抗压强度(最高达到18.6MPa)、较强的抗渗性能(4级)、较低的导热系数(0.18～0.26W/m·K)，从而可以有效抵抗冻融破坏，提高混凝土衬砌板的耐久性。

技术领域

本发明涉及混凝土领域，具体涉及一种混凝土衬砌板及其制备方法和应用。

背景技术

渠道输水是我国农田灌溉的主要输水方式，传统的土渠输水渠系水利用系数低，大部分水都在输送过程中由于渗漏和蒸发损失掉了，渠道渗漏是农田灌溉用水损失的主要方面。采用渠道防渗技术后可使渠系水利用系数提高50％-70％，渠道防渗还具有输水快、有利于农业生产抢季节、节省土地等优点，是当前我国节水灌溉的主要措施之一，有力推动了农业灌溉的发展。设置防渗层，即进行渠道衬砌，是一种重要的渠道防渗手段，可用混凝土、塑料薄膜、砌石、砌砖、沥青、三合土、水泥土、粘土等材料衬砌渠床，其中混凝土衬砌是一种较普遍的渠道防渗形式，具有防渗防冲效果好的优点。

混凝土板衬砌结构由于具有施工简单、防渗效果好、工程运行安全的优点，已是新疆水利工程建设中广泛使用的一种渠道防渗技术，并取得了良好的经济效益。但是混凝土常发生冻融破坏的现象，影响渠道防渗效果。

混凝土在饱水状态下因冻融循环产生的破坏作用称为冻融破坏，混凝土的抗冻耐久性(简称抗冻性)即是饱水混凝土抵抗冻融循环作用的性能，混凝土的抗冻性是混凝土耐久性中最重要的问题之一。混凝土在水化的过程中很容易产生一些空隙，加上砂石的吸水性，当混凝土衬砌板长期被水浸泡以后，尤其是在冬季寒冷的气温条件下，混凝土内部空隙中的水会因为结冰而发生膨胀，在冻胀产生的应力大于混凝土的拉应力时，混凝土就很容易产生裂缝，经过反复的冻融的循环，冻胀的反复作用，混凝土衬砌板的冻融破坏便很容易产生。新疆地域辽阔，冬季气候寒冷，负温时间长，各地冻胀土的组成、物理力学指标和冻胀特性也不尽相同。如何采用经济、合理的防冻胀措施，防止由于渠基土冻胀破坏而引起刚性混凝土衬砌渠道破坏、危害工程运行安全，成为严寒地区混凝土防渗渠道设计迫切需要解决的问题。

目前用于渠道衬砌的混凝土衬砌板通常是由普通混凝土制得的，是以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子和其他掺合料按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材板。这种混凝土衬砌板由于冻融循环产生的破坏作用发生冻胀开裂和表面剥蚀，耐久性差。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的混凝土衬砌板由于冻融循环产生的破坏作用发生冻胀开裂和表面剥蚀，耐久性差的缺陷，从而提供一种混凝土衬砌板及其制备方法和应用。

第一方面，本发明提供一种混凝土衬砌板，按重量份数计，包括以下原料组分：胶凝材料1份、河沙1.5～2.5份、沙漠沙0.2～0.7份和EPS颗粒0.1～0.3份。

进一步地，所述的混凝土衬砌板，按重量份数计，包括以下原料组分：胶凝材料1份、河沙2份、沙漠沙0.5份和EPS颗粒0.1份。

进一步地，所述的混凝土衬砌板，还包括：减水剂0.06～0.12份和水0.4～0.6份。

进一步地，所述的混凝土衬砌板，还包括：减水剂0.06份和水0.4份。

进一步地，所述胶凝材料为水泥。

进一步地，所述河沙的细度模数为MX＝2.93，堆积密度为1624kg/m³。

进一步地，所述沙漠沙的细度模数MX＝0.334，平均粒径为0.224mm。