專利名稱：煤礦凍結(jié)深井c100混凝土及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土及其應(yīng)用，特別涉及適用于制造煤礦深厚表土層凍
結(jié)段井壁使用的cioo高強(qiáng)高性能混凝土。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外普遍使用的煤礦凍結(jié)深井井壁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50以下，這 就造成煤礦凍結(jié)深井壁厚較厚。經(jīng)檢索，在美國、加拿大、德國等均有多幢強(qiáng) 度等級(jí)在cioo以上的高強(qiáng)高性能混凝土建筑。日本不僅應(yīng)用C100以上高強(qiáng)高
性能混凝土建造高層住宅，而且用其制造預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁、預(yù)應(yīng)力混凝土樁、
桁架、管、電桿等。由于煤礦凍結(jié)深井具有井壁負(fù)溫低(-15'C)、粘土凍脹 壓力大、養(yǎng)護(hù)環(huán)境差、大體積混凝土澆筑、要求早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快等特點(diǎn)，建筑 中使用的C100以上的高強(qiáng)高性能混凝土無法直接應(yīng)用于煤礦凍結(jié)深井中，也 沒有發(fā)現(xiàn)將cioo以上的高強(qiáng)高性能混凝土應(yīng)用于煤礦凍結(jié)深井的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種可以適應(yīng)煤礦凍結(jié)深井井壁的高強(qiáng)度混凝土， 以解決井壁較厚、施工困難、成本較高的缺陷。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
一種煤礦凍結(jié)深井C100混凝土，包括水泥，粗骨料、細(xì)骨料，其特征 在于其中還包括由硅粉、粉煤灰、礦粉組成的摻合料和由聚羧酸系高效減水
劑組成的外加劑。
所述摻合料由下述重量份數(shù)的原料組成硅粉10、粉煤灰10-20、礦粉 10-20。
所述的煤礦凍結(jié)深井C100混凝土，各種原料配合比為水泥350-500kg /m3，粗骨料800-1200 kg/m3、細(xì)骨料500-800 kg/m3，摻合料100-250 kg/m3， 外加劑10-30 kg /m3。
各種原料最佳配合比為水泥420kg /m3，粗骨料1024 kg /m3、細(xì)骨料682 kg /m3，摻合料180 kg /m3，外加劑16. 8 kg /m3。
所述的煤礦凍結(jié)深井C100混凝土，可以將其應(yīng)用于制造煤礦凍結(jié)深井的 井壁。
具體實(shí)施例方式
一、 選用的原料
1、 水泥為山東水泥廠生產(chǎn)的P， 042.5級(jí)普通硅酸鹽水泥；
2、 粗骨料5 16mm碎石；
3、 細(xì)骨料為河砂；
4、 摻合料采用3種原料混合使用，分別為硅粉、粉煤灰和礦粉。
a、 硅粉為上海生產(chǎn)，平均粒徑在0. 15 0. 20 u m，比表面積為15000 20000 m2/kg， Si02含量大于85y。，燒失量不大于6%,具有極強(qiáng)的表面活性。
b、 粉煤灰為南京產(chǎn)I級(jí)F級(jí)灰，I級(jí)粉煤灰化學(xué)成分/%如下 Si02A1203Fe203Ca0Mg0S03K20Na20 燒失量 50.99 31.345.93 3.9 1.27 1.45 1.50.19 2.52
c、 礦粉為南京產(chǎn)S95礦粉，比表面積為4360 cm 2/g，礦粉的化學(xué)成分/% 如下
Si02A1203Fe203Ca0Mg0S03P205Na20 FeO 32.416.21 5.9336.35 10.59 1.45 0.68 1.27 0.75
5、 外加劑可以選用國內(nèi)市場(chǎng)上比較有代表性的6種聚羧酸系高效減水 劑，分別為江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)的JM-PCA (I)型、上海麥斯特建 材有限公司生產(chǎn)的BAST329、 SP-8CN型、馬貝建筑材料(上海)有限公司生產(chǎn) 的Mapei SX、 M即ei SR3型以及臺(tái)灣冠疆實(shí)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的混凝土超塑 化劑；固含量分別為20%、 20%、 18%、 26%、 30%、 60%。
二、 原料配比
水泥420kg，碎石1024 kg、河砂682 kg，由硅粉60 kg、粉煤灰60 kg、 礦粉60 kg組成的摻合料180 kg，外加劑16.8 kg，水144 kg.,經(jīng)攪拌混合 后形成混凝土。
三、 將上述混凝土澆筑形成煤礦副井(如山東鄆城煤礦副井，主要技術(shù)特 征表土層厚度566. 2m ,設(shè)計(jì)凈直徑7. 2m，凍結(jié)深度590m，井筒垂深度936. 8m) 進(jìn)行兩個(gè)試驗(yàn)段的試驗(yàn)，對(duì)深厚表土層凍結(jié)立井C100高強(qiáng)高性能混凝土的實(shí) 際施工過程進(jìn)行溫度等指標(biāo)的監(jiān)測(cè)。
本次C100高強(qiáng)高性能混凝土工業(yè)性試驗(yàn)在鄆城副井外壁施工共計(jì)三個(gè)段
4高第174段高(-537.00 -540. 30m)、第175段高(-540.00 -543. 30m)、 第176段高(-543.50 -546. 70m)，每個(gè)段高均做了三組試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后實(shí) 測(cè)強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的108%、 107%、 104%。在整個(gè)試驗(yàn)段外壁施工中C100 高強(qiáng)高性能混凝土未出現(xiàn)干縮裂縫、蜂窩、麻面等質(zhì)量通病，也未出現(xiàn)凍結(jié)壁 片幫位移、凍結(jié)管斷裂等易發(fā)事故，混凝土各種性能均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
凍結(jié)深井C100高強(qiáng)混凝土的配制以及在鄆城副井井筒工業(yè)性試驗(yàn)的應(yīng)用 成功，不但解決了井筒的支護(hù)問題，而且解決了高寒地區(qū)高強(qiáng)混凝土施工問題， 具有潛在的巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值；由于高強(qiáng)混凝土井壁在井筒中的使用可以大大減少 井壁的厚度，節(jié)省材料，降低建井成本，通過推廣應(yīng)用有望成為今后凍結(jié)井筒 井壁的主要形式之一；深厚表土層高地壓凍脹力是礦井建設(shè)井筒支護(hù)的難題， 也是今后進(jìn)一步開發(fā)我國黃淮海地區(qū)深部煤田的技術(shù)障礙，結(jié)合河海大學(xué)的試 驗(yàn)研究，以及在鄆城副井井筒C100高強(qiáng)高性能混凝土井壁的工業(yè)性試驗(yàn)，為 我國深厚表土層的井壁的設(shè)計(jì)提供參考，也為企業(yè)的施工積累經(jīng)驗(yàn)。
煤礦深井采用C100高強(qiáng)高性能混凝土可以降低井壁厚度，減輕結(jié)構(gòu)自重， 減少材料和能源消耗，節(jié)省工程投資，同時(shí)可以大幅度的提高混凝土的耐久性， 對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和意義重大。
權(quán)利要求
1、煤礦凍結(jié)深井C100混凝土，包括水泥、粗骨料、細(xì)骨料，其特征在于其中還包括由硅粉、粉煤灰、礦粉組成的摻合料和由聚羧酸系高效減水劑組成的外加劑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦凍結(jié)深井C100混凝土，其特征在于摻合料由下述重量份數(shù)的原料組成硅粉10、粉煤灰10-20、礦粉10-20。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦凍結(jié)深井C100混凝土，其特征在于各 種原料最佳配合比為水泥350-500kg/m3，粗骨料800-1200 kg/m3、細(xì)骨料 500-800 kg /m3，摻合料100-250 kg /m3，外加劑10-30 kg /m3。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦凍結(jié)深井C100混凝土，其特征在于各種原 料配合比為水泥420kg /m3，粗骨料1024 kg /m3、細(xì)骨料682 kg /m3，摻合 料180 kg /m3，外加劑16. 8 kg /m3。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤礦凍結(jié)深井C100混凝土，其特征在于將其應(yīng) 用于制造煤礦凍結(jié)深井的井壁。
全文摘要
一種煤礦凍結(jié)深井C100混凝土及其應(yīng)用，包括水泥、粗骨料、細(xì)骨料，其特征在于其中還包括由硅粉、粉煤灰、礦粉組成的摻合料和由聚羧酸系高效減水劑組成的外加劑；所述摻合料由下述重量份數(shù)的原料組成硅粉10、粉煤灰10-20、礦粉10-20；所述的煤礦凍結(jié)深井C100混凝土，各種原料配合比為水泥350-500kg/m³，粗骨料800-1200kg/m³、細(xì)骨料500-800kg/m³，摻合料100-250kg/m³，外加劑10-30kg/m³。將上述混凝土應(yīng)用于制造煤礦深井井壁，可以大幅降低井壁厚度，減輕結(jié)構(gòu)自重，減少材料和能源消耗，節(jié)省工程投資，同時(shí)可以大幅度的提高混凝土的耐久性，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益意義重大。
文檔編號(hào)C04B18/08GK101560080SQ20091011690
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日
發(fā)明者寧 劉, 吳信遠(yuǎn), 徐輝東, 方體利, 郭保國 申請(qǐng)人:中煤第七十一工程處;中煤第三建設(shè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司