[发明专利]一种基于冻结法施工井筒混凝土抗裂防水剂

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体地说是一种基于冻结法施工井筒混凝土抗裂防水剂。

背景技术

新建煤矿井筒采用冻结法施工，主要采用双层钢筋混凝土塑料夹层复合井壁结构形式。根据设计要求，内层井壁为永久井壁的主体，起封水作用，承受全部水压。近年来，随着冻结井筒穿过的表土层厚度增加，有的特厚表土层达到800m以上，当冻结井壁施工结束外围冻结壁解冻后，内层井壁受到静水压力、自重、竖向附加力和壁筒支持力等共同作用下，结构中混凝土处于多向应力状态。表土含水层水直接作用于钢筋混凝土井壁上，水压将达到8MPa以上，内层井壁在高压水的长期作用下，井壁混凝土中原有裂纹等缺陷损伤将逐渐扩展、贯通开裂，而导致井筒渗漏水，甚至出现井筒破坏。

井筒混凝土施工速度快，混凝土强度发展要快。一般对混凝土强度发展要求：8h达到1.0MPa以上，1d大于设计强度的35％，3d大于设计强度的75％，7d大于设计强度的95％。

井筒混凝土防水要求高，抗裂防水剂必须同时具有增加混凝土结构的密实度和减少混凝土收缩的功能，使混凝土井壁达到抗裂防水的目的，同时要满足混凝土强度发展的要求。

现有技术中配制高强混凝土必须使用硅灰，然而当硅灰在混凝土中掺加量由5％提高到10％，混凝土早期水化热会提高15％～20％，混凝土开裂的时间会提前1／2左右。另一方面掺加硅灰会使高强混凝土的粘度很大，会给施工带来很大困难。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提出一种基于冻结法施工井筒混凝土抗裂防水剂，以保证井筒冻结法施工，混凝土强度发展快，混凝土不开裂，达到抗渗防水的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于冻结法施工井筒混凝土抗裂防水剂，各组分重量百分比为：聚羧酸高性能减水剂3％-5％，可再分散胶粉1％～4％，硫酸铝盐熟料10％～30％、焦宝石10％～30％、氟石膏20％～40％，超细矿渣微粉10％～55％。

所述聚羧酸高性能减水剂是具有高减水、减缩功能的粉状外加剂。

所述可再分散胶粉为VAE乙酸乙烯-乙烯共聚可再分散胶粉。

所述的硫酸铝盐熟料是一种硫酸铝为主要成分的矿石，经过750℃～800℃焙烧后而成。

所述焦宝石为活性Al₂O₃在6％～10％的高活性铝焦宝石。

所述超细粉为比表面积为900～1000m²／kg，D50大约在3.0μm的矿渣微粉。

所述的一种基于冻结法施工井筒混凝土抗裂防水剂制备方法为：将各组分按照规定的质量比加入并在球磨机中粉磨均匀即可。

本发明专用于冻结法施工井筒混凝土抗裂防水剂应用于抗裂防水混凝土制备时，混凝土强度等级为C40～C100，掺加量为10％～30％。当硅灰在混凝土中掺加量由5％提高到10％，混凝土早期水化热会提高15％～20％，混凝土开裂的时间会提前1／2左右。本发明不使用硅灰，突破了配制高强混凝土必须使用硅灰的常规!不用硅灰是减少混凝土开裂的主要因素之一。另一方面掺加硅灰会使高强混凝土的粘度很大，会给施工带来很大困难。本发明中超细矿渣微粉起到早强增强作用，能很好减小高强混凝土的粘度。

掺加聚羧酸系高性能减水剂的减水率可高达40％，大大减少混凝土用水量，使硬化混凝土中毛细孔数量减少；另一作用是减缩，减少硬化混凝土的收缩，28天混凝土收缩率比不大于90％。

可再分散胶粉在干混砂浆中使用较多，水泥和可再分散胶粉共同起到粘结剂的作用，可再分散胶粉主要作用起到提高砂浆与基体的粘结强度，减少砂浆的起鼓剥离。而本发明掺入水泥混凝土中，在水泥水化过程中形成不可逆的网络，建立一种对水的隔离层(膜)，封闭水泥凝胶体中的毛细管，堵塞孔隙以增强不透水性。这种作用在混凝土早期硬化过程中防止水分的流失，会起到内养护的作用。对硬化混凝土，一方面能阻断水份的吸收，降低吸水率，防止水份的渗透，而提高抗渗能力；另一方面对混凝土的干缩起到一定的抑制作用，即防止了混凝土硬化过程中的收缩，起到减缩作用。