[发明专利]一种高强高韧的抗冲磨混凝土及其制备方法

说明书

一种高强高韧的抗冲磨混凝土及其制备方法，高强高韧的抗冲磨混凝土包括水120～140kg/m³、水泥240～350kg/m³、硅粉15～25kg/m³、粉煤灰60～96kg/m³、纤维1.5～5.0kg/m³、砂600～720kg/m³、碎石1220～1290kg/m³、减水剂2.10～3.60kg/m³及引气剂0.012～0.028kg/m³；先将水泥，硅粉，粉煤灰，纤维，砂，碎石按比例加入混合容器中进行搅拌90～120s，然后向上述所得混合物加入水、引气剂和减水剂，充分混合搅拌80～90s，即可得到所述的高强高韧抗冲耐磨混凝土；本发明具有强度高、韧性好、抗冲磨性能好的优点及显著的技术经济效益，同时也会大大降低后期运行和维修的费用。

技术领域

本发明属于水利水电工程施工技术领域，具体涉及一种高强高韧的抗冲磨混凝土及其制备方法。

背景技术

我国运行中的大坝泄水建筑物有70％存在不同程度的冲磨破坏问题。在高速含沙水流条件下，大批高坝混凝土结构的抗冲磨破坏问题越来越突出，因此，我国每年都需要大量的资金来修复磨蚀损伤。混凝土的抗冲耐磨性能对水利建筑的使用寿命和长期可靠运行有显著影响，如何提高混凝土的抗冲耐磨性已经成为我国水电行业的重点。

混凝土的抗冲耐磨性主要取决于混凝土的抗压强度。选用质地坚硬耐磨的骨料、粗骨料比例尽量较高、或者选择适宜的胶凝材料(包括水泥、矿物掺和料如硅粉)以及化学外加剂(如聚羧酸系减水剂)等原材料优化混凝土配合比，来提高水工混凝土的抗压强度，进而提高水工混凝土的抗冲耐磨性能。

然而，从宏观力学机制上看，与混凝土抗冲磨性能相关的参数主要是材料的硬度与韧性，而这两者又常常是相互矛盾的一对指标，需要在设计冲磨材料时考虑二者的平衡。譬如采用降低水胶比或掺用硅粉等措施，尽管可以有效提高混凝土的抗压强度，但是混凝土的干缩会大大增加，韧性降低，容易导致混凝土开裂，降低混凝土的抗冲耐磨性。几十年的工程实际表明，强度等级高的混凝土裂缝多于强度低的部位，研究开发不裂或少裂的高强高韧抗冲磨混凝土，是解决混凝土冲磨破坏问题的途径，而目前尚未见到很好的解决方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高强高韧的抗冲磨混凝土及其制备方法，能够解决上述背景中出现的冲磨破坏问题，具有强度高、韧性好的优点及显著的技术经济效益，同时也会大大降低后期运行和维修的费用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高强高韧的抗冲磨混凝土，包括以下组份的原材料：

水：120～140kg/m³；

水泥：240～350kg/m³；

硅粉：15～25kg/m³；

粉煤灰：60～96kg/m³；

纤维：1.5～5.0kg/m³；

砂：600～720kg/m³；

碎石：1220～1290kg/m³；

减水剂：2.10～3.60kg/m³；

引气剂：0.012～0.024kg/m³。

所述水泥为满足GB175－2007《通用硅酸盐水泥》技术要求的普通硅酸盐水泥。

所述的硅粉满足GB/T 18736-2002《高强高性能混凝土用矿物外加剂》技术要求。