[发明专利]一种沉管接头注浆混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程建设领域，涉及一种海洋工程水下管节小梁注浆材料，尤其涉及一种海工混凝土拌合物，适用于海水环境下狭小封闭空间注浆。该混凝土具有高流动、低分散、耐腐蚀、微膨胀的特性，在海水环境下施工应用反馈良好。

背景技术

目前国内已有沉管水下接头多处于淡水环境，注浆材料多采用砂浆或普通混凝土。在海洋环境下，注浆材料水下凝聚性差，易出现空洞孔隙，面临海水腐蚀，对结构保护性不够，也不能满足海水环境下狭小封闭空间注浆要求。

海洋环境中水流的状态，以及水体中各种离子的浓度均显著地不同于一般的淡水环境，对于混凝土凝固后需要抵御的恶劣水体环境提出了极高的要求，因此急需一种能够有效的解决海洋环境中各种海洋离子的腐蚀作用的专用混凝土。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中普通混凝土砂浆难以满足海洋水体复杂环境下应用的要求，存在的凝聚性差，易被海水腐蚀的不足，提供一种海水环境中使用的沉管接头小梁注浆混凝土拌合物，以满足深海环境下沉管接头小梁注浆饱满度、不分散、耐腐蚀、抗渗透、微膨胀的要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种沉管接头注浆混凝土，包括重量百分比的以下组分：25-50％混凝土掺合料、5-20％惰性粉料、1～2％减水剂、0.2～0.5％抗分散剂、1～5％增稠剂、5-8％膨胀剂、其他胶凝材料和水。

其中，所有胶凝材料的总用量为450-500kg/m³，水胶比0.34-0.45。

混凝土的(部分)性能如下：坍落扩展度为600-700mm，水下不分散性：水泥流失量小于3.0％，悬浊物含量小于150mg/L，泌水率为零。优选的，最好是悬浊物含量50-120mg/L。

所述的混凝土掺合料是指：粉煤灰、粒化高炉矿中的一种或几种。

所述的惰性粉料是指：石灰石粉、煤矸石、沸石粉、石英细粉等，可以是以上的一种成分或几种成分。

本发明的沉管接头注浆混凝土是发明人经过大量的试验研究发现的具有优良特性的适合水下应用的沉管接头注浆混凝土，具有良好的流动性、不分散性、耐腐蚀性和微膨胀性，满足海水环境中沉管接头注浆混凝土的各项性能要求，能够保证注浆混凝土的饱满度、密封性，起到良好的沉管接头保护作用，提高海洋水下工程的品质作用显著。本发明中其他胶凝材料是指硅酸盐水泥等常规胶凝材料；其中，所有胶凝材料的总量计算应该包括：粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、其他凝胶材料(常规胶凝材料，如水泥等)等。粉煤灰含优质粉煤灰。优选的，所述其他凝胶材料是水泥，特别是硅酸盐水泥等。

本发明的注浆混凝土掺入适量的惰性粉料，提高了混凝土体积稳定性，使得混凝土在水下施工应用的过程中表现出良好的抗冲散能力。同时，还掺入适量膨胀剂，经过优化的膨胀剂应用，更好的保证了混凝土在凝固以后对于封闭环境产生微膨胀使结构更加密实，起到优秀的密实封闭结构作用，严格的防止水下工程结构的渗漏问题。

进一步，所述的沉管接头注浆混凝土是强度等级为C30-C50的混凝土。通过外加剂成分及掺量调整，平衡混凝土的流动性和抗分散性能，可以实现混凝土的各项特性的优化调整，使之强度等级满足工程需求，控制其特性更加的优化合理。

进一步，所述的沉管接头注浆混凝土的氯离子扩散系数小于4.5×10^-12m²/s。特别是指28d或56d氯离子扩散系数。本发明的注浆混凝土具有良好的氯离子隔离性能，能够更好的应对海洋环境中水下氯离子浓度高，渗透作用强，对于水下工程的钢筋骨架结构提供更好的保护作用。最好是氯离子扩散系数小于3.5×10^-12m²/s。本发明的氯离子扩散系数检测一般是指混凝土终凝后的28d或56d进行检测分析的结果，参考《混凝土氯离子扩散系数测定仪》(JG/T262-2009)进行相应的测试分析。

进一步，所述的沉管接头注浆混凝土抗水渗等级大于P12。本发明的沉管接头注浆混凝土具有良好的抗水渗透特性，能够的注浆施工后对相应的水下工程主体部分提供良好的保护作用。

进一步，所述的沉管接头注浆混凝土的膨胀率为0.01％～0.04％。本发明的注浆混凝土具有高流动度、低分散性、微膨胀、抗腐蚀、抗氯离子渗透性能优良的特点，是一种优秀的海工沉管接头注浆混凝土，配合最终接头工艺，混凝土能填充饱满、自防水安全稳定。