C80-C100高性能混凝土在千米礦井井筒工程應(yīng)用之探討

　　內(nèi)容提要：煤礦千米的深層大型井筒工程，復(fù)雜的地質(zhì)水文條件及鈣質(zhì)粘土的遇水膨脹率對井筒工程質(zhì)量要求日趨升級，在未來發(fā)展中，配制高性能混凝土技術(shù)對于這項(xiàng)具有特殊要求的工程，能否發(fā)揮作用本文將予以探討。

　　關(guān)鍵詞：井筒工程 高性能混凝土 抗壓、抗折強(qiáng)度 碳化 凍融 耐久性

　　由于工作之便，在與煤礦建設(shè)工程單位相處的二十年間，目睹了礦建水平在科技進(jìn)步中的躍升，在八十年代配制C30井筒混凝土，現(xiàn)達(dá)到C50的高強(qiáng)混凝土井筒工程。在社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的時代，在資源開發(fā)與開采利用的需求中，礦建的目標(biāo)是建設(shè)特大型千米以上深層井筒工程，面對更加復(fù)雜的惡劣地質(zhì)條件，對設(shè)計(jì)、施工等工程技術(shù)人員的施工技術(shù)提出了更高的要求。

　　復(fù)雜的深層地質(zhì)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)含水層與壓力泄涌水的治理和防御問題，鈣質(zhì)粘土的膨脹側(cè)壓問題，均是工程建設(shè)中非常難以解決的特殊問題。

　　就鈣質(zhì)粘土的膨脹側(cè)壓對井筒工程的潛在危害，據(jù)了解，這種地質(zhì)側(cè)壓力能達(dá)到6-7MPa。對于建設(shè)井筒工程的質(zhì)量，是一個嚴(yán)峻的考驗(yàn)，采用常規(guī)C40-C50級別混凝土建設(shè)井筒工程，通過鈣質(zhì)粘土遇水膨脹地層，工程隨時有被測壓破壞的危險(xiǎn)。

　　針對壓力泄涌水和鈣質(zhì)粘土層的潛在危害，采用常規(guī)技術(shù)難能適應(yīng)，建議用 C80-C100級別高性能混凝土建設(shè)礦井街工程，在技術(shù)上做到有效抗?jié)B和抵御膨脹側(cè)壓的功效，使礦建工程配制混凝土的水平升級。在未來科技競爭、快速發(fā)展的時代，提高基礎(chǔ)工程的配制混凝土技術(shù)必定要升級，既然是現(xiàn)實(shí)中必須學(xué)習(xí)掌握的必備技術(shù)，帥先應(yīng)用，以解決問題為主，提前向高科技領(lǐng)域邁進(jìn)，將會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響及效果。

　　研制的BR復(fù)合劑配制C80-C100高性能混凝土的技術(shù)和產(chǎn)品于2002年8月通過山西省科技廳鑒定，結(jié)論：“達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平”。

　　其技術(shù)指標(biāo)：

　　1、混凝土抗壓強(qiáng)度108Mpa。

　　2、坍落度18－25cm，90min損大小于1cm，解決了現(xiàn)場攪拌和泵送要求的作業(yè)問題，振搗時混凝土能達(dá)到同頻震動，均質(zhì)固化成型。

　　3．抗脆性能指標(biāo)有所創(chuàng)新，摻BR型復(fù)合劑混凝土抗析強(qiáng)度達(dá)到33%，比摻其它產(chǎn)品最大抗折強(qiáng)度15%提高1．2倍。（抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度比）彈性模量提高5.4%，充分說明在C100高強(qiáng)的同時，也提高了抗折性能。

　　4、碳化90天為零，士20℃凍融200次循環(huán)強(qiáng)度無損失。

　　5．抗修大于S32，滲透高度比4.6mm對比基準(zhǔn)試件為24.9mm。

　　6．對鋼筋無銹蝕。

　　7.本品不含毒害成份，對地下水無污染，無毒副作用。

　　8．澆筑構(gòu)件密實(shí)無龜裂，提高混凝土的穩(wěn)定耐久性。

　　更關(guān)鍵的是用原配制C50級別混凝土，摻入BR復(fù)合劑能達(dá)到C80質(zhì)量，原級配 C70級別混凝土摻入BR復(fù)合劑能達(dá)到C90－C100質(zhì)量，這一技術(shù)對于解決特殊地質(zhì)中鈣質(zhì)粘土遇水膨脹的問題，是一條可行途徑。用高強(qiáng)、高性能混凝土，澆筑井筒工程來抵御特殊地質(zhì)的膨脹側(cè)壓作用是簡單易行的一種可靠技術(shù)。

　　本項(xiàng)技術(shù)配制高性能混凝土的石子品種、質(zhì)量不同，配制出混凝土的效果不一致。如用石灰石石于，配C40級別混凝土能達(dá)到C60－C70效果，在配比不變僅改用花崗巖石子，能達(dá)到C80級別混凝土效果。

　　常規(guī)配C50級別混凝土需摻外加劑有兩種萬第：用水泥500Kg計(jì)算

　　1、摻減水劑1.5%，泵送劑 3%，每立方混凝土需費(fèi)用81元。

　　2、摻減水劑1.5%，泵送劑3%，超細(xì)粉8%，每立方混凝土費(fèi)用165元。

　　配C50級別混凝土，僅添加BR復(fù)合劑，改掉減水劑和泵進(jìn)劑，能達(dá)到C80-C100級別混凝土質(zhì)量，每立方投資115.2元。

　　比常規(guī)第一種方案的C5O添加外加劑費(fèi)用提高34.2 5元。

　　比常規(guī)第二種方案的C50添加外加劑費(fèi)用降低49.8元。

　　本技術(shù)比第一種方案提高42%，比第二種方案降低30%的費(fèi)用。而抗壓強(qiáng)度確提高20－30mpa以上。

　　目前礦建單位配制井筒混凝土，級配C50級別的要求較好達(dá)標(biāo)，而配C60以上則有些技術(shù)上的難題。如采用本項(xiàng)技術(shù)，不給礦建單位增加任何工作難度的情況下，最低可達(dá)C80以上，這是非常有意義的，那么這項(xiàng)技術(shù)的適用井筒工程的潛力，是非常廣泛的。

　　在技術(shù)指導(dǎo)和服務(wù)方而，采用三步措施，第一本廠制做試塊讓用戶先檢測，看質(zhì)量水平；第二在用戶現(xiàn)場用工程材料現(xiàn)配，快速檢驗(yàn)；第三幫用戶搞好實(shí)施的高性能級配技術(shù)，真正做到全程服務(wù)的工作。為用戶解決實(shí)際問題為宗旨，為推廣科研成果，提高生產(chǎn)力而貢獻(xiàn)力量。