本申请属于混凝土材料
技术领域：
，具体涉及一种水下基础袋装混凝土、制备方法及应用。
背景技术：
：水下基础是作为承受桥梁、水利和码头等结构所有荷载的构件，桩等基础结构会使此区域原来的波浪、水流等水动力条件发生改变，打破原本已经建立的泥沙输运平衡，从而使基础的周围发生冲刷。冲刷是导致水下基础淘空沉降甚至松动的主要原因之一，淘空沉降将进一步导致混凝土结构开裂，松动将最终导致结构垮塌。而采用袋装混凝土进行水下基础加固防护是提高水下基础抗冲刷的有效方法。但由于袋装混凝土未凝结硬化之前就吊放水中，会受到水流冲刷的影响，会对其水泥浆体流失、凝结硬化等性能产生显著影响，需要开展水下抗冲刷袋装混凝土的制备技术的试验研究，以满足水下抗冲刷防护的施工要求。技术实现要素：针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种水下基础袋装混凝土、制备方法及应用，其制备的混凝土无需振捣，在水下硬化7天抗压强度大于10.0mpa，28天抗压强度大于15.0mpa，满足水下基础抗冲刷的要求。为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：本申请提出了一种水下基础抗冲刷袋装混凝土，每立方米混凝土的原材料包括以下组分：进一步地，上述的水下基础抗冲刷袋装混凝土，其中，每立方米混凝土的原材料包括以下组分：进一步地，上述的水下基础抗冲刷袋装混凝土，其中，水泥的强度等级大于等于42.5，优选地，本申请采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。进一步地，上述的水下基础抗冲刷袋装混凝土，其中，所述细骨料的细度模数为2.3～3.0，含泥量不大于1.5％，泥块含量不大于0.5％。优选地，所述细骨料选用砂。进一步地，上述的水下基础抗冲刷袋装混凝土，其中，所述粗骨料的最大粒径不大于31.5mm，由5-16mm与16-31.5mm级配组成，其中，5-16mm级配与16-31.5mm级配的比例为2：8，针片状含量不大于8％，含泥量不大于0.7％，泥块含量不大于0.2％。优选地，所述粗骨料选用石子。进一步地，上述的水下基础抗冲刷袋装混凝土，其中，所述聚丙烯纤维的长度为10mm-15mm，直径为18±2μmm，密度为0.91g/m3；抗拉强度不小于300mpa；伸长率为28％；弹性模量不小于3500mpa。进一步地，上述的水下基础抗冲刷袋装混凝土，其中，所述第一外加剂为高分子材料。进一步地，上述的水下基础抗冲刷袋装混凝土，其中，所述高分子材料包括羟甲基纤维素，该羟甲基纤维素的粘度为200pa·s。进一步地，上述的水下基础抗冲刷袋装混凝土，其中，所述第二外加剂为水溶性高分子聚合物。进一步地，上述的水下基础抗冲刷袋装混凝土，其中，所述水溶性高分子聚合物包括聚丙烯酰胺，其为白色粉末，采用的该聚丙烯酰胺的分子量为107级。本申请提出了一种如上述的水下基础抗冲刷袋装混凝土的制备方法，包括如下步骤：按照袋装混凝土配合比称取原材料；将上述原材料采用集中搅拌机搅拌混合均匀，获得混凝土；测试混凝土坍落度，该坍落度控制在50mm-100mm；将拌制的混凝土装入塑料扁丝编织土工布制作的土工布袋中；将上述土工布袋封口。进一步地，上述的制备方法，其中，所述土工布袋所用的土工布具有：单位面积质量≥200g/m2，纵向断裂强力≥2000n/50mm，横向断裂强力≥1400n/50mm，纵向断裂伸长率≤25％，横向断裂伸长率≤25％，纵向撕破强力＞500n，横向撕破强力＞400n，cbr顶破强力＞3200n，刺破强力＞500n，落锤穿透直径＜9.0mm，等效孔径o90＜0.2mm，垂直渗透系数＞2.0×10-3cm/s。本申请还提出了一种如上述的水下基础抗冲刷袋装混凝土的应用。本申请从混凝土的强度和经济性等方面综合考虑，提供了较优的袋装混凝土配合比，即所述混凝土的硅酸盐水泥的用量200kg/m3～380kg/m3，可保证混凝土抗压强度；其中，砂率为36～45％，合理的砂率既可保证混凝土强度，也可保证混凝土的工作性，优选地，混凝土的砂率控制在42％左右；并且，由于硅酸盐水泥的水化作用保证混凝土的强度，聚丙烯纤维可提高混凝土的粘聚性，羟甲基纤维素和聚丙烯酰胺提高混凝土抗水分散性，防止水泥浆体流失，有效提高混凝土的密实度，可保证混凝土在水下强度的发展，并采用一种适用于水下抗冲刷用的土工布袋，从而有效防护水下基础冲刷。本申请水下基础袋装混凝土，无需振捣，在水下硬化7天抗压强度大于10.0mpa，28天抗压强度大于15.0mpa，满足水下基础抗冲刷的要求。具体实施方式以下将对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。一、本实施例采用的原材料及塑料扁丝编织土工布袋：(1)水泥：采用上海海螺水泥厂生产的强度等级42.5普通硅酸盐水泥。(2)细骨料(优选为砂)：砂的细度模数为2.5的中砂，含泥量为0.6％，泥块含量0.1％。(3)粗骨料(优选为石子)：5-31.5mm连续级配的碎石(由5-16mm和16-31.5两级配配制而成，其中，5-16mm级配和16-31.5mm级配的比例为2：8，含泥量为0.4％，泥块含量为0.1％。(4)聚丙烯纤维：采用上海同济方舟特种建材有限公司生产的聚丙烯纤维，纤维长度为12mm，直径18μm，密度为0.91g/m3；抗拉强度不小于300mpa，伸长率为28％；弹性模量为3500mpa。(5)第一外加剂：采用安徽金水桥建材有限公司生产的羟甲基纤维素(hpmc)，粘度为200pa·s。(6)第二外加剂：采用上海恒力水处理材料有限公司生产的聚丙烯酰胺，分子量为107。(7)塑料扁丝编织土工布袋：采用无锡中水土工新材料有限公司生产的单位面积质量为200g/m2的编织土工布袋。二、本实施例的试验方法(1)力学性能其中，抗压强度试验按《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(jgj/t384-2016)的有关规定进行。本实施例采用的养护方法：按照混凝土配合比拌制混凝土，取120kg的混凝土立即装土工布编织袋中放入水中进行浸泡，浸泡7天后，取出后进行钻取芯样，并测试7天抗压强度；其余芯样标准养护至28天后测试其抗压强度，混凝土养护温度控制在20±2℃，相对湿度大于95％。三、本实施例各原料的配合比采用42.5普通硅酸盐水泥等材料，分别配制混凝土，混凝土配合比如表1所示。表1混凝土配合比(kg/m3)四、基于上述各原料的配合比进行混凝土性能试验经上述钻心取样的混凝土抗压强度如表2所示。表2混凝土抗压强度测试结果(mpa)编号7天28天112.016.5215.019.0317.220.1419.122.5521.524.1623.227.1由上述表2的测试结果表明，本实施例袋装混凝土芯样的7天抗压强度均大于10.0mpa，28天的抗压强度大于15.0mpa，可以满足水下抗冲刷的质量要求。本实施例袋装混凝土的制备方法，步骤如下：步骤一，按照袋装混凝土的上述配合比称取原材料；步骤二，将各原材料采用集中搅拌机搅拌混合均匀，获得混凝土，其中混凝土搅拌时间不得少于90s；步骤三，测试混凝土的坍落度，其中，该坍落度控制在50mm-100mm；步骤四，采用塑料扁丝编织土工布，制作土工布袋；其中，该土工布袋的长为95cm±5，宽为70cm±5，所采用的塑料扁丝编织土工布的单位面积质量≥200g/m2，纵向断裂强力≥2000n/50mm，横向断裂强力≥1400n/50mm，纵向断裂伸长率≤25％，横向断裂伸长率≤25％，纵向撕破强力＞500n，横向撕破强力＞400n，cbr顶破强力＞3200n，刺破强力＞500n，落锤穿透直径＜9.0mm，等效孔径o90＜0.2mm，垂直渗透系数＞2.0×10-3cm/s。通过控制上述土工布袋的力学性能、等效孔径和渗透系数等指标，保证了水下袋装混凝土抗冲刷的质量要求。步骤五，将拌制的混凝土装入编织土工布袋中，每袋的重量控制在100kg-150kg；6)采用专用缝纫机对上述装有混凝土的土工布袋进行封口。本申请还提出了一种水下基础抗冲刷袋装混凝土的应用，其制备的混凝土可广泛应用于建筑材料等
技术领域：
，可为桥梁、海上风电等工程的水下基础的抗冲刷提供有效的解决方法。本申请从混凝土的强度和经济性等方面综合考虑，提供了较优的袋装混凝土配合比，即所述混凝土的硅酸盐水泥的用量200kg/m3～380kg/m3，可保证混凝土抗压强度；其中，砂率为36～45％，合理的砂率既可保证混凝土强度，也可保证混凝土的工作性，优选地，混凝土的砂率控制在42％左右；并且，由于硅酸盐水泥的水化作用保证混凝土的强度，聚丙烯纤维可提高混凝土的粘聚性，羟甲基纤维素和聚丙烯酰胺提高混凝土抗水分散性，防止水泥浆体流失，有效提高混凝土的密实度，可保证混凝土在水下强度的发展，从而有效防护水下基础冲刷。本申请还提出了一种适用于水下抗冲刷土工布袋，提出其力学性能、等效孔径和渗透系数等控制指标，保证水下袋装混凝土抗冲刷质量要求。本申请水下基础袋装混凝土，无需振捣，在水下硬化7天抗压强度大于10.0mpa，28天抗压强度大于15.0mpa，满足水下基础抗冲刷的要求。因此，本申请具有良好的市场应用前景。以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。当前第1页12