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(duì)井筒工程質(zhì)量要求日趨升級(jí)，在未來(lái)發(fā)展中，配制高性能混凝土技術(shù)對(duì)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(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的時(shí)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(duì)更加復(fù)雜的惡劣地質(zhì)條件，對(duì)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(wèn)題，鈣質(zhì)粘土的膨脹側(cè)壓?jiǎn)栴}，均是工程建設(shè)中非常難以解決的特殊問(wèn)題。

就鈣質(zhì)粘土的膨脹側(cè)壓對(duì)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(duì)于建設(shè)井筒工程的質(zhì)量，是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)，采用常規(guī)C40-C50級(jí)別混凝土建設(shè)井筒工程，通過(guò)鈣質(zhì)粘土遇水膨脹地層，工程隨時(shí)有被測(cè)壓破壞的危險(xiǎn)。

針對(duì)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(jí)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(jí)。在未來(lái)科技競(jìng)爭(zhēng)、快速發(fā)展的時(shí)代，提高基礎(chǔ)工程的配制混凝土技術(shù)必定要升級(jí)，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(wèn)題為主，提前向高科技領(lǐng)域邁進(jìn)，將會(huì)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(guò)山西省科技廳鑒定，結(jié)論：“達(dá)到國(guó)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(chǎng)攪拌和泵送要求的作業(yè)問(wèn)題，振搗時(shí)混凝土能達(dá)到同頻震動(dòng)，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。彈性模量提高5.4%，充分說(shuō)明在C100高強(qiáng)的同時(shí)，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(wú)損失。

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

6．對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕。

7.本品不含毒害成份，對(duì)地下水無(wú)污染，無(wú)毒副作用。

8．澆筑構(gòu)件密實(shí)無(wú)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(jí)別混凝土，摻入BR復(fù)合劑能達(dá)到C80質(zhì)量，原級(jí)配 C70級(jí)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(duì)于解決特殊地質(zhì)中鈣質(zhì)粘土遇水膨脹的問(wèn)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(lái)抵御特殊地質(zhì)的膨脹側(cè)壓作用是簡(jiǎn)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(jí)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(jí)別混凝土效果。

常規(guī)配C50級(jí)別混凝土需摻外加劑有兩種萬(wàn)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(jí)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(jí)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(jí)配C50級(jí)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(cè)，看質(zhì)量水平；第二在用戶現(xiàn)場(chǎng)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(jí)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(wèn)題為宗旨，為推廣科研成果，提高生產(chǎn)力而貢獻(xiàn)力量。