本发明属于核电建设领域，尤其是涉及一种核电站用混凝土。
背景技术：
混凝土配合比是混凝土的灵魂，核电站的核岛用混凝土要承担核安全相关的任务。cap1400示范工程核岛底板厚度为3.7m，局部厚度5.7m，属于非常典型的大体积混凝土。核岛底板混凝土总方量约14600m3，拟采用一次性整体浇筑，为国际、国内核电行业之最。混凝土配合比对核岛fcd的顺利实施及施工质量保证有重大意义。
cap1400机组设计寿命为60年。为保证混凝土质量满足设计要求，承担核安全相关任务，核岛底板混凝土必须满足设计所要求的抗压强度(c3556d强度)、抗折强度、劈裂抗拉强度、抗冻性(f300)、抗渗性(p10)等要求外，还要具有很好的长期性及耐久性性能，如收缩、徐变等。
另外，为了保证混凝土的施工质量，在连续施工的120小时时间内，混凝土还必须有良好的工作性能：混凝土的绝热温升不得大于50摄氏度；坍落度、含气量、容重等出机指标必须满足设计要求且保持相对稳定；混凝土在运输、浇筑过程中的流动性、保水性、黏聚性、坍落度泵送损失、坍落度经时损失必须满足设计要求；为了保证分层浇筑过程中上下层之间充分结合，不产生“冷缝”，还要求混凝土有3.5小时的可振捣性。
cap1400示范工程混凝土搅拌站目前有4台混凝土搅拌机组，每台机组配有4大1小共5个粉料罐，用于储存水泥及粉煤灰。
申请号：201210588890.3公开了一种核电站用混凝土，属于建筑施工技术领域。本发明的配比按质量百分比计算，由以下组分组成：硅酸盐水泥8-30％，粉煤灰1-20％，硅粉0.5-10％，碎石35-55％，砂20-40％，聚羧酸高性能减水缓凝剂0.1-1％，水2-15％。其有益效果是：配制的混凝土水泥用量低，且具有高强度、高弹性模量、加入硅粉和对有害成分的控制，使其具有很强的耐久性，和易性良好的特点，并可降低发生延迟钙矾石现象，具有良好的泵送性能，适用于大体积混凝土泵送施工。
根据cap1400示范工程核岛混凝土技术规格书的要求，现有技术的核电站用混凝土存在以下不符合项目：
1.采用本混凝土的核电机组设计寿命为60年，而采用现有技术的核电机组，其设计寿命未知。
2.强度等级为c60，远远超过技术规格书c35的要求。如采用现有技术的混凝土，与c35混凝土相比，需要使用更小的水胶比，意味着需要使用更多的水泥。而水泥用量过大，容易造成混凝土的自生收缩及徐变变大，长期性及耐久性性能下降。资料中也未见自生收缩、收缩、徐变、气泡间距系数等指标，能否满足设计要求未知。
3.因混凝土中水泥用量较大，制备混凝土时需要的搅拌时间相对较长(150-240s)，生产效率相对较低，以cap1400示范工程现有的条件，不能满足cap1400示范工程核岛底板施工时对混凝土生产能力的要求。
4.现有技术需要掺加硅粉且用量较少，需要额外空出粉料罐体承装硅粉，造成备料时水泥、粉煤灰与硅粉的比例严重不协调，相同混凝土搅拌机组的生产效率和生产能力将会降低，不利于一次性大方量的混凝土施工。
5.现有技术仅仅使用高效减水剂，生产出的混凝土含气量范围为小于等于6％，不满足cap1400示范工程核岛混凝土技术规格书中3-6％的要求。浇筑工程中如出现混凝土含气量低于3％则为不合格，可能造成混凝土浇筑等待继而产生“冷缝”等不可接受的质量问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种满足cap1400示范工程核岛底板大体积施工的，生产效率高、长期性及耐久性指标好的混凝土，尤其适合一种核电站用混凝土。
本发明的技术方案是：根据cap1400示范工程混凝土搅拌站的现状，本发明采取的技术方案为：
一种核电站用混凝土，其特征在于：按重量份计，包括硅酸盐水泥10-12；粉煤灰4-6；河砂30-35；粒径为5-20mm的碎石15-20；粒径为21-31.5mm的碎石20-35；水6-7；减水剂0.15-0.20；引气剂0.05-0.07；所述减水剂为聚羧酸系液体减水剂；所述引气剂为聚羧酸系液体引气剂。
进一步降低了水泥用量，从而减少混凝土中水泥水化热的产生，对大体积混凝土养护有利；同时也改善了混凝土的收缩，56d323.4×10-6；徐变，360d徐变度333.3×10-6/mpa，徐变系数0.403，等性能；
采用了聚羧酸系的引气剂，在混凝土中引入大小均匀的气泡，气泡间距系数78.431μm，提高了混凝土抗冻性能；
采用5-20mm、21-31.5mm两种粒径级配的碎石，进一步提高了混凝土的密实程度，改善混凝土的水泥石微观结构(56d混凝土风干密度2340kg/m3)，对混凝土强度及耐久性有利；
进一步的，按重量份计，包括硅酸盐水泥10.84；粉煤灰4.66；河砂33.53；粒径为5-20mm的碎石17.77；粒径为21-31.5mm的碎石26.68；水6.51；减水剂0.16；引气剂0.06。
本发明仅使用硅酸盐水泥及f类i级粉煤灰两种粉料，能够充分利用现有搅拌机组粉料罐的储存能力；粉煤灰质量含量(粉煤灰质量除以粉煤灰及水泥质量之和)为30％以上，突破了相关规范中粉煤灰质量含量不超过25％的限值。通过严格的实验验证，采用30％含量粉煤灰的混凝土，其强度、抗渗(p10级)、抗冻(f300)等指标均满足设计要求。
所述硅酸盐水泥比表面积为300-330m2/kg；3d水化热为220-240j/g，7d水化热为260-270j/g；碱含量为0.5-0.6％；熟料中铝酸三钙含量为5-7％；氯离子含量为0.03-0.05％；三氧化硫含量为2.0-3.0％。
所述粉煤灰为f类i级粉煤灰；需水量比为90-95％；烧失量为4-5％；游离氧化钙含量为0.7-1.0％。
采用f类i级粉煤灰能够提高混凝土的强度、抗渗(p10级)、抗冻(f300)等指标。
所述河砂细度模数在2.3至3.1之间；泥块含量为0.35-0.50％；含泥量为1.0-2.0％；非碱活性。
所述碎石粒径为5-20mm及21-31.5mm；针片状含量为3-4％；泥块含量含量为0.05-0.10％；含泥量为0.6-0.8％；洛杉矶法磨损为30-40％；压碎指标为7-10％；非碱活性。
所述聚羧酸系高效减水剂减水率范围为26-31％；折固氯离子含量为0.45-0.60％；折固总碱含量为8-10％；引气剂折固氯离子含量为0.45-0.60％；折固总碱含量为8-10％。
所述用水氯离子含量为200-250ppm；ph值为6-8；碱含量为1000-1500ppm。
制备所得混凝土，其强度等级为c35；坍落度为150-210mm；含气量为3-6％。
所述一种核电站用混凝土用以下方法制备而成：
1)向强制式搅拌设备中按重量份依次投入21-31.5mm碎石、5-20mm碎石、河砂、粉煤灰、硅酸盐水泥、水、减水剂、引气剂；
2)搅拌50-70s，即可得到核电站用混凝土。
投料完成后，搅拌时间仅需50-70s，实测混凝土生产能力峰值超过80m3/h，且混凝土具有很好的均匀性，坍落度、含气量、容重等出机指标满足设计要求且保持稳定；混凝土在运输、浇筑过程中的流动性、保水性、黏聚性、坍落度泵送损失小于35mm、坍落度经时损失小于15mm，良好；
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，混凝土原材料的储备更加合理，生产更为方便；由于减少了水泥等原材料的用量，生产成本更低，混凝土绝热温升小于50℃；减少了混凝土搅拌所需时间，提高了生产效率。
具体实施方式
实施例1
1)向强制式搅拌设备中按重量份依次投入21-31.5mm碎石20重量份、5-20mm碎石15重量份、河砂30重量份、粉煤灰4重量份、硅酸盐水泥10重量份、水7重量份、聚羧酸系液体减水剂0.15重量份、聚羧酸系液体引气剂0.07重量份；
2)搅拌50s，即可得到核电站用混凝土。
实测混凝土均匀性满足规范要求；坍落度为170mm；含气量3.2％；表观密度2390kg/m3；7d强度26.0mpa，28d强度41.1mpa，56d强度45.9mpa；56d劈裂抗拉强度3.93mpa；56d抗折强度4.10mpa；56d静力受压弹性模量36.6gpa；56d风干密度2340kg/m3；56d收缩率323.4×10-6；56d徐变13.593×10-6/mpa，徐变系数0.282；气泡间距系数78.431μm；实测抗渗等级达到p10；使用快速冻融法实测抗冻性能达到f300。
实施例2
1)向强制式搅拌设备中按重量份依次投入21-31.5mm碎石26.68重量份、5-20mm碎石17.77重量份、河砂33.53重量份、粉煤灰4.66重量份、硅酸盐水泥10.84重量份、水6.51重量份、聚羧酸系液体减水剂0.16重量份、聚羧酸系液体引气剂0.06重量份；
2)搅拌60s，即可得到核电站用混凝土。
实测混凝土均匀性满足规范要求；坍落度为180mm；含气量3.2％；表观密度2390kg/m3；7d强度26.3mpa，28d强度41.1mpa，56d强度46.4mpa；56d劈裂抗拉强度3.93mpa；56d抗折强度4.10mpa；56d静力受压弹性模量36.6gpa；56d风干密度2340kg/m3；56d收缩率323.4×10-6；56d徐变13.593×10-6/mpa，徐变系数0.282；气泡间距系数78.431μm；实测抗渗等级达到p10；使用快速冻融法实测抗冻性能达到f300。
实施例3
1)向强制式搅拌设备中按重量份依次投入21-31.5mm碎石35重量份、5-20mm碎石20重量份、河砂35重量份、粉煤灰6重量份、硅酸盐水泥12重量份、水7重量份、聚羧酸系液体减水剂0.20重量份、聚羧酸系液体引气剂0.07重量份；
2)搅拌70s，即可得到核电站用混凝土。
实测混凝土均匀性满足规范要求；坍落度为195mm；含气量3.4％；表观密度2390kg/m3；7d强度26.5mpa，28d强度42.3mpa，56d强度46.4mpa；56d劈裂抗拉强度3.93mpa；56d抗折强度4.10mpa；56d静力受压弹性模量36.6gpa；56d风干密度2340kg/m3；56d收缩率333.4×10-6；56d徐变13.593×10-6/mpa，徐变系数0.282；气泡间距系数78.431μm；实测抗渗等级达到p10；使用快速冻融法实测抗冻性能达到f300。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
1.一种核电站用混凝土，其特征在于：按重量份计，包括硅酸盐水泥10-12；粉煤灰4-6；河砂30-35；粒径为5-20mm的碎石15-20；粒径为21-31.5mm的碎石20-35；水6-7；减水剂0.15-0.20；引气剂0.05-0.07；所述减水剂为聚羧酸系液体减水剂；所述引气剂为聚羧酸系液体引气剂。
2.根据权利要求1所述的一种核电站用混凝土，其特征在于：按重量份计，包括硅酸盐水泥10.84；粉煤灰4.66；河砂33.53；粒径为5-20mm的碎石17.77；粒径为21-31.5mm的碎石26.68；水6.51；减水剂0.16；引气剂0.06。
3.根据权利要求2所述的一种核电站用混凝土，其特征在于：所述硅酸盐水泥比表面积为300-330m2/kg；3d水化热为220-240j/g，7d水化热为260-270j/g；碱含量为0.5-0.6％；熟料中铝酸三钙含量为5-7％；氯离子含量为0.03-0.05％；三氧化硫含量为2.0-3.0％。
4.根据权利要求3所述的一种核电站用混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为f类i级粉煤灰；需水量比为90-95％；烧失量为4-5％；游离氧化钙含量为0.7-1.0％。
5.根据权利要求4所述的一种核电站用混凝土，其特征在于：河砂细度模数在2.3至3.1之间；泥块含量为0.35-0.50％；含泥量为1.0-2.0％；非碱活性。
6.根据权利要求5所述的一种核电站用混凝土，其特征在于：所述碎石粒径为5-20mm及21-31.5mm；针片状含量为3-4％；泥块含量含量为0.05-0.10％；含泥量为0.6-0.8％；洛杉矶法磨损为30-40％；压碎指标为7-10％；非碱活性。
7.根据权利要求6所述的一种核电站用混凝土，其特征在于：所述聚羧酸系高效减水剂减水率范围为26-31％；折固氯离子含量为0.45-0.60％；折固总碱含量为8-10％；引气剂折固氯离子含量为0.45-0.60％；折固总碱含量为8-10％。
8.根据权利要求7所述的一种核电站用混凝土，其特征在于：所述用水氯离子含量为200-250ppm；ph值为6-8；碱含量为1000-1500ppm。
9.根据权利要求8所述的一种核电站用混凝土，其特征在于：制备所得混凝土，其强度等级为c35；坍落度为150-210mm；含气量为3-6％。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种核电站用混凝土，其特征在于：所述一种核电站用混凝土用以下方法制备而成：
1)向强制式搅拌设备中按重量份依次投入21-31.5mm碎石、5-20mm碎石、河砂、粉煤灰、硅酸盐水泥、水、减水剂、引气剂；
2)搅拌50-70s，即可得到核电站用混凝土。
技术总结