真空脱水工艺改善混凝土抗冲磨性能试验研究.pdf
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1、第 1 6卷第 5期 2 O 1 3年 1 O月 建筑材料学报 J OURNAL OF BUI I DI NG M ATERI AI , S Vo l | 1 6 , No 5 0c t 。 2 O1 3 文 章 编 号 : 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 3 ) 0 5 0 8 2 9 0 5 真 空脱水 工艺改善混凝土抗冲磨性 能试验研 究 欧阳幼 玲 , 张燕迟 , 陈迅捷 。 , 蔡跃 波 。 ( 1 南 京水 利科 学研 究 院 材料 结构 研究 所 , 江 苏 南京 2 1 0 0 2 9 ; 2 河海 大 学 水 文水 资 源与 水利 工程 科学 国家重 点实 验
2、室 ,江苏 南京 2 1 0 0 2 9 ) 摘 要 :采 用透水模 板 衬 与真 空脱 水工 艺相 结 合 的 方 法 浇 注低 水 灰 比混 凝 土 , 探 讨 以 中 高强度 配 比 的真 空成 型 混凝 土达 到 高强混 凝 土抗 冲磨 性 能 的 可行 性 试 验 结 果表 明 :降低 水 泥的 比表 面积 可 提 高低 水胶 比混凝 土 的真 空脱 水 率 , 进 而提 高 混凝 土抗 冲磨 性 能 ; 采 用透 水 模 板衬 和 真 空脱 水 工 艺相 结合 的 方法 , 可使 配制 强度 为 C 5 O的 真 空成型 混 凝 土抗 冲磨 性 能 达到 或 超 出配制 强 度 为
3、 C 7 0 的非 真 空 高强混凝 土 , 由此 可减 少单方 混凝 土胶 凝 材料 用量 , 有 利 于减 少混 凝 土 的收 缩 真 空脱 水 工 艺提 高混凝 土抗 冲磨 性 能的机 理在 于其 明显 降低 了混凝 土 孔 隙 率 , 靠近 表 层 的混 凝 土 最 可几 孔 径 、 临界孔 径 和平 均孔 径均 明显 减 小 , 孔 结构得 到 明 显优化 关 键词 :真 空脱 水工 艺 ;比表 面积 ;脱水 率 ; 抗 冲磨 性 能 中图分 类号 : TU5 2 8 0 1 文 献标 志码 : A d o i : l O 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6
4、2 9 2 0 1 3 0 5 0 1 6 Ab r a s i o n Re s i s t a n c e o f H y dr a u l i c Co nc r e t e M a d e i n Va c u u m De wa t e r i ng Pr o c e s s OUYANG Yo u l i n g , ZHANG Y a n c h i , CHEN Xu n - j i e , CA Yu e b o ( 1 Ma t e r i a l s S t r u c t u r a l En g i n e e r i n g De p a r t me n t ,N
5、a n j i n g Hy d r a u l i c Re s e a r c h I n s t i t u t e ,Na n j i n g 2 1 0 0 2 9 ,Ch i n a ; 2 S t a t e Ke y La b o r a t o r y o f Hy d r o l o g y W a t e r Re s o u r c e s a n d Hy d r a u l i c En g i n e e r i n g,Ho h a i Un i v e r s i t y ,Na n j i n g 2 1 0 0 2 9 ,Ch i n a ) Ab s t
6、 r a c t :Lo w wa t e r c e m e nt r a t i o c o nc r e t e wa s ma d e wi t h t he pr o c e s s o f v a c u um de wa t e r i n g p r o c e s s c o m b i n e d wi t h u s e o f c o n t r o l l e d p e r me a b i l i t y f o r mwo r k( CP F)l i n e r Th e f e a s i b i l i t y f o r t h e mi d d l e
7、s t r e n g t h c o nc r e t e ma d e i n va c uu m d e wa t e r i ng pr o c e s s t o o bt a i n t he a br a s i o n r e s i s t a nc e o f h i g h s t r e n gt h c o n c r e t e wa s s t u di e d Te s t r e s ul t s s ho w t h a t v a c u um d e wa t e r i ng pr o c e s s c o m b i ne d wi t h u s
8、 e o f CPF l i n e r c a n be us e d t o i nc r e a s e d e wa t e r i ng r a t e a nd i m pr o v e t he a br a s i o n r e s i s t a nc e pr o pe r t i e s o f t he c o nc r e t e wi t h l o w wa t e r bi n de r r a t i o by t a ki ng t he m e a s ur e t o r e a s o n a bl y r e duc e s pe c i f i
9、c s ur f a c e a r e a o f c e me nt The c o nc r e t e g r a d e of C5 O ma d e i n v a c uu m de wa t e r i n g pr o c e s s c o m bi ne d wi t h us e o f CPF l i ne r ha s gr e a t e r a b r a s i o n r e s i s t a nc e t ha n t h a t o f hi g h s t r e ng t h c on c r e t e gr a d e o f C7 0,a n
10、 d i t i s a d v a nt a ge o us t o de c r e a s e us e l e ve l o f b i nd e r ma t e r i a l s a n d r e du c e c onc r e t e d r y i n g s h r i n ka g e The va c u um d e wa t e r i ng pr o c e s s c a n r e ma r k a bl y r e d uc e c o n c r e t e p or o s i t y,a nd t he mos t pr o ba b l e po
11、 r e di a m e t e r a nd a v e r a ge p o r e di a m e t e r a r e s i gn i f i c a nt l y de c r e a s e d, c onc r e t e p or e m i c r o s t r u c t u r e i s o p t i m i z e d,a nd he nc e t h e a br a s i o n r e s i s t a nc e i s i mpr o v e d Ke y wo r ds :v a c u um d e wa t e r i n g p r o
12、c e s s;s pe c i f i c s u r f a c e a r e a;d e wa t e r i n g r a t e;a br a s i on r e s i s t a nc e 目前 , 在 国内外水 电工程 建设 中 , 为解 决含 沙 高 速水 流对 水 工建 筑物 过 流面混 凝 土 的冲刷 磨损 和 空 蚀破坏这一问题 , 除了对建筑物表面形态进行抗磨 蚀 水力 学 和水 工设 计 外 , 应 用 高性 能 的抗 冲 耐磨 混 凝 土 以及涂 覆性 能优 异 的抗 冲磨涂 层也 是通 常采 用 的技术 措施 收稿 日期 : 2 0 1 1 - 0 8 1
13、 8 ;修 订 日期 : 2 0 1 3 - 0 4 1 2 基金项 目: “ 十一五” 国家科技支撑计划项 目( 2 0 0 8 B AB 2 9 B 0 4 ); 江苏省水 利科技重大技术攻关项 目( 2 0 1 2 0 0 1 3 ) 第一作者 : 欧阳幼玲( 1 9 7 3 ) , 女 , 湖北黄石人 , 南京水利科学研究院高级工程师 , 硕士 E ma i l : y l o u y a n g n h r i c r l 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 3 O 建筑材料学报 第 l 6 卷 现今 , 从材料 层 面 提 高水 工 混 凝 土 结
14、构 抗 冲磨P O 4 2 5普 通硅 酸盐 水 泥 ( 编 号 C 1 ) 及 其 水 泥 熟 性能 的研 究 较 多口 。 , 但 从 施 工 工艺 角度 来 提 高水 料加 5 ( 质 量 分数 , 文 中 涉 及 的 掺量 、 吸 水 率 等 除 工混 凝土 抗 冲磨性 能 的研 究 和应 用 还 较 少 真 空脱 特别说 明外 均为 质 量 分数 ) 石 膏并 自行 磨 细 的水 泥 水工 艺可 提高混 凝 土 的早 期强 度 , 改 善其 耐磨 、 抗 渗 ( 编号 C 2 ) , 比表面 积 3 2 1 m。 k g ; 掺 和料 为安徽朱 家 及抗 冻等 性能 , 加快 施 工
15、进 度 , 节 省模 板 , 缩 短 养 桥水 泥有 限 公 司 产 $ 9 5级 磨 细 矿 渣 粉 , 比表 面 积 护周 期 但 现 有 真 空 脱 水 工 艺 主 要 应 用 于 道 路 工4 2 8 n l k g , 流 动度 比 9 6 8 , 抗压 强度 比 1 0 6 ; 硅 程 , 且 研 究 均 针 对 高 水 灰 比 混 凝 土 ; 田 正 宏 粉 为贵州 铁合金 厂产 , 比表面积 2 4 1 0 0 m。 k g ; 细骨 等n 研究 了透 水 模 板 工 艺 对 混 凝 土 抗 冲 磨 性 能 的 料 为河砂 , 细度 模数 2 7 7 , 面 干密度 2 6 1
16、 g c m。 , 饱 影 响 , 结 果表 明采用 透水 模板 工艺后 , 混 凝土试 样 表 和 面干 吸水率 1 1 0 ; 粗骨 料 为 5 4 0 I n to 的 二级 层 出现大 量 C S H 凝 胶 , 形 成 致 密 浆 体结 构 , 有 利 配玄 武 岩人工 骨 料 , 其 中 5 2 0 mm 粒 径 的 小石 而 于改善 混凝 土 的抗 冲磨 性能 干 密 度 2 8 3 g c m。 , 面 干 吸 水 率 0 7 0 , 2 O 本 文针 对 当前 抗 冲磨混 凝土 在工 程应用 中存 在4 0 mm 粒径 的 中石 面 干密 度 2 8 5 g c m。 , 面
17、 干 吸水 的不 足 , 结合 透 水模 板 衬 与 真 空脱 水 工 艺 来 浇 注低 率 0 4 4 ; 外加 剂为 上海 特密 斯 公 司产 聚羧 酸 型 高 水 灰 比混凝 土 , 希 望 以 中高 强 度 配 比 的真 空 成 型混 效 减 水 剂 , 减 水 率 2 5 4 原 材 料 的 化 学 组 成 见 凝 土 达到 高强 混凝 土 的抗 冲磨 性 能 , 从 而 改 善 高抗 表 1 冲磨 混凝 土 的综 合性 能 1 2 试 验 方法 1试 验 水 鬈 试5 2 件 2的0 0成 6 1 1 原材 料 型与 养护 方 法 及 混 凝 土 拌 和物 真 空 脱 水 率 试
18、验 进 水泥 分别 采用 比表 面积为 3 6 6 m。 k g的海 螺 牌 行 混 凝 土的真 空脱水 采用 上吸法 , 真 空吸垫 采用 透 A1 O。 C1 C2 S l a g Si l i c a f u m e 水 模板 衬上 覆加 l mm1 mm 的金 属 网格 混凝 土 真 空 吸水 机 最 大真 空 度为 0 1 MP a , 试 验 抽 吸真 空 度 为 0 0 6 0 0 8 MP a , 厚度 1 0 c m 的试 件真 空脱 水 时间 为 1 5 mi n , 厚度 1 5 c m 的试件 真 空 脱 水 时 间 为 2 5 mi n 脱 水 完毕后 混凝 土表 面
19、抹光 抗 冲 磨 性 能 试 验 和 干 缩 试 验 方 法 依 据 S I 3 5 2 2 0 0 6 ( ( 水工 混凝 土 试 验 规 程 中混 凝 土抗 冲磨 试 验 ( 水下 钢球 法 ) 和混凝 土干 缩试验 进行 混凝土孔 结构 采用 P o r o ma s t e r G T 6 0压 汞仪 测 定 其 中低 压 为 1 5 3 5 0 0 k P a , 高 压 为 1 4 0 k P a 4 2 0 MP a , 可测 量 直径 为 0 0 0 3 5 4 ( ) ( ) “ m 孑 L 容 2试 验 结 果 和 分 析 2 1 混凝 土 配合 比及 其抗冲磨 性 能 由
20、于 真空 成型混 凝 土要求 拌 和物应 有一定 数 量 过剩 的砂 浆 , 使 混 凝 土 拌 和 物呈 柔 软 且 可压 缩 的基 质 , 以免 粗骨 料在 脱 水 过 程 中 因其 相 互 直接 接 触 而 阻碍 混凝 土被 压缩 因此 , 真空 成 型混凝 土较 普通 混 凝 土 的砂 率会 相 应 增 大 , 但 砂 用 量 过 多也 将 影 响 其 排出水量 , 导致混凝土的和易性下降 由文献 1 8 可 知 , 真空 和非 真空 成 型 混凝 土 的性 能 均 随水 灰 比和 单 位用 水量 的增 加 而 下 降 , 真空 成 型 混凝 土 的最 佳 砂 率较 非真 空成型 混凝
21、 土增 加 约 2 0 以上 综 上 所 述 , 若要 获得 最佳 的抗 冲磨性 能 , 真 空成 型混凝 土 的 配合 比应 取 较低 的水灰 比, 以提高真 空脱 水率 , 采 用 较少 的单位 用水量 以及 较非 真空成 型混凝 土 增加 约 2 O 以上 的适宜砂 率 本 文混 凝土 配合 比均 以骨料饱 和 面干状 态 为基 准 非真空高强混凝 土及真空成 型混凝土的配合 比 及其 拌和 物性能 见表 2 , 抗 冲磨 强度 见表 3 由表 2 , 3 可知 , 非 真空 高强混 凝土 采用 8 硅 粉 复合 2 0 矿渣 , 2 8 d抗压强度 为 7 7 5 MP a ; 真空成
22、 型 混凝土采 用 2种 比表 面积 的水 泥 配 制 , 其余 条 件 相 同 , 其真 空脱水 率 随水 泥 比表 面积 的 减小 而增 加 , 而 水泥 比表 面积的减小 对真 空成型 混凝 土 2 8 d 抗 压 强 度无 明显 影响 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5 期 欧 阳幼玲 , 等 : 真空脱水工 艺改善混凝土抗冲磨性 能试验研究 8 3 1 No t e: HC m e a ns hi g h s t r e n g t h c o n c r e t e,P C a n d M C m e a n t h e c o nc r e t
23、 e s m i x e d wit h c e me nt s h a v i n g d i f f e r e nt s p e c i f i c s u r f a c e a r e a s i n v a c u u r n de wa t e r i n g p r o c e s s 表 3 不 同混凝 土的抗 冲磨强度 Ta bl e 3 Ab r a s i o n r e s i s t a n c e o f d i f f r e n t c o n c r e t e s 由表 3还可看出 , 就采用硅粉等复合掺和料的 C 7 0高 强 混 凝 土 而 言 , 其
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- 真空 脱水 工艺 改善 混凝土 抗冲磨 性能 试验 研究
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