水泥品种对钻孔灌注桩混凝土耐久性的影响.pdf
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1、2 0 1 5年第 8期 8月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT PRODUCT S 2 0 1 5 No 8 Au g us t 水泥品种对钻孔灌注桩混凝土耐久性的影响 陈 波 , 白 银 , 刘雪娟 , 张文潇 , 宁逢 伟 ( 1 南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 2 1 0 0 2 9 ; 2 中铁上海工程局集 团第一工程有限公司 , 芜湖 2 4 1 0 0 7 ) 摘 要 : 为了确 定同时受硫 酸盐强腐蚀作 用和 氯离子 强腐蚀作 用的钻孔 灌注桩混凝 土的水 泥品种 , 考 察 了普通 硅 酸盐水泥
2、 、 高抗硫水 泥及 型硅酸 盐水 泥对钻孔 灌注桩混凝土的耐久性影响 。 分别研 究 了评价抗硫 酸盐侵蚀 性能 的抗压强度耐蚀 系数 、 砂浆膨胀 系数 和砂 浆抗折强度抗蚀 系数 , 以及评 价抗氯 离子侵蚀性 能的氯 离子迁移 系数 、 氯 离子扩散 系数和 电通量。结果表明 。 与采 用普通硅酸盐水泥相 比, 采用高抗硫 水泥与 型硅 酸水泥的混凝 土抗硫 酸 盐侵蚀性能没有明显提高 ;普硅 水泥混凝土的抗氯 离子侵 蚀性 能要优 于高抗硫 水泥混凝土和 型硅 酸盐水泥混凝 土。在 硫酸盐与氯 离子双重强腐蚀 作用下 , 普硅水泥制备的 高性能钻孔灌 注桩混凝土具有 良好的耐久性 。
3、 关键词 : 水泥品种 ; 钻 孔灌注桩 ; 硫酸盐 ; 氟离子 ; 耐久性 Ab s t r a c t :I n o r d e r t o d e t e r mi n e c e me n t t y p e s f o r b o r e d p i l e c o n c r e t e s wh i c h a r e s u f f e r e d f r o m s t r o n g s u l f a t e a t t c a k a n d s e ri o u s c h l o rid e c o r r o s i o n , t h e e ff e c t
4、s o f c e me n t t y p e s o n b o r e d p i l e c o n c r e t e s d u r a b i l i t y a r e i n v e s t i g a t e d T h r e e o rdi n s A e y P o r t l a n d c e me n t s o n e s u l f a t e r e s i s t a n c e P o r t l a n d c e me n t a n d o n e t y p e P o rt l a n d c e me n t a r e s e l e c
5、 t e d S u l f a t e a t t a c k r e s i s t a n c e p rop e r t i e s , i e c o n c ret e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h c o r r o s i o n c o e ff i c i e n t ,mo r t a r e x p a n s i o n c o e f f i c i e n t a n d mo r t a r fl e x u r a l s t r e n g t h c o r r o s i o n c o e f fi c i
6、e n t ,c h l o r i d e c o r r o s i o n r e s i s t a n c e p r o p e rt i e s ,i e c h l o r i d e mi g r a t i o n c o e ffic i e n t ,c h l o r i d e d i ff u s i o n c o e ff i c i e n t a n d e l e c t ri c fl u x, are t e s t e d r e s p e c t i v e l y T h e r e s u l t s s h o w t h a t c o
7、 n c ret e wi t h s u lf a t e res i s t a n c e P o r t - l a n d c e me n t a n d t y p e l I P o r t l an d c e me n t h a v e n o s i g n i fi c a n t i mp r o v e me n t o n s u l f a t e a t t c a k r e s i s t a n c e wh e n c o mp a r e d w i t h o r d i n a r y P o r t l a n d c e me n t On
8、 t h e o t h e r h an d c o n c r e t e w i t l l o r d i n a r y P o rt l a n d c e me n t r e ma a b l y i mp rov e t h e e h l o ri d e r e s i s t i n g p r o p e r t y tha n t h e c o n c r e t e s w i t h t h e o the r t w o t y p e s o f c e m e n t Wi t h c o u p l i n g e f e e t o f s u lf
9、 a t e a t t a c k a n d c h l o ri d e c o r r o s i o n , h i g h p e r f o rm a n c e b o red p i l e c o n c r e t e w i t h o r d i n a r y P o r t l a n d c e me n t h a s mo r e e x c e l l e n t d u r a b i l i t y K e y wo r d s : C e me n t t y p e ; Bo r e d p i l e ; S u lfa t e ; C h l
10、o rid e i o n ; Du r ab i l i t y 中图分类号 : T U 5 2 8 0 1 文献标识码 : A 文章编 号: 1 0 0 0 4 6 3 7( 2 0 1 5) 0 8 0 1 0 6 O前 言 新疆 乌鲁木齐某拟建火 电厂 2 x 6 O O MW 级机组 工程 的 岩土工程勘测报告 中关于地基 土及地下 水 的化学分析检测结果具体如下 : 地基土易溶盐的 分析 结果为 : s o ? 一 含量为( 2 5 7 2 8 3 0 7 2 0 0 ) m g k g , Mg 含量 为( 1 9 2 2 8 8 0 ) m g k g ,土 中 C l 一 含
11、 量 为 ( 5 5 2 3 8 1 5 1 0 8 8 ) ms k s , p H值为 8 2 8 5 , 视电阻率 为 1 4 4 Q i n :地 下 水 分 析 结 果 为 : 5 0 4 2 一 含 量 为 ( 4 8 3 8 4 - 6 9 1 2 O ) mg L , Mg 含 量 ( 6 7 2 0 7 3 9 2 ) m g L , 水 中 C l 一 含量 ( 按 干湿交替作用 考虑 ) 为( 1 6 3 2 7 2 2 1 8 6 5 2 ) m g L 。 因此 , 在 干湿 交替 作 用 下 , 厂 区地 基 土和地下水对混凝土结构具有强腐蚀性 , 对钢筋混 凝土结
12、构中的钢筋具有强腐蚀性 : 在长期浸水条件 下 。 厂区地基土和地下水对钢筋混凝土结构具有 中 基金 项 目: 中央级公益性科研 院所基本科研 业务费专项资金 项 目( Y4 1 4 0 o 1 ) 。 等到强的腐蚀性 。 考虑硫酸盐强腐蚀作用时 按照 G B 5 0 0 4 6 2 0 0 8 ( - V业防腐蚀设计规范 的要求 , 当硫酸根离子 浓 度在( 2 5 0 0 8 0 0 0 ) m #L之间时 应使用高抗 硫酸 盐 硅酸盐水泥 ,而 考虑氯离子强腐 蚀作用时 , G B 5 0 0 4 6 2 0 0 8只做了一般要求 , 即“ 宜采用硅酸盐水 泥或普通硅酸盐水泥 ” 。 在
13、受 到硫酸盐单一侵 蚀 时 , 水泥的抗硫酸盐侵蚀能力与其 C 的含量密切 相关; 在 C l 一 、 s o ? 一 共存时 , C l 一 与 C 生成 “ 复盐 ” , 有利于降低硫酸盐与 C 作用而发生的 “ 膨胀 ” 破 坏2 - 3 1 。本工程桩基混凝土除了受到硫酸盐的强腐蚀 作用外 , 还受 到氯离子 的强腐蚀作用 , 因而选择合 理的水泥是必须解决的问题 。 本文 以雁池普通硅酸盐水泥 ( P O 4 2 5 ) 、 屯河 普通硅酸盐水泥 ( P O 4 2 5 ) 、 天山普通硅 酸盐水泥 ( P O 4 2 5 ) 、 屯河高抗硫水泥 ( P H S R 4 2 5 )
14、、 天山硅 酸盐水泥( P 4 2 5 ) 等五种水泥为研究对象 研究 一 】 一 2 0 1 5 年第 8期 混凝土与水泥制品 总第 2 3 2期 了水泥 品种对掺 2 0 粉煤灰+ 3 0 矿渣高性能钻孔 灌注桩混凝土耐久性能的影响。 1 原材料基本性能 ( 1 ) 水 泥 普通硅酸盐水 泥 :雁池 P O 4 2 5 、屯河 P O 4 2 5 、 天山 P O 4 2 5 ; 抗硫酸盐硅酸盐水泥 : 屯河 P HS R 4 2 5 ; 硅酸盐水泥 : 天山 P 4 2 5 根 据 G B 1 7 5 -2 0 0 7 通用 硅酸盐 水 泥 、 G B 7 4 8 -2 0 0 5 抗硫
15、酸盐硅酸盐水泥 进行水泥 品质检 测 , 五种水泥 的化学组成分析及品质检测结果分别 列 于表 1 表 2 , 水泥力 学性 能检 测结果 见表 3 。 ( 2 ) 粉煤 灰 表 l 水泥化学组成分析 表3 水泥力学性能 乌鲁木齐某 电厂 级粉煤灰 , 粉煤灰的化学组 成检测结果列于表 4 , 品质检验结果列于表 5 。 ( 3 ) 矿 渣 $ 7 5级矿渣 。矿渣的化学组成检测结果列 于表 6 , 品质检验结果列于表 7 。 ( 4 ) 骨料 粗骨 料为粒 径为 5 2 0 ram 的水 洗 卵石 :细骨 料 为天然水洗砂 , 细度模数为 3 0 , 区中砂 。骨料产 表 4 粉煤灰化学组成
16、分析 一 2 一 陈波 , 白 银 , 刘雪娟 , 等 水泥品种对钻孔灌注桩混凝土耐久性的影响 地为 昌吉州。骨料满足 J G J 5 2 -2 0 0 6 ( 普通混凝土 用砂 、 石质量及检验方法标准 中对卵石和 中砂 的 性能要求。 ( 5 ) 外加剂 外加剂分别采用 F D N减水剂和 H L C A ( S ) 引 气剂。 ( 6 ) 地下 水 试 验所用 的地下水根 据检测公司提供 的场址 水化学分析结果 ( 如表 8所示) 配制 , 保证 C l 一 、 s o ? - 、 HC O 3 - , C a 、 Mg 2 , K 、 N a 等离子的总量与检测水质 一 致。 2混凝
17、土配 合 比 采用 2 0 粉煤灰+ 3 O 矿渣的高性能钻孔灌 注 桩混凝土 , 强度等级为 C 4 0 , 坍落度( 1 8 0 + 2 0 ) ram, 含 气量 ( 2 5 0 5 ) 。 根据大量试配试验 , 确定配合比如 表 9所示。 3试 验方 法 抗硫酸盐侵蚀试验按 照 G B T 5 0 0 8 2 -2 0 0 9 ( 普 通混凝 土长期性 能和耐 久性能试 验方法标 准 进 行 测试抗压强度耐蚀系数和质量损失。 砂浆膨胀系数试验参照 J C T 1 0 1 1 2 0 0 6 混凝 土抗硫酸盐类侵蚀 防腐剂 附 录“ A 3 2 2膨胀 系数 ” 的试验方法进行试验 。为
18、了模拟实际情况 , 在参照 该方法时 ,做了以下调整 :采用剔除混凝土中 5 2 0 mm卵石后 的配合 比作为砂浆的配合比 ;采用工 程所 用 的过 5 mm筛 的水 洗砂 ,而非 J C C I 1 0 1 1 2 0 0 6中规定 的标准砂 ;浸泡溶液分别为场址地下 水 、 5 N a 2 S O 4 溶液以及 自来水。以试件在侵蚀溶液 中的膨胀率除以同龄期清水 中试件的膨胀率 , 得到 膨胀系数。 砂浆抗折强 度抗 蚀系数参照 G B T 7 4 9 -2 0 0 8 水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法 中“ 浸泡抗蚀性能试 验方法 ( K法) ” 进行 , 并做 了以下调整 : 采用与混凝 土
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- 水泥 品种 钻孔 灌注 混凝土 耐久性 影响
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