防渗墙体材料-塑性混凝土的试验研究.pdf
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1、2 0 1 1年第 4期 防渗墙体材料 一 塑性混凝土的试验研究 孥本 ( 福建省水利水 电科 学研 究院,福建 福州3 5 0 0 0 1 ) 摘要:塑性混凝土是一种强度低、弹性模量小、抗渗性能好的防渗墙体材料。该文通过试验提 出影响塑性混凝土性能的主要 因素及配合 比设计时主要控制指标 ,经工程应用达到预期效果。 关键词:塑性混凝土;防渗墙材料;抗压强度;弹性模量 中图分类号: T V 4 3 1 文献标识码 : B 文章编号: 1 0 0 2 3 0 1 1 ( 2 0 1 1 ) 0 4 0 0 3 3- 0 3 前言 经过 5 0年的试验研究 和工程实践 ,刚性混凝土 防渗墙已广泛应
2、用于各种建筑土木工程中,发挥了 重要作用。使用过程中发现,刚性混凝土防渗墙在 某些情况 ( 例如土石坝或深覆盖层)下存在着一些 弱点 。最主要 的是弹性模 量太 高 ,极 限应变太 小 , 导致刚性混凝土内部产生裂缝甚至被压碎,降低了 墙体的抗渗性和耐久性。 在刚性混凝土中掺人粘土、膨润土会降低强度 和弹性模量,而大大增加变形能力。塑性混凝土就 是大大减少水泥用量、增加粘土和膨润土用量的高 粘土混凝土,由水泥、粘土、膨 润 土、砂、石子、 水和外加剂等配制而成 , 抗压强度低,弹性模量小, 极限应变大,能适应较大变形。 1 塑性混凝土试验 1 1 主要原材料性能指标 ( 1 )水 泥。塑性 混
3、凝 土 配制对 水泥 有一 定要 求 ,一般采用 4 2 5硅 酸盐水泥或普通硅酸盐水泥 , 尽可能不用高标号水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥。 本试验采用福建炼石牌 P 0 4 2 5 普通硅酸盐水泥。 ( 2 )粘土和膨润土。粘土和膨润土是塑性混凝 土的重要组成。粘土和膨润土的掺人能大大降低混 凝土弹性模量,对改善混凝土塑性具有重要作用。 本试验采用的粘土和膨润土性能见表 1 。 表 1 粘土和膨润土性能指标 ( 3 )骨料。塑性 混凝 土设计 的一个重要指标 即 低弹模。混凝土中 ,砂 、石 的弹模 很大 ,塑性混凝 土的变形主要靠水泥砂浆变形 ,选择骨料时,一般 考虑使用粒径 0 0 5 2
4、 0 e m 的砾石或卵石为主。 ( 4 )外加剂。试验中采用 F D 、M G 、F D N 、WF 一 1 等不同类型的减水剂,目的是通过掺入减水剂 进一步改善塑性混凝土的工作度 ,减少单位加水量。 1 2 塑性 混凝土配合 比设 计 收稿日期:2 0 1 11 01 8 1 2 1 指标确定 塑性混凝土主要用于地下防渗墙,一般意义上 的塑性混凝土 2 8天抗压强 度 1 0 5 0 MP a ,弹性 模量 2 0 0 2 0 0 0 MP a 。试验预定 目标是 2 8天塑性混 凝土抗压强度在 1 0 M P a以下,尽可能降低弹性模 量,且渗透系数 1 0 e m s 。由于地下防渗墙
5、采用 导管水下浇筑,混凝土坍落度为 l 8 2 2 e m,扩散 度为 3 6 4 0 e m。 1 2 2 室 内试验 影响塑性 昆 凝土力学性能 的主要因素有水泥用 3 3 2 0 1 1年第 4期 量、膨润土用量、粘土用量、单位加水量、砂率等。 为节省试验组数,采用正交设计和试验分析主要影 响因素对塑性混凝土性能的影响程度。每个 因素分 五个水平,利用正交表安排试验方案。因素水平表 见表 2 。 表 2因素水 平表 水平 1 2 3 4 5 水泥用量( k e m )8 0 1 2 0 1 6 0 2 0 0 2 4 0 膨润土用量 ( k g m 3 ) 2 0 4 0 6 O 8 0
6、 1 0 0 粘土用量( k g m ) 4 O 8 0 1 2 0 1 6 0 2 0 0 砂 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 试验按水工混凝土和土工试验规程要求进行, 抗压强度试件尺寸为 1 5 e m 1 5 e m1 5 e m,弹模试 件尺寸为 + 1 5 c m 3 0 e m,,1, 1 o c m 2 5 e m,渗透试 件尺寸为 d p l O e m1 0 e m, ( 1 7 5l 8 5 c m) 1 2 e m。 2 塑性混凝土试验成果及分析 2 1 抗 压强度 试验结果表明,水泥掺量、膨润土掺量、单位 加水量对塑性混凝土抗压强度影响较大,而粘土掺 量、砂率对
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