塔城地区白杨河引水工程输水管道高性能混凝土耐久性试验.pdf
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1、文章编号:1 0 0 7 0 4 6 X ( 2 0 1 4 ) 0 6 - 0 0 3 9 0 5 筮签 建栲 一 4 j , 、 中 一 塔城地区白杨河引水工程输水管道高性能混凝土耐久性试验 T h e D u r a b i l i t y T e s t o f H i g h P e r f o r m a n c e C o n c r e t e f o r B a i y a n g R i v e r D i v e r s i o n P r o j e c t i n T a c h e n g A r e a 杨建明 ,张超2 - 3 ,袁芬3 ( 1 塔城地区白杨河引
2、水工程建设管理局,新疆 塔城 8 3 4 7 0 0 ;2 新 疆农业大学 水利与土木工程学院,乌鲁木齐 8 1 0 0 5 2 ; 3 新疆研科节能科技有限公司,新疆 乌鲁木齐 8 1 0 0 0 0 ) 摘要: 运用YK一高耐久性矿物外加剂和大掺 级粉煤灰,通过高性能混凝土配制技术 ,改善混凝土水泥石 以及 界面过渡 区微结构 ,从而提 高混凝土的密实度。在满足塔城地区白杨河引水工程输水管混凝土道所要 求强 度的同时,满足混凝土在抗渗、抗冻、抗硫酸盐侵蚀等耐久性指标的要求。试验结果及现场使用效果均表 明,与传统混凝土相比,运 用YK一高耐久性矿物外加剂和大掺 级粉煤灰的通过高性能混凝土配制
3、技术 配置的高性能混凝土,不仅有效提高了混凝土的配置强度 ,而且在抗渗、抗冻、抗硫酸盐侵蚀试验 中均取 得 了优异 的效 果 。 关键词: 高性能混凝土;I I 级粉煤灰 ;YK一1 1 I 外加剂;抗渗;抗冻 ;抗硫酸盐侵蚀 中图分类号 :TU 5 2 8 3 1 文献标志码 :A 0 前 言 白杨河引水工程输水管工程区地处中亚腹地,属典型 的干旱大陆性气候,年平均降雨量在 2 0 0 m m以下,在北 部山区为1 0 0 2 0 0 m r n ,戈壁平原区不足 1 0 0m i l l ,6 、7 、 8 三月往往呈暴雨降落, 伴有冰雹,降雨量占全年降雨量 的 6 0 以上。1 1 月中
4、、下旬降雪,是另一个降水期,到 次年三月下旬至四月中旬终雪。据地质勘查报告显示,该 地区的地质环境中含有丰富的硫酸盐物质,其中浓度最高 可达 1 3 6 6 8 m g k g 。根据 G B T 5 0 4 7 6 -2 0 0 8 混凝土结构 耐久性设计规范规定,该地区冻融环境作用等级已达到 极端严重,化学侵蚀环境作用等级已远远超过极端严重。 在多重环境作用等级下,如何使混凝土在满足工程设计强 度的同时,又能满足在该特殊地区使用时的耐久性是我们 本次研究的课题。 在工程配合比试验阶段,塔城地区水利局与新疆研科 节能科技有限公司为满足该工程混凝土需要的达到的耐久 性指标,多次进行混凝土配合比
5、论证。经过大量试验发现, 采用高性能混凝土配置技术:即低水胶比、掺加高效减水 泥、大掺量超细掺和料,运用普通硅酸盐水泥,掺加 Y K 一 高耐久性矿物外加剂即能很好地解决这些耐久性问题【】 1 。 其配制的混凝土不仅有优异的早期强度,而且在抗渗、抗 冻、抗硫酸盐侵蚀试验中均取得了优异的效果。 1 新疆塔城地区白杨河引水工程输水管道混凝 土技术指标 ( 1 ) C 2 0 F 2 0 0 W4 ,抗硫酸盐侵蚀能力为可抵抗 G B T 5 0 4 7 6 混凝土结构耐久性设计规范化学腐蚀环境中环 境作用等级为V F( 极端严重 )的硫酸盐侵蚀。 ( 2 ) C 2 5 F 2 0 0 W4 ,抗硫
6、酸盐侵蚀能力为可抵抗 G B T 5 0 4 7 6 混凝土结构耐久性设计规范化学腐蚀环境中环 境作用等级为V F( 极端严重 )的硫酸盐侵蚀。 2 原材料 2 1 水泥 试验水泥选用工程现场实际运用当地生产的4 2 5 R普 通硅酸盐水泥。其技术指标和矿物成分的测定结果见于表 1 和表 2 。侵蚀对比试验用高抗硫酸盐硅酸盐水泥,选用 天山 P H S R 4 2 5 ,其技术性质和矿物成分见表 3和 表 4 。 6 2 0 1 4 粉煤灰 3 9 表 1 工程所使用 P 0 4 2 5 R水泥技术指标 水 泥 密 度 比 表 面 积标 准 稠 度 凝 缔时 间 m m 名称 g c m。 m
7、 k g 。用水量 安 抗折强度 抗压强度 定 MP a MP a 性 P 0 4 2 5 3 1 3 9 5 2 8 1 4 5 2 2 5 合格 5 5 7 8 2 6 4 4 7 3 表 2 工程所使用 P 0 4 2 5 R水泥矿物成分 熟料矿物成分含量 混合材含量 硅 C 三 3 S 硅 C 二钙 2 S ) 酸 C3 C 4 酸 AF 钙粉煤灰 煤矸石 烧黏土 ()( ( A)( ) 。 一 三氧化硫 ( S O3 ) 水泥黻 ,比 表 面 积 标 准 黻 咖 喜 名 称 c m 。 。 , 9 Ko g I 用 水 量 磊m i n g m 2 磊 雀 表 4 天山 P H S
8、R 4 2 5 水泥主要矿物成分 硅酸三钙 ( C 3 s ) 铝酸三钙( C 3 A ) 4 4 6 1 4 2 2 粉煤灰 试验粉煤灰选用工程现场实际运用玛纳斯电厂生产的 级粉煤灰。其技术指标见表 5 。 表 5 级粉煤灰技术指 由扫描电镜照片观测可知,该粉煤灰基本无扎块状现 象,多呈微细球形颗粒。 2 : 3 集料 ( 1 ) 砂:试验砂选用工程现场实际运用水洗砂。其 细度模数为3 0,属中砂,饱和面干视密度为 2 6 7 g c m 3 , 饱和面干吸水率为 1 3 2 。 ( 2 ) 小石 ( 5 2 0 m m):试验小石选用工程现场实际 运用水洗砂小石子。饱和面干视密度为 2 6
9、 9 g c m ,饱和面 干吸水率为0 9 1 。 ( 3 )中石 ( 2 0 4 0 m m):试验中石选用工程现场实 际运用水洗砂中石子。中石子饱和面干视密度为2 6 9 g c m , 饱和面干吸水率为0 5 9 。 2 4 高效减水剂 试验高效减水剂选用工程现场实际运用新疆格辉公司 生产的 F D N高效减水剂。根据 G B 5 0 1 1 9 2 0 0 3 混凝土 外加剂应用技术规范附录A“ 混凝土外加剂对水泥适应 性检测方法”将水泥与超细掺合料、Y K 一 1 1 I 按配合质量比 称量,进行适应性试验。试验最终确定采用格辉公司生产 的F D N高效减水剂,在胶凝材料体系的最佳
10、掺量是 1 0 。 2 5 Y K 一 1 1 高耐久性混凝土矿物外加剂 试验选用工程现场实际运用新疆研科节能科技有限公 司生产的Y K 一 1 1 I 高耐久性混凝土矿物外加剂。 2 6 拌合用水 试验拌合用水采用工程现场实际运用的当地地下水, 指标均能满足J G J 6 3 -2 0 0 6 混凝土用水标准的要求。 3 试验内容 运用高性能混凝土配置技术进行配合比试拌,根据工 程对混凝土的指标要求,对混凝土进行强度、抗渗、抗冻 和抗硫酸盐侵蚀试验。其中抗硫酸酸盐侵蚀试验还进行普 通混凝土、高抗硫酸盐水硅酸盐水泥混凝土与高性能混凝 土试验的对比。 3 1 强度试验 在混凝土技术性能要求下配制
11、高性能混凝土强度试件 与普通混凝土强度试件,进行配合比与强度对比。高性 能混凝土配合比及强度与普通混凝土配合比及强度见表 6 。 表 6 高性能混凝土与普通混凝土强度试验对比 由表 6可知,掺加 Y K 一 高耐久性混凝土矿物外加 剂的混凝土,在减少水泥用量的同时其 7 d 、2 8 d 强度比 不掺Y K I B 高耐久性混凝土矿物外加剂的混凝土均有明显 提高,其中J 一 1 2 高性能混凝土试件 7 d 强度比J _ 1 1 试 件 7 d强度提高了 1 9 2 ,2 8 d强度提高了 9 6 ; 4 Q CoAL SH 6 2 01 4 J - 2 2 高性能混凝土试件 7 d强度比 J
12、 - 2 1 试件 7 d强度 提高了7 d强度提高了2 7 4 ,2 8 d强度提高了1 6 6 。 3 2 抗渗、抗冻试验 试验采用 G B ff 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抗水渗透试验中 “ 逐步加压法” 与抗冻试验中 “ 快冻法”对用高性能混凝土抗渗、抗冻试 件进行了极限值试验,结果见表 7 。 3 2 1 抗水渗透能力 运用高性能混凝土配置技术配置的混凝土,其抗水渗 透能力远远大于设计要求。抗冻试验结果,J - 1 2 抗渗等 级达到W3 2 ;J - 2 2 抗渗等级达到W3 7 。这除了有引气剂 掺人的作用外,更重要的是,高性
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