塑性混凝土耐久性的研究.pdf
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1、2 0 1 1年 第 9 期 (总 第 2 6 3 期 ) N u mb e r 9 i n 2 0 1 1 ( T o t a l No 2 6 3 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 PRACTI CAL TE CHNOLOGY d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 9 0 4 1 塑性混凝土耐久性的研究 李莉,李广森 ( 中交一航局第三工程有限公 司 ,辽宁 大连 1 1 6 0 0 1 ) 摘要: 塑性混凝土作为柔性防渗墙材料被广泛的应用于防渗止水地下工程。 对于低强度、 弹性模量小的塑性混凝
2、土能否经受冻融破坏? 通过固定膨润土掺量 , 改变水泥用量; 固定水泥用量, 改变膨润土掺量; 掺入黏土和外加剂的研究 , 在塑性混凝土里掺入引气减水剂 , 可以 大幅度的提高混凝土的抗冻性。 关键 词 : 塑性混凝土 ;耐久性 ;研究 中图分类号 : T U5 2 8 3 2 文献标 志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 9 0 1 3 1 - 0 4 I nv es t i ga t i on o n dur ab i l i t y o f p l as t i c c onc r e t e u n L Gu a n g - s e n
3、 ( No 3 E n g Co , L t d o f C C C CF i r s t Ha r b o r E n g i n e e r i n gC o , L t d , Da l i a n1 1 6 0 0 1 , C h i n a ) Abs t r a c t : Pl a s t i c c o n c r e t e i s a d o p t e d a s a wa l l a n t i - p e n e t r a t i n g fle x i b l e ma t e r i a l e x t e n s i v e l y f o r u nd e
4、r g r o u n d e ng i n e e r i n g t o s t o p wa t e r f r o m p e n e t r a t i n g i n t o t h e i n t e r i o r Bu t i n c o ns i d e r a t i o n o f i t s l o w s t r e n g t h a n d e l a s t i c mo d u l u s a t s ma l l v a l u e, i s i t a b l e t o r e s i s t fre e z e t h a w d a ma g e
5、s ? I t S p r o v e d t h at t h e fro s t r e s i s t a nc e o f the c o n c r e t e mi g h t b e e n h a n c e d d r a ma t i c a l l y by b l e n d i n g wi t h a i r e n t r a i n i n g a nd wa t e r r e d uc i n g a g e n t s t h r o u g h s t u d i e s o n f i x i ng t h e a mo u n t of mi x e
6、 d b e n t o nit e o r c e me n t d o s a g e t o c h a ng e t h e c e me n t d os a g e o r t h e a mo u n t of mi x e d be n t o n i t e an d o n mi x i n g o f c l a y s o i l a n d a d d i t i v e s Ke y wor ds : pl a s t i c c o n c r e t e ; d u r a b i l i t y; i n v e s t i g a t i o n 0 引言
7、混凝土的 冻融破坏是残酷的。 柔性防渗墙是由水泥、 膨润土 、 细骨料 、 粗骨料、 水等材料 组成的塑性混凝土。 由于它强度低、 弹性模量小、 受力变形不易 开裂、 防渗止水效果好 , 因此 , 被广泛的应用于地下工程中。 目 前塑性混凝土大部分应用于陆域地下工程作为防渗止水结构, 不经受冻融破坏。 即使在寒冷的北方, 塑性混凝土受冻后, 直到 春天春暖花开, 气温上升后, 混凝土解冻 , 一年只经受一次冻融 循环, 对塑性混凝土的冻融破坏微乎其微。 由于建筑业的拓宽, 塑性混凝土应用的领域越来越广 , 对于 塑性混凝土的适应环境和要求越来越高。 在北方水运工程中, 作为临时围堰, 在孔隙率
8、大于 4 2 以上的大块石中浇筑塑性混 凝土。 该结构物处于潮汐环境下, 尤其是北方冬季, 塑性混凝土 能够抵抗多少次冻融循环而被破坏, 失去防渗止水作用 , 是关 系到工程临时围堰的使用年限问题。 1 冻 融破坏机理 混凝土冻融破坏机理是硬化后的混凝土在某一冻结温度 下, 混凝土内部存在的过冷水发生迁移而引起产生较大的渗透 压, 而内部存在的结冰水则结冰产生体积膨胀 , 水结冰时体积 膨胀达 9 。 随着温度升高过冷水的迁移减小, 冰融化 , 温度降 低再次冰冻, 进一步产生迁移和结冰。 这种冻融循环破坏具有积 累作用, 最终导致混凝土的结构破坏。 在北方冬季的水运工程中 这种情况是经常发生
9、的, 尤其是半 日 潮 , 一天潮汐涨落两次, 对 收稿 日期 :2 0 1 1 - 0 3 - 0 9 2冻 融 试 验 塑性混凝土的冻融试验采用 J T J 2 7 o _ 一 1 9 9 8 水运工程混凝 土试验规程 中的 7 1 混凝土抗冻性试验。 混凝土冻融试件尺寸为 1 0 0 mmx l O 0 mmx 4 0 0 m l n的棱柱体; 试件的拌和、 成型及养护 均采用上述试验规程规定的方法 , 水中养护 2 8 d ; 冻融介质为 海水; 塑性混凝土试件在冻融箱中冻至试件中心冻结温度一 1 5, 融解至试件中心温度为 8, 为一个冻融循环次数。 由于塑性混凝土强度低、 弹性模量
10、小 、 具有柔性。 因此混凝 土的冻融破坏主要表现在棱角及棱线变圆和表层砂浆剥落、 碎 石剥落。 在冻融试验中, 每 5次循环检测一次塑性混凝土试件的 质量损失率 , 试件直到断裂和崩溃为止。 3塑 性 混 凝 土 试 验 3 1 掺高效减水剂的塑性混凝土 塑性混凝土施工应具有良好的和易性, 设计要求人孔坍落 度在 1 8 0 - 2 2 0 m i l l , 坍落扩展度在 3 4 0 - 4 0 0 i ra, 1 h以后坍落度 保持在 1 5 0 mi l l 以上。 为达到上述要求, 在塑性混凝土中掺人高 效减水剂。 其抗压强度和弹性模量如表 1 , 图 1 、 2 。 从表 l ,
11、图 1 、 2可以看出, 掺入高效减水剂 , 在满足施工要 求的情况下 , 固定膨润土的掺量 , 改变水泥用量以后, 塑性混凝 土 7 、 2 8 d 抗压强度和弹性模量随着水泥用量的增加而增加。 掺人高效减水剂塑性混凝土的抗冻性试验如表 2和图 3 。 1 3 1 表 1 掺 高效减水剂塑性混凝土的性能 水泥用量 ( k g t m ) 图 1 固定膨润土改变水泥用量抗压 强度的变化 1 0 剿 = I 篓 sso 赣5 0 0 I- 4 5 0 L 一 水泥用量 l ( k g m ) 图 2 固定膨润土改变水泥用量弹性模量 的变化 表 2 掺高效减水剂塑性混凝土的冻融试验 1 0 0 芝
12、8 0 娄 6 0 器 4 0 2 0 O 5 1 O 1 5 2 0 2 5 冻融循环次数 腴 图3 掺高效减水剂的冻融试验 从表 2 、 图3的试验结果可以看出, 掺高效减水剂的塑性混 凝土冻融至 1 O次和 1 5 次循环后, 相对动弹性模量即停止。 对于 质量损失率 1 号配合比冻融至 l 5次循环, 质量损失率在 6 1 4 , 冻融至 2 0次循环时, 试件已经断裂。 塑性混凝土在膨润土掺量 不变, 随着水泥用量的提高, 其混凝土的抗冻性也在提高。 3 号 配合比冻融至 2 5 次循环时, 质量损失率为 8 3 8 , 冻融至 3 0次 循环时试件已经断裂。 因此, 提高水泥用量可
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