三板溪水电站掺纤维抗冲耐磨混凝土研究.pdf
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1、_ -_一板 溪 水 电 站 掺 纤 维 抗 冲 耐 磨 混 凝 土 研 究 朱育岷,金双全,李双艳 ( 中国水电顾问集团中南勘测设计研究院,湖南长沙410014) 摘要:三板溪水电站溢洪道拟从2号掺气槽往下泄槽段至挑流表层增设60cm 抗冲耐磨混凝土,为此,对掺纤维 抗冲耐磨混凝土与普通抗冲耐磨混凝土的性能进行了对比研究。研究成果表明,在抗冲耐磨混凝土中掺入适量的改 性聚丙烯纤维,可有效提高混凝土的抗渗透能力、抗裂能力,适当增强混凝土的抗冲磨强度,在同一设计强度等级 下可降低混凝土的绝热温升值。试验成果可为工程使用改性聚丙烯纤维提供参考。 关键词:抗冲耐磨混凝土;改性聚丙烯纤维;混凝土性能;
2、三板溪水电站 Exper i m entalSt udyOilAbr asion- r esistantFiber -r ei nforcedConcr et eforSanbanxiH ydropow erSt at ion ZbuY um in,Ji nShuangquan, L iShuangyan ( H ydroChi naZhongnanE ngi neeri ngC orporat ion,Changsha H unan410014) Abstr act:Thespi l l w aysurf acefr omt heN 62aerat i ont ankdow nt ot he
3、defl ect or ofSanbanxiH ydr opow er St at i onwil l pour abr asi on- resi st antconcret ew i t h at hi ckness of60cm Thepropert i esofabrasion- resistantfiber-reinforced concre t eand ordi nary abrasi on-r esi stant concret e al e com par edThe resul t sshowt hatt heabrasi on-r esi stantconcret em i
4、xedw i t h appropr i at e am ountofm odi fiedpolypr opylenefi berCall i m prove t he im permeability,ci-aek resi s t anceandabrasion str ength, andi nt hesam e desi gnedst rengt hgrade t hei nsul at i ng conc ret e tem perat ure ri s ecanbelow eredTheexper im ental st udy canbe硝ref erencef ort he ad
5、opti on ofm odifi ed polypropyl ene fi beri nabrasi onresi st antconcret e K eyw ords:abras ion- res ist antconcret e;m odifi edPPF;concr etepropert y;SanbanxiH ydr opow er St at i on 中图分类号:TV4313( 273)文献标识码:A文章编号:05599342( 2010) 08- 0062- 03 0引言 三板溪水电站大坝为混凝土面板堆石坝。最大 坝高18550m ,溢洪道布置在左岸,最大泄洪流量 13 100
6、m 3,8最大水流流速456m ls。由于承受高速 含砂水流的冲刷磨损以及空蚀作用,溢洪道混凝土 受损毁拟从2号掺气槽往下泄槽段至挑流段表层 增设60cl n抗冲耐磨混凝土其设计强度等级为 C 9a45。 为提高混凝土抗冲耐磨性能,常采取掺加钢纤 维、铁钢砂、硅粉、抗冲耐磨剂等措施。但钢纤维 材料的热膨胀性能、导温性能均远大于普通混凝土, 物理特性与混凝土差距很大;硅粉混凝土强度虽高, 但收缩量大,易产生大量干缩裂缝,即使加膨胀剂 进行调节。也很难做到与普通抗冲耐磨混凝土变形 同步fl l。故三板溪水电站抗冲耐磨性能试验研究需考 圈W at er PowerV0136o8 虑以下3个问题:与基
7、层混凝土材料可靠粘结的 问题;如何提高抗冲耐磨混凝土的抗裂能力问题; 八洋河料场砂板岩为具有潜在危害性碱硅酸盐反 应的活性骨料,如何有效抑制骨料碱活性反应问题。 因此在混凝土配合比设计时,首先选择含碱量低的 材料并掺加20的粉煤灰;再者细骨料采用中偏 粗砂并在混凝土配合比设计时尽量增加骨料的含 量;同时,掺一定量的聚羧酸系高效减水剂,以降 低胶凝材料用量和用水量,提高混凝土的保坍能力: 此外。掺入适量的聚丙稀纤维,以期提高混凝土的 抗裂、韧性和抗疲劳等性能。随着水胶比的增大。 混凝土的强度和抗冲耐磨性能将有所下降因此混 收稿日期:2010-02-03 作者简介:朱育岷(197l一),女山东费县
8、人,高级工程师主 要从事水工建筑材料试验研究 要:!要:竺三要竺:三:三竺要竺三竺:兰竺:竺竺兰!兰:兰墨二i i 蓄Zi i ;j 凝土的水胶比选择为032035;为保证混凝土的工 作性能坍落度控制在60nl lll 左右。 1试验用原材料及基本性能 ( I) 水泥。试验采用湖南省韶峰集团生产的425 中热硅酸盐水泥,比表面积为304m g,28d抗压 强度为459M Pa水泥碱含量为033。较低。 (2)骨料。粗细骨料采用八洋河料场岩石生产 的人工砂石料,细骨料为细度模数为290的中砂, 粗骨料针片状颗粒含量为1939压碎指标 34,人工骨料的强度特性较好。 (3)粉煤灰。采用贵州省黔能粉
9、煤灰公司提供 的凯里级粉煤灰,比表面积324m 2kg,碱含量 R20093,其Si 02含量5179,M gO 含量156。 (4)外加剂。采用江苏博特新材料有限公司生 产的JM PCA (I)混凝土超塑化剂和上海巴斯夫化 学建材有限公司生产的M i croAir202引气剂。两种 外加剂的碱含量分别为108、072。较低。 ( 5) 聚丙烯纤维。选择张家港市方大特种纤维 制造有限公司生产的改性聚丙烯纤维其线密度为 512dt ex,断裂强度为713M Pa,断裂伸长率为315, 弹性模量为76GPa。熔点为163。 2新拌抗冲磨混凝土性能 对抗冲耐磨混凝土拌和物进行了凝结时间、坍 落度经时
10、损失、含气量损失试验。成果见表1。凝 结时间采用贯人阻力法,试验的环境温度为(200土 1),试验结果表明:混凝土初凝时间为9h24 rai n-11h24r ai n终凝时间为14h45m i n16h50 r ai n,掺纤维后,初凝、终凝时间与普通混凝土相差 不大:混凝土拌和物的坍落度随停置时间延长而损 失,60r ai n前掺纤维混凝土的坍落度保留率较同三 级配抗冲磨混凝土高些。经过120rain,坍落度均降 到初始的50以下。工作性能降低;混凝土拌和物 30rai n时含气量损失率为40182。之后纤维混 凝土可维持一段含气量变化相对稳定时间掺09 krCm 3纤维时抗冲磨混凝土含气
11、量损失最小;掺纤维 后增加了混凝土的用水量。 3硬化抗冲磨混凝土性能 31强度性能 掺纤维与不掺纤维的抗冲磨混凝土强度均在28 d龄期前增长较快。60d后强度增长趋缓。掺纤维 混凝土7d抗压强度为90d的580( 平均值),14 d抗压强度为90d的774( 平均值),28d抗压强 度为90d的841( 平均值) ,60d抗压强度为90 d的90O ( 平均值)。拉压强度比值约0075。由 于纤维在混凝土中可与水泥、粉煤灰很好的粘结。 可起到一定微骨架支撑作用,故每kg胶凝材料产生 的强度略高于普通混凝土且以混凝土中纤维掺量 09 kgm 3尤为明显。 32极限拉伸性能、抗压弹性模量 混凝土弹
12、性模量试件尺寸为西150m m x300m m 的圆柱体极限拉伸试件尺寸为100m rnxl 00m m x 515m m 的棱柱体,试验成果见表2。 由表2可知:掺纤维的三级配抗冲耐磨混凝土 早龄期时极限拉伸值提高不大。90d龄期时较普通 三级配抗冲耐磨混凝土的极限拉伸提高10左右: 掺纤维混凝土的抗压弹模与二、三级配C45抗冲耐 磨混凝土相差不大,7、28、90d均值为304x104、 表1新拌混凝土拌和物性能成果 !:塑笙登j兰叵篓篓釜亘兰萎釜 2 C甜5( 三)035 010h05ra in14h45m i n58564221 109174217304 3 C F鲥45( 三)032
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