海洋环境长寿命高性能混凝土的研究.pdf
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1、2 0 1 4 年 第 1 0期 (总 第 3 0 0 期 ) Nu mb e r 1 0 i n 2 0 1 4 ( T o t a l No 3 0 0 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 预拌混凝土 READY M I XED C0NCRETE 海洋环境长寿命高性能混凝土的研究 刘行 ,李超 ,范志宏 ( 交通运输部水工构造物耐久性技术交通行业重点实验室 ,广东 广州 5 1 0 2 3 0 ) 摘要: 系统研究了不同配合比参数对海洋环境混凝土性能的影响。 试验结果表明, 混凝土中掺人适量的粉煤灰、 磨细矿渣粉可 明显改善混凝土的工作性 、 提高混凝土的后期强度发展 、 提高混凝
2、土的体积稳定性和抗氯离子渗透性。 分析认为适合进行海洋环境 长寿命高性能混凝土配制的配合 比参数是 : 水胶比不低于 0 3 0 ; 采用混掺粉煤灰和磨细矿渣粉的胶凝材料体系, 单掺粉煤灰掺量不 高于 3 0 , 磨细矿渣粉不高于 6 5 , 两者混掺不高于 7 O ; 不宜采用单掺大量磨细矿渣粉的方式来配制混凝土。 关键词 : 海洋环境;混凝土性能;长寿命高性能混凝土 中图分类号 : T U 5 2 8 0 1 文献标志码: A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 4 ) 1 0 0 1 0 5 0 4 St u d y o f l o n g l if e h i
3、 g h - p e r f o r ma n c e c on c r e t e i n m a r i n e e n v i r o n m e n t LI UHa n g, LICha o, F AN Z hi ho n g ( K e y L a b o r a t o r y o f H a r b o r a n d Ma r i n e S t r u c tu r e D u r a b i l i tyT e c h n o l o g y o f Mi n i s t r yo f C o m mu n i c a t i o n s , G u a n g z h
4、o u 5 1 0 2 3 0 , C h i n a ) Ab s t r a g t :T h e e f f e c t o f c o n c r e t e mi x p a r a me t e r s o n p e rfo r ma n c e o f t h e ma r i n e c o n c r e t e wa s s t u d i e d T h e r e s u l t s s h o w t h a t a r i g h t am o u n t o f fl y a s h o r g r o un d s l a g t o c o n c r e
5、t e C an s i g n i fi c ant l y i mp r o v e t h e wo r k a b i l i ty o f c o n c r e t e , t h e d e v e l o p me n t o f t h e l a t e r s t r e n g t h o f c o n c r e t e , c o n c r e t e v o l u me s t a b i l i ty and r e s i s t a n c e t o c h l o r i d e i o n p e n e tr i o n S o, f o r
6、l o n g l i f e h i g h - p e r f o rm a n c e ma ri n e c o n c r e t e mi x: the wa t e r - c e me n t r a t i o s h o u l d b e h i g h e r t h a n 0 3 0; a fl y a s h o r s l a g o r b l e n d e d c e me n t i t i o u s s y s t e ms s h o u l d b e u s e d i n wh i c h fl y a s h i s n o t h i g
7、he r t h a n 3 0 , s l a g i s n o t h i g h e r t h an 6 5 , a mi x t u r e o f b o t hi s n oh i g h e r tha n 7 0 I t i s a d v i s e d t h a t l arg e v o l u m e s l a g s h a l l n o t b e u s e d a l o n e i n c o nc r e t e Ke y w o r d s : ma r i n e e n v i r o n me n t ; c o n c r e t e p
8、 e r f o rm an c e ; l o n g l i f e h i g h - p e r f o rm an c e c o n c r e t e 0 引 言 海工混凝土由于经常或周期性地与海水接触 , 易遭受 损 害而缩短其使用寿命 , 直接或间接地造成 了巨大的经济 损失 。 研究表 明【 ” , 我 国华东 、 华南 、 北方沿海地区海工建筑 物结构破坏 的主要原 因是氯盐侵蚀导致 的钢筋锈蚀 , c l 散性与海工混凝土耐久性有着密切的关系。 钢筋腐蚀破坏 造成 的直接 、 间接损失之大超 出人们的预料 。 有研究表 明 , 增 加混凝 土的密实度 , 提高混凝土的氯
9、离子扩散系数 , 可 以有效抑制海水 中的氯离子侵入混凝土 中, 提高结构 的服 役 寿命 2 1 。 因此配制长寿命高性能混凝土来提高混凝土结 构的耐久性是综合性耐久性防护体系中最有效、 最直接且 最经济的根本性措施。 笔者研究了不同配合比参数对海洋 环境高性能混凝土力学及氯离子扩散系数的影 响 , 提 出配 制海洋环境长寿命高性能混凝土的关键参数 。 1 原材料及试验方法 1 1 混凝土原材料 水泥 : P I I 4 2 5 R级水泥 , 比表面积小 于 3 5 0 m 2 k g ; 粉 煤灰 : I I 级原状灰 , 需水 量 比 1 o 0 ; 砂 : 区中砂 , 细度模数 2 9
10、 ; 碎石 : 5 2 0 m m 反击破碎石 , 压碎值 8 8 ; 减水剂 : I 号和 I I 号 聚羧酸减水 剂 , 减水率均大于 2 5 。 1 2混凝 土配合 比设计 在2 8 9 2 8 的浆体率范围内, 利用 I 号减水剂设计 4组纯水 泥基准混 凝土 , 4组单掺 3 0 粉煤灰 的混凝 土 , 4组单掺 6 5 磨 细矿渣粉的混凝 土 、 4 组 混掺粉煤灰与磨 细矿渣粉 的混凝土 以及 3 组 掺入引气 剂 的混凝 土 , 利 用 I I 号减水剂设计 4 组单掺 3 0 粉煤灰 的混凝土 , 4 组混 掺 粉煤灰 与磨 细矿渣 粉的混凝 土以及 3 组掺入引气剂 的混
11、凝土 , 混凝 土坍落度均控制在 2 0 0 2 4 0 n l l n , 混凝土配合 比 和新拌混凝土性 能测试结果如表 1 、 2 所示。 1 3 性能测试方 法 新拌混凝土性能测试按 G B T 5 0 0 8 0 -2 0 0 2 ( ( 普通混 凝土拌合物性能试验方法标准 进行 , 力学性能测试按 G B 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 ( 普通混凝土力学性能试验方法标准 进 行, 抗氯离子渗透性测试按 G B T 5 0 0 8 2 -2 0 0 9 ( 普通混凝 收稿 日期 :2 0 1 4 _ 0 4 - 2 4 基金项 目:国家支撑计划一 跨海集群工程混凝土结构1 2
12、 0 年使用寿命保障关键技术 ( 2 0 1 1 B A G 0 7 B 0 4 ) 1 05 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1 长寿命混凝土室 内研究试验配合比( 一 ) 土长期性能和耐久性能试验方法标准 进行 。 3 混凝 土性 能结果分析 3 1 混凝土的工作性 新拌混凝土性能测试结果如表 1 、 2 所示 。 试验过程 中 发 现 , 在 掺人 了大量磨 细矿渣粉 的混凝土 中, 随着混凝土 水 胶 比的降低 , 混凝 土的黏稠性逐渐增 大 , 当水胶 比降低 到0 3 2 时, 混凝土拌合物会有轻微的黏滞性, 当水胶比降低 到 0 2 9时, 混
13、凝土拌合物虽然坍落度仍旧能达到 2 0 0 1 T U T I 以上 , 但是出现了比较严重的“ 抓底” 现象。 在水胶比为 0 2 9的混凝土中掺人适量的引气剂, 能降低混凝土的黏稠 性, 可在一定程度上减轻混凝土的“ 抓底” , 但是并不能完 全避免“ 抓底” 的出现。 随着粉煤灰、 磨细矿渣粉等矿物掺 合料 的掺入 , 新拌混凝土含气量 明显降低 , 并且掺人磨细 矿渣粉后新拌混凝土含气量 降低 的程度更大 。 这说明粉煤 1 0 6 灰 、 磨细矿渣粉对聚羧酸减水剂中的引起组分有很强的吸 附效果 , 降低了引入混凝土中气泡的含量。 由于气泡含量 的降低 , 导致浆体的屈服应力与黏性有所
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