地铁车站C35抗渗防裂混凝土配合比优化设计及性能研究.pdf
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1、2 0 1 1年 第 1 2期 (总 第 2 6 6 期 ) Nu m b e r 1 2 i n2 0 1 1 ( T o t a l No 2 6 6 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 P RACTI CAL T ECHNOLOGY 地铁车站 C 3 5抗渗防裂混凝土配合比优化设计 及性能研究 陶新 明,罗列 ( 福建省建筑科学研究院, 福建 福州 3 5 0 0 2 5 ) 摘要: 通过掺人缓凝高效减水剂、 优化碎石级配、 调整胶凝材料组成、 添加防裂组分等方式逐步提高或改善混凝土的各项性能 , 使其 符合低碱、 抗渗、 防裂且便于施工的要求。 试验结果表明: 通过
2、掺人缓凝高效减水剂可减少单位立方米用水量及降低 W C , 提高混凝土的 抗压强度及抗渗等级; 优化碎石级配可以改善混凝土的泌水; 掺入粉煤灰或矿粉可以明显改善混凝土内部结构 , 提高混凝土的抗渗性能; 添加抗裂硅质防水剂与阻裂纤维大大提高了混凝土的抗裂性能。 关键词: 抗渗;防裂;氯离子渗透;电通量;氯离子含量;总碱量 中图分类号: T U 5 2 8 0 6 2 文献标志码: A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 1 2 0 1 1 9 0 4 Op t i mal m ix de s i gn and pr o per t i e s s t udy o
3、f s ubway s t at i on C3 5 an t i - c r a c k an d an t i -pe r mea bi l it y c onc r e t e T A O Xi n - mi n g, LUO Li e ( i a nAc a d e myo f B u i l d i n gR e a s e a r c h , F u z h o u 3 5 0 0 2 5 , C h i n a ) Abs t r a c t : I n c r e a s e do ri mp r o v e dg r a d u a l l y c o n c r e t e
4、 Sv a r i o u sp r o p e r t i e s t ome e t l o w- a l k a l i , a n t i - pe r me a b i l i t y, ant i c r a c k a n d c o n v e n i e n tt o c o n s t r u c t b y i n c o r p o r a t i o n i n t o s e t r e t a r d i n g s u p e rpl a s t i c i z e r , o p t i mi z in g ma c a d a m gra d a t i n
5、 g , a d j u s t i n g c e me n t i n g ma t e ri a l c o mp o s i t i o n , a d d i n g an t i - c r a c k c o mpo n e n t e t c me t h o d s T h e r e s ul t s s h o we d t h a t i t c a ll r e d u c e u n i l a t e r a l wa t e r c o n s u mp t i o n, d e c r e a s e W C an d i n c r e a s e c o
6、n c r e t e S c o m p r e s s i v e s t r e n g t h, a n t i - p e r r n e a b i l i t y gr a d e b y i n c o rp o r a t i o n i n t o s e t r e t a r d i n g s u pe rp l a s t i c i z e r By o p t i mi z i n g ma c a d a m g r a da t i n g c a l l i mpr o v e c o n c r e t e S wa t e r b l e e d i
7、n g B y a d d i n g fl y a s h o r o r e p o wd e r C an i mp r o v e o b v i o u s l y c o n c r e t e S i n t e r n a l s t r u c t u r e an d c o n c r e t e a n t i - p e r me a b i l i ty B y a dd i n g a n t i c r a c k s i l i c e o us wa t e r - p r o o f a g e n t an d fi b e r C an i mp r
8、o v e c on c r e t e S an t i c r a c k p e r f o r ma n c e K e ywo r d s : a n t i - p e r me a b i l i ty; a n t i c r a c k ; c h l o ri d ei o n p e n e t r a t i o n ; e l e c t r i c fl u x; c h l o r i d ei o n c o n t e n t ; t o t a l a l k a l i c o n t e n t 0 引言 地下混凝土结构与地表以下土壤相接触, 长期受地下
9、水及 腐蚀介质的侵蚀 1 】 , 如混凝土自身抵抗侵蚀的能力不足, 将严重 受到介质腐蚀, 从而影响其耐久性, 即无法保障其长期使用功 能。 提高混凝土的抗渗防裂能力, 减少其内部的连通孔隙及表面 裂缝的产生, 可有效阻碍地下水或腐蚀介质的侵蚀。 通过提高混 凝土密实度, 降低混凝土内部孔隙率或阻碍孔隙的连通均能有效 的提高混凝土抗渗能力, 但混凝土裂缝产生的原因比较复杂 , 如混凝土原材料质量、 配合比、 内外温差、 施工及养护工艺、 碱一 集 料反应 、 碳化或氯离子渗透引起的钢筋锈蚀等 , 本研究仅从原 材料控制及配合比优化着手, 以提高混凝土的抗渗防裂能力。 1 工程概 况及设计要 求
10、 该工程为福州市地铁 1 号某站点地下室主体结构, 设计强 度等级为 C 3 5 , 抗渗等级为 P 8 , 防裂等级为 I 级 , 设计坍落度为 ( 1 3 0 1 7 0 ) n l l T l , 混凝土碱含量不大于 3 0 k g m 3 , 混凝土氯离子 含量不大于胶凝材料的 0 1 , 采用泵送方式施工。 2 原材料选择 ( 1 ) 水 : 混凝土拌和用水, 选择不含影响水泥正常凝结 、 硬 收稿 日期 :2 0 1 1 _ o 6 - I 2 1 化或促进钢筋锈蚀的自来水。 ( 2 ) 水泥: 选择强度高、 水化热低 、 氯离子含量及碱含量低 的海螺牌 P O 4 2 5 R级水
11、泥。 ( 3 ) 砂 : 选择含泥量少 、 级配佳 、 无碱活性、 细度模数为 2 7 的闽江砂 。 ( 4 ) 碎石: 选择含泥量少、 无碱活性、 由5 1 0 n l l n 、 1 0 - 2 0 l l l m、 1 6 3 1 5 mm三种粒级的反击破碎石组成。 ( 5 ) 外加剂。 减水剂 : 选择具有缓凝作用的高效减水剂。 防水剂: 选择抗裂硅质防水剂。 ( 6 ) 矿物掺合料。 粉煤灰: I I 级粉煤灰。 矿粉: $ 9 5 级矿粉。 上述原材料中氯离子含量、 碱含量详见表 1 所示。 ( 7 ) 纤维: 抗拉强度为4 5 5 MP a , 直径为( 1 8 + 2 ) m,
12、 长度为 ( 1 2 + 2 ) m l T l 的聚丙烯纤维。 3配合 比优化设计及性 能测试 3 1 混凝土配合 比初步设计 依据该工程的设计要求, 首先以设计强度 、 坍落度 、 抗渗 等级为设计主线 , 以混凝土中氯离子含量、 总碱量为控制要素 , 对混凝土配合比进行初步设计。 三组配合比中碎石 比例均为 5 - 1 0 I D 2 1 : 1 0 2 0 n -l i n : 1 6 3 1 5 mm= 3 : 3 : 4 , B组相对 A组而言 , 掺 l l 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1 混凝土原材料的氯离子含量及碱含量 氯离子含量
13、碱含量 水 1 2 mg L 9mg L 水泥 0 0 1 0 0 0 5 6 砂0 0 0 0 8 0 碎石 O 0 0 0 6 0 减水剂 0 0 2 0 0 1 2 6 防水剂0 0 2 0 O 0 4 1 粉煤灰 0 0 2 0 0 O 8 1 矿粉 O 0 2 0 0 O 7 0 入了 1 5 的缓凝高效减剂, 不仅减少了单位立方米用水量, 而且 将 W C降低了0 0 3 , C组在 B组的基础了增大了缓凝高效减 水剂的掺量, 为 1 8 , 同时进一步降低了单位立方米用水量和 W C, 三组配合 比、 氯离子含量 、 碱含量详见表 2所示, 混凝土 性能详见表 3 所示。 表 2
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