高贝利特水泥混凝土的力学性能研究

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1、水利学报2003年11月SHUILIXUEBAO第11期文章编号：0559-9350(2003)11-0085-06高贝利特水泥混凝土的力学性能研究1122彭小平，李金玉，隋同波，文寨军(1.中国水利水电科学研究院结构材料所，北京1000382.中国建筑材料科学研究院水泥所，北京100024)摘要：针对混凝土大坝存在的“无坝不裂”问题，采用国家“九五”重点科技攻关成果-高贝利特水泥，研制了一种新型的抗裂性能较好的高性能大坝混凝土。对高贝利特水泥混凝土力学性能(包括强度性能、弹性模量、极限拉伸变形和体积变形性能等)试验

2、结果进行分析，并与三峡工程目前使用的高性能大坝混凝土的力学性能进行的对比，说明高贝利特水泥混凝土具有良好的力学性能，抗裂能力稍优，是一种新型的高性能大坝混凝土，可望在今后的大坝混凝土工程或其它大体积混凝土工程中得到推广应用。关键词：高贝利特水泥混凝土；高性能大坝混凝土；力学性能；对比分析；推广应用中图分类号：TV431文献标识码：A［１～３］对混凝土大坝裂缝问题广大科技工作者做了大量的研究工作，如在原材料及配合比方面，尽可能地减少水泥用量、掺加混合材、采用高效减水剂、引气剂等，优化配合比，并开发与之相适应的大坝水泥；

3、其次，在提高混凝土力学性能、增强保温抗裂措施等方面的成果也很多，这些研究大大改善了大坝混凝土的性能，满足了工程的使用要求。但是，大坝混凝土的裂缝问题依然存在，每年花费的维修费仍相当可观，因此，研究开发新型的高抗裂、高性能大坝混凝土意义重大。由中国建筑材料科学研究院负责的国家“九五”重点科技攻关项目“混凝土新型胶凝材料的研究”，即高贝利特水泥(HighBelitCement,缩写为HBC)［４］属硅酸盐水泥体系，具有水化热低、后期强度高、抗化学侵蚀性能优良和耐磨性好等优点。为了充分利［５］用HBC的优良性能，本文采用H

4、BC来配制大坝混凝土(HighBelitCementConcrete,缩写为HBCC)，进而研究其各项力学性能，并与三峡工程目前使用的高性能中热水泥大坝混凝土(MediumHeatCementConcrete,缩写为MHCC)的性能进行比较分析，探讨HBCC用于大体积混凝土的可行性。1试验条件根据“水工混凝土试验规程”(SD105-82)的要求，进行混凝土的拌合、成型、养护和试验检测。试验主要是在中国水利水电科学研究院工程检测中心和三峡总公司试验中心完成(均通过国家实验室认证)。水＃＃泥为HBC525(四川嘉华水泥厂

5、)、MHC525(湖北葛洲坝水泥厂)；粉煤灰为安徽平圩Ⅰ级粉煤灰；外加剂为ZB1A高效减水剂(浙江龙游外加剂厂)、DH9引气剂(石家庄外加剂厂)，掺量分别由坍落度和含气量控制；细骨料为下岸溪人工砂，粗骨料为古树岭人工花岗岩骨料；自来水。原材料的有关性能列入表1～表4。本试验研究采用三峡工程二期混凝土配合比来进行比较试验，4个配合比的基本要求详见表5。其中MHCC-20、MHCC-30、MHCC-40混凝土为三峡工程二期已使用的混凝土。收稿日期：2002-03-21作者简介：彭小平(1966-)，男，江西奉新人，博士，

6、高级工程师，主要研究方向为高性能大坝混凝土。85水利学报2003年11月SHUILIXUEBAO第11期表1HBC、MHC的化学成分及矿物组成化学成分(%)矿物组成(%)水泥SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2OR2OC3SC2SC3AC4AFHBC23.654.294.8760.481.392.740.370.170.4122.8150.673.1314.81MHC21.724.184.5462.453.951.850.410.180.4049.2425.203.4013.80表2安徽平圩Ⅰ级

7、粉煤灰的化学成分(%)SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOSO3K2ONa2O56.086.1831.552.600.870.260.930.70表3混凝土外加剂的性能强度比外加剂品种建议掺量(%)减水率(%)引气量(%)7d28d90dZB-1A(萘系)高效减水剂0.8223.4123137121HD9引气剂(松香热聚物)155.96666-表4混凝土骨料的性能-3类别饱和面干视比重/(g·cm)吸水率(%)细度模数三峡下岸溪人工砂2.611.212.795～202.720.82三峡古树岭人工20～402.74

8、0.30花岗岩骨料/mm40～802.740.2780～1502.740.26表5HBCC、MHCC的配合比混凝土编号水胶比砂率(%)粉煤灰掺量(%)减水剂ZB-1A(%)引气剂DH9(1/万)备注BHCC-000.550.300基准混凝土MHCC-000.550.300HBCC-200.350.33200.600.60抗冲磨混凝土MHCC-2