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1、第19卷第4期长江科学院院报Vol.19No.42002年8月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteAug.2002文章编号:1001-5485(2002)04-0058-04塑性混凝土配合比设计及试验方法探讨李家正,王迪友,杨华全(长江科学院材料结构研究所,湖北武汉430010)摘要:塑性混凝土已成功应用于三峡二期围堰防渗墙。结合工程实际探讨了塑性混凝土原材料的选择和配合比设计的基本方法,并总结了塑性混凝土的物理力学性能和参数试验方法。试验表明,优化
2、配合比设计后的塑性混凝土能满足防渗墙良好的变形和防渗性能的工程设计要求。关键词:塑性混凝土;配合比;渗透系数;弹性模量中图分类号:TV431.2文献标识码:A塑性混凝土是一种以膨润土、粘土等掺合材料取土或粘土,或二者兼掺。膨润土的矿物组成主要为代普通混凝土中部分水泥而形成的低强度、低弹性模蒙脱石,一般含量在80%以上,其次含量较多的为量的防渗墙材料。国外自20世纪60年代末开始采石英,方解石含量较少;其化学成分主要为氧化硅,用塑性混凝土作为防渗墙墙体材料,1989年我国在含量在60%左右,其次为氧化铝,含量在
3、20%左右,福建水口水电站首次将塑性混凝土用于围堰防渗墙,另外含少量的氧化钙、氧化镁。湖南某厂典型的膨也获得成功,随后在许多大中型水电工程中推广应润土的矿化指标和物理性能参数见表1、表2,其性用,如小浪底主坝、水口水电站二期上围堰、丹江口水能基本达到国家II级膨润土标淮。库副坝、隔河岩电厂围堰等。表1膨润土矿物及化学成分Table1Mineralandchemicalcompositionofbentonite1997年底,三峡工程大江截流成功后,长江科数据矿物组成/%化学成分/%学院推荐的防渗墙塑性混凝土施
4、工配合比开始在二来源蒙脱石石英方解石SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO期围堰防渗墙的试验段进行试验性施工,现场取样测试结果80.415.44.258.417.27.11.91.2国标Ⅱ级70～85———————试验结果表明,推荐施工配合比的塑性混凝土各项1.2原材料选择性能完全能够满足设计要求。1997年12月塑性混水泥:宜选用32.5MPa强度等级的普通硅酸盐凝土防渗墙开始正式施工。三峡工程二期围堰自水泥或矿渣硅酸盐水泥,也可选用粉煤灰硅酸盐水1998年底运行至今,根据原型观测资料,防渗墙最泥。大水平
5、位移为57cm,防渗性能良好。粉煤灰:宜选用Ⅱ级及以上的粉煤灰。粉煤灰1998年大洪水过后,在长江重要堤防隐蔽工程根据需要掺用。建设中开始广泛地使用塑性混凝土这种价格低廉、砂:宜选用级配良好的河砂或人工砂,一般而性能优良的材料。言,人工砂配制的塑性混凝土弹性模量较高。石:可选用5～20mm的卵石,也可不掺。1塑性混凝土的组成材料及配合比膨润土:宜选用Ⅱ级及以上的膨润土。选用粘1.1组成材料土时,粘土的粘粒含量应在50%以上。与普通混凝土相比,塑性混凝土的组分除了水、水:选用普通生活用水。水泥、粉煤灰、砂、小石
6、、减水剂等外,还掺入了膨润外加剂:选用普通减水剂。表2典型膨润土的理化指标Table2Physicochemicalindexesoftypicalbentonite数据质量密度液塑限颗粒组成/%造浆量失水量筛余量干筛分析来源/(g·cm-3)/(t·m-3)/ml/%/%W/l%Wp/%P/%0.05mm0.05～0.005mm<0.005mm测试结果2.6693.334.059.34.049.947.01514192国标Ⅱ级———————>16<17<4≥98收稿日期:2001-11-16作者简介:李家正
7、(1970-),男,湖北京山人,长江科学院材料结构研究所工程师,主要从事水工建筑材料的研究.第4期李家正等塑性混凝土配合比设计及试验方法探讨591.3塑性混凝土的配合比95%之间,现在塑性混凝土的砂率可达100%,配合塑性混凝土的配合比与普通混凝土相比有很大比设计可考虑不再掺用石子。不同,主要表现在以下5个方面:(3)当设计抗压强度R28=5MPa,其胶材(水(1)塑性混凝土用水量大。掺入膨润土或粘土3泥+粉煤灰+膨润土)用量360～450kg/m之间;后,由于其吸水率高,分散性较差,普通减水剂对膨当设计抗压
8、强度R28=2MPa,其胶材用量在210～润土和粘土的分散无明显作用,导致用水量大幅度300kg/m3之间,其中膨润土、粘土的掺量在70～增加;另外塑性混凝土的砂率较大,也是用水量增加130kg/m3之间。的原因之一。(4)塑性混凝土的水胶比较大,如R28=2～5(2)塑性混凝土砂率很大,一般都在60%以上。MPa时,水胶比一般在0.7～1.0之间。三峡工程二期围堰在开始施工阶段使用河砂,其施(5)
