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1、DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2013.02.012堵头混凝土性能试验研究梁娟,邓长军(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,四川成都610072)摘要:通过对不同膨胀荆品种及掺量、不同水泥品种混凝土性能试验研究表明:在水泥净浆安定性合格前提下,单掺或复掺Mgo、ZY膨胀荆均不能配制出满足设计要求膨胀量的的堵头混凝土。建议对低Mgo含量水泥、低热水泥和其它品种膨胀荆做进一步试验研究,以配制出设计需要的膨胀量的堵头混凝土。关键词:堵头混凝土;膨胀剂;性能;试验中图分类号:TU528.1文献标志码:B文章编号:1672—4011(2013)
2、02—0026—030前言随着建设规模的扩大,工程结构向大型、复杂化方向发展,混凝土也向高速、商品化发展。许多工程采用大流态、高性能混凝土进行浇筑,这比普通混凝土用水量和水泥用量都要高,由此带来混凝土易产生微裂缝,使其强度、耐久等性能降低,混凝土整体性遭到破坏,也会使外界介质进入混凝土内部,造成混凝土腐蚀和钢筋锈蚀,降低混凝土使用年限。导流洞封堵(即堵头)也具有体型大、混凝土方量大、施工要求高、混凝土绝热温升值高和收缩变形大等特点。因此,为降低因体积收缩带来的微裂缝,减少灌浆等施工环节,导流洞封堵采用微膨胀混凝土进行浇筑,目的在于用其膨胀来抵消混凝土的全部或大部
3、分收缩,减少混凝土开裂,提高其耐久性能,延长使用寿命。为此,一般通过掺Mgo或硫铝酸钙类膨胀剂等技术达到膨胀的目的,但其膨胀量很难达到预期效果。因此,本文结合某电站C20W8F100堵头混凝土技术要求(28d膨胀量≥+40×10。),对不同膨胀剂品种及掺量、不同水泥品种开展混凝土性能试验研究,尽量配制出满足设计要求的膨胀量的堵头混凝土。1膨胀剂的膨胀机理分析膨胀混凝土产生膨胀的根源在于膨胀水泥或膨胀剂。由于膨胀混凝土在水化硬化过程中生成了大量的钙矾石,一方面填充、切断和堵塞了混凝土中的毛细孔,使混凝土的孔隙率降低,改善了混凝土的孔结构;另一方面,钙矾石使混凝土的
4、体积增大,从而产生了一定的膨胀能⋯。膨胀剂是一种在水泥凝结硬化过程中混凝土产生可控膨胀,减少收缩的外加剂。在水泥水化和硬化阶段,膨胀剂既可自身产生膨胀,也可与水泥混凝土中其它成分反应产生膨胀。膨胀剂和粉煤灰等掺合料、缓凝高效减水剂复掺在混凝土中,可以降低混凝土水化热引起的温度梯度,也可协调温度应力和混凝土的初期结构强度,从而减少和防止温度裂缝的出现,提高混凝土的体积稳定性,在洪家渡、索作者简介:粱娟(1981一),女,四川南部人,工程师,学士,主要从事水电工程施工组织设计工作。风营和三峡等水电工程中得到了广泛的应用¨1。M90膨胀剂是富含MgO的菱镁矿轻烧磨细而
5、成。南京工业大学邓敏教授、崔雪华教授、唐明述院士等人通过多年研究后认为,经过高温锻烧的方镁石(Mgo晶体),水化作用很缓慢,在水化生成Mg(OH):过程中引起的自生体积膨胀出现得较迟;由Mgo水化而来的Mg(OH):晶体的形成和发展,是水泥石产生延迟性膨胀的源泉;Mgo水泥结石的膨胀能来自于Mg(OH):晶体的吸水肿胀力和结晶生长压力,水化早期的Mg(OH):晶体很细小,晶体的吸水肿胀力是水泥结石膨胀的主要动力,随着Mg(OH):晶体的长大,晶体的结晶生长压力转变为膨胀的主要动力;Mgo水泥结石的膨胀量取决于Mg(OH):晶体存在的位置、形状和尺寸。Mgo水泥结
6、石和混凝土的膨胀性能主要取决于Mgo膨胀剂的质量和掺量,其次与环境温度、混合材的种类和掺量、水泥熟料的矿物组成和游离CaO含量等因素有关P1。将硫铝酸钙类膨胀剂加入到普通水泥混凝土中,拌合后和水泥等组份共同作用,生成大量膨胀结晶水化物:水化硫铝酸钙,使混凝土产生适度膨胀,在钢筋和部位的约束下,在混凝土结构中建立O.2~0.7MPa预压应力,这一预压应力可大致抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩拉应力,从而避免或大大减轻钢筋混凝土结构开裂,提高混凝土结构的抗裂防渗能力。ZY膨胀剂属于硫铝酸钙类膨胀剂中的一种,是用回转窑特制的膨胀熟料、石膏和膨胀稳定剂共同粉磨加工而成,
7、其膨胀效能更高,质量更稳定。2混凝土原材料检测试验所用的A、B两种中热水泥、粉煤灰化学成分和物理性能列于表1-2。表1水泥、粉煤灰化学成分化学成分(%)类别CaOSi02Fe203A1203MgoS03烧失量A水泥61.3221.045.064.183.912.45O.53B水泥61.0421.035.324.214.962.650.64粉煤灰4.9754.1011.4424.061.95O.851.38表2水泥、粉煤灰物理性能28d抗折强度抗压强度表观密度标稠需水量安定活性(MPa)类别(re'em3)(%)比(%)性指数(%)3d28d3d28dA水泥3.2
8、623.2}合格,5.6
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