C40P10大體積混凝土研究與制備

1、C40P10 大體積混凝土研究與制備與薄壁結(jié)構(gòu)相比，大體積混凝土不易散熱，水化熱易集聚，水化溫升相對較高。 而水泥水化反應(yīng)除了與自身的礦物組成和比表面積相關(guān)， 水化溫度也是一個重要影響因素。 大體積混凝土水化放熱集聚的特性，又會加速水泥水化，使得放熱更加集中，二者之間惡性循環(huán)， 最終導(dǎo)致大體積混凝土中心溫度不斷升高， 而中心溫度與邊緣溫度之差也不斷增加， 溫度應(yīng)力誘發(fā)的開裂風(fēng)險也就增大。 大摻量礦物摻合料可以等效替代水泥，減少放熱源，又可減少單方用水量、改善混凝土耐久性。 膨脹劑水化反應(yīng)可以增強(qiáng)混凝土的補償收縮能力， 已成功應(yīng)用于大體積混凝土溫度控制。 本文采用復(fù)摻礦渣、 粉煤灰和膨脹劑制備

2、C40 大體積混凝土，利用它們之間的疊加協(xié)同效應(yīng)，提高大體積混凝土的抗溫度開裂能力。1 實驗1.1 原材料水泥，P.O42.5普通硅酸鹽水泥，比表面積324m2/kg, SO3含量2.48%,堿含量0.72%, Cl-含量0.72%,其物理性能見表1。霆I水一物理性能標(biāo)準(zhǔn)稠度 一廿椎癥結(jié)時間出向翦再強(qiáng)度/MPa抗壓強(qiáng)度ZMPa/%土 初凝攙凝一IT-之時 3d 28d26,522C.g &o 找244 田一OjI7t _DJ3 r £ OumJ9S 0.13 JS 0,«3-、 - n 74 口劃 水中 空氣中 OJO I . r . 甲 一一 .一一二0510 I

3、S 2015 曲好朋J圖1膨脹劑膨脹性能礦粉，S95級，密度2.85g /Cm3,含水率0.1%,燒失量0.38%, SO3含量0.04%, Cl-含量0.005%,比表面積410m2/kg,流動度比 100%, 28d活性指數(shù)95%。粉煤灰，I級F類，45pm方孔篩篩余4.0%,需水量比95%, SO3含量0.81%,游離CaO含量0.92%,含水量0.2%。膨脹劑，性能符合GB234392009的II型混凝土膨脹劑， 水中7d限制膨脹率0.064%,空氣中21d限制膨脹率0.016%,其膨 脹性能見圖1砂，河砂，細(xì)度模數(shù)2.4,含泥量0.8%,泥塊含量0.1%,堿 活性0.09%。石，5m

4、m 20mm連續(xù)級配碎石，針片狀含量 3%,壓碎值 指標(biāo)9.0%,堿活性0.01%。減水劑，聚竣酸減水劑，減水率 38%,常壓泌水率比17%,含氣量2.7%, 7d抗壓強(qiáng)度比為181%、28d抗壓強(qiáng)度比為176%1.2試驗方法C40P10大體積混凝土的膠凝材料用量分別設(shè)計為400kg/m3、420kg/m3 和 380kg/m3,配合比見表 2。表2混凝土配合比（kg/m3）編P水泥粉煤灰礦粉膨脹劑砂石水減水劑124060653574510711564.0224672673574110661564.1323448633574810771563.9依據(jù)表2拌制混凝土，依據(jù)GB500802002普

5、通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)對新拌混凝土進(jìn)行出機(jī)坍落度、容重和 2h經(jīng)時 損失測量。依據(jù)GB/T50081普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn) 對 硬化混凝土分別進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試， 依據(jù)GB/T50081普通混凝土力 學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)對硬化混凝土進(jìn)行電通量、抗?jié)B性測試，依據(jù) GB/T23439 2009混凝土膨脹劑對硬化混凝土進(jìn)行限制膨脹率測 試2結(jié)果與分析2.1 新拌混凝土性能綜合考慮混凝土工作性能、力學(xué)性能和耐久性能，C40P10大體積混凝土的坍落度設(shè)計為180i20mmo新拌混凝土的工作性能測試結(jié) 果見表3.表？新拌海賽土性胡成眥記錄坍苒度也皿需號出機(jī)曲橫架容重Ak/曲）1190)7012

6、(101733的頤23 E02370由表3可知，3個配合比的C40P10大體積混凝土拌合物工作性能良好，無泌水、不離析，漿體帶著骨料流動。出機(jī)坍落度在190220mm, 2h后坍落度在160175mm,混凝土容重在2370 2380kg/m3,各項性能指標(biāo)均符合設(shè)計和施工要求。止匕外，隨著膠凝 材料用量的增多，新拌混凝土的工作性得到改善。2.2 抗壓強(qiáng)度依據(jù)普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程，標(biāo)準(zhǔn)差取5.0, C40P10大 體積混凝土的配制強(qiáng)度不應(yīng)小于 48.2mPa三個配合比的硬化混凝土 抗壓強(qiáng)度測試結(jié)果見表4和圖2。搐號加56d1KI45662力。劃3S501522表5腐化混瞅土電通A增-4，蒙士

7、度編號抗氏強(qiáng)度MPa3d7d125.636352.0226.434.657-325.732.7484圖2混凝土強(qiáng)度增長率由表4和圖2可知，三個配合比混凝土抗壓強(qiáng)度持續(xù)增長，沒有出現(xiàn)強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象。3d強(qiáng)度在25.626.4MPa （約為28d強(qiáng)度的46%53%, 7d強(qiáng)度在32.736.3MPa（約為28d強(qiáng)度的60%70%）,28d強(qiáng)度在48.457.3MPa。三個配合比28d抗壓強(qiáng)度均達(dá)到了配制強(qiáng)度不低天48.2MPa 的要求。并且， 隨著膠凝材料的增長， 混凝土的抗壓強(qiáng)度增長，即C40膠凝材料410>C40膠凝材料400>CG40膠 凝材料 390。2.3 電通量與氯離子擴(kuò)散系

8、數(shù)類似， 電通量也是一種快速評價混凝土滲透性或密實性的有效手段。 電通量法是在真空飽水處理過的試件兩端施力口 60加.1V直流電壓下，測量通過6 h流過混凝土試件的電量值。三個配比混凝土的 28d、 56d 電通量測量結(jié)果見表5。由表5 可知，三個配比的C40P10大體積混凝土 28d電通量值在最小值在730C,最大值為 850C。 56d 電通量最小值為 493C， 最大值為 622C。 結(jié)果表明，混凝土電通量隨著水灰比的減小而降低。 混凝土中摻入粉煤灰和礦渣粉后，可有效改善混凝土孔結(jié)構(gòu)，填充孔隙，減水有害孔，提高混凝土的密實性，降低滲透性。此外，混凝土中摻入膨脹劑后，約束作用下， 膨脹劑生

9、成的水化產(chǎn)物可以進(jìn)一步填充優(yōu)化孔結(jié)構(gòu)， 提高混凝土的抗?jié)B性。2.4 抗?jié)B性混凝土試件水中養(yǎng)護(hù)至齡期后，取出進(jìn)行混凝土抗?jié)B性檢測。采用蠟封試件，加壓范圍 0.11.2MPa,每隔8h加0.1MPa。三 個配合比的C40P10大體積混凝土試件加壓至1.2MPa時均未發(fā)生透水現(xiàn)象，抗?jié)B等級都達(dá)到 P11。劈開試件后，試件滲水高度在1.02.5cm。結(jié)果表明，三個配比混凝土的抗?jié)B性能都非常好，這與混凝土電通量試驗結(jié)果相吻合。2.5限制膨脹率膨脹劑水化反應(yīng)生成的膨脹性水化產(chǎn)物使得混凝土產(chǎn)生膨 脹，在鋼筋約束作用下，構(gòu)成有效約束膨脹，從而可以補償混凝土后 期的收縮變形，提高混凝土的體積穩(wěn)定性。三個配合比C

10、40P10大體積混凝土的限制膨脹率測試結(jié)果見圖 3?？诿?IJ *fattl-0 003 -(M心()圖3 C40P10混凝土限制膨脹率由圖3可知，三個配合比混凝土試件水中14d的限制膨脹率在0.026%0.031%,并且混凝土試件限制膨脹率隨著膠凝材料用量的 增長而下降。這是因為混凝土的限制膨脹率與強(qiáng)度增長相匹配，強(qiáng)度增長速率高，則混凝土受到的約束越大，相應(yīng)的混凝土限制膨脹率就 相應(yīng)的小一些。此外，三個配合比混凝土試件在空氣中 28d的限制膨 脹率在 0.002%0.011%。該結(jié)果表明，所有混凝土試件即使暴露在空氣中依然處于膨 脹狀態(tài)，混凝土未發(fā)生收縮。這對于保證大體積混凝土的體積穩(wěn)定性 十分重要。綜合考慮新拌混凝土的工作性、 硬化混凝土的抗壓強(qiáng)度、 電通量、抗?jié)B性和限制膨脹率， C40P10 大體積混凝土的配合比采用膠凝材料 400kg/m3 的 1 配合比較為合宜。3 結(jié)論（ 1 ）復(fù)摻礦渣、粉煤灰和膨脹劑制備的 C40P10 大體積混凝土工作性能良好， 坍落度經(jīng)時損失小， 28d 抗壓強(qiáng)度可達(dá)52.0MPa，56