补偿收缩混凝土抗渗性研究.pdf

第46卷第23期
人民长江
2015年12月
Yangtze River
Dec,,2015
文章编号:1001-4179(2015)23-0073-04
补偿收缩混凝土抗渗性研灸
张营营,杨
〔黄河水利职业技术学院水利系,河南开封475004)
摘要:为探究补偿收編混凝土中膨胀剂掺量对混凝土抗渗性能的影响,以掺彫胀剂后混凝土的抗渗性研究为
重点,对不同水灰比和不同掺量膨胀剂的补侩收缩混凝土试件进行了抗渗试验,主要探讨了水灰比、嘭胀剂掺
量两者耦合对混凝土抗渗性能的响,并对最优值进行了探讨。试验结果表明;水灰比、膨胀剂掺量均能形响
混凝土的抗渗性能,两者的组合形式不同,对混凝土的抗渗性能彩响也不同;水灰比为0.45时,摻入膨胩剂反
而会降低混凝土的抗渗性能;水灰比为0.55和0.65时,混凝土中掺入一定量膨胀剂可以提高其抗渗性能,最
佳掺量分别为6%~8%和11%~12%。
关键词:补偿收縮混凝土;抗滲性;膨胩剂;最佳掺璗
中图法分类号:TV431
文献标志码:A
DO.:10.16232/j,cnki,1001-4179.2015.23.017
近年来混凝土的耐久性问题日益为人们所关注。4%)?。对于补偿收缩混凝土,膨胀剂的掺量与其抗
混凝土耐久性是结构在设计使用年限内抵抗环境介质渗性能有何关系,最佳掺量又是多少,该方面的研究成
作用(外界和内部侵蚀破坏)、维持混凝土结构的安果鲜有报道。众所周知,当水泥品种一定时,水灰比是
全、正常使用的能力-2,包括抗渗性、抗冻性、抗神磨影响抗渗性的主要因素。也就是说,对于补偿收缩混
性、抗侵蚀性等。美国的 Mehta,英国的 Neville p以及我凝土而言,设计好水灰比、膨胀剂掺量是提高其抗渗性
国吴中伟院士等都认为大幅度提高混凝土的抗渗性,能的关键。
是政善混凝土耐久性的关键3?。膨胀剂作为一种特
基于上述原因,本文将主要对不同水灰比下膨胀
殊的外加剂,在混凝土拌和时适当掺人能使混凝土硬剂的最佳掺量进行研究,以期为高抗渗性补偿收缩混
化时产生适度膨胀,从而有效抵消水泥硬化时的体积凝土研究探素出新的路径。
收缩,对提高其抗裂能力具有显著效果。膨胀剂能否
改善混凝土的抗渗性能,国内外一些学者就此进行了1试验方案
一些研究-。在研究过程中发现,混凝土中加人膨1.1试验原材料
胀剂在减少混凝土收缩的同时,膨胀剂和水泥水化反
应产生钙矾石,钙矾石具有填充、堵塞毛细孔的作用,
水泥采用盾石牌普通硅酸盐P.042.5R型水泥,
改善了混凝土的孔结构,降低了总孔隙率,提高了抗滲执行标准GB175-2007,其技术指标见表1。砂石采
性,但不同膨胀剂掺量对混凝土抗渗性能影响不同。用消河河砂,细度模数2.7,视密度为2.56g/cm'。粗
吴中伟在研究膨胀剂掺量时发现,膨胀剂用量过多,会骨料采用渭河卵石,视密度为2.63g/cm3,经过筛分测
使混凝土变形落差(收缩量)加大,使混凝土的抗渗性定卵石为20~40mm单粒级。骨料呈干燥状态,拌和
能劣化们。王文龙对膨胀剂掺量对自密实混凝土抗用水为纯净的自来水。膨胀剂采用铜川市宝石精铸材
渗性的影响进行了研究,以干缩变形和变形落差作为料有限公司生产的AEA-EF,执行标准为《JC476
辅助指标,确定了膨胀剂的最佳掺量(5.6%~8.2001》。
收稿日期:2015-05-06
基金项目;水利部公盖性行业科研专项经费项目(201301025)
作者简介:张营营,女,讲师,硕士研究生,主要从事水利エ程方面的教学和研究。E-mail:yhsy@163.com
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人民长江
2015年
表1盾石牌P?O42.5R水泥技术指标
试验采用(平均)渗水高度法,即通过在混凝土试件上
细度/安定凝结时间/min抗折强度/MPa抗压强度/MPa
持续8h施加1.2MPa的水压力,测量试件的渗水高
%
性
初凝
终凝
3d28d3d28d
度,计算相对渗透系数,以反映混凝士的抗水渗透性
2305.89323.3534能。该方法试验时间较短且试验结果比较准确,可操
作性较强。
混凝土具体配合比设计见表2。坍落度设计为30
mm,采用假定表观密度法计算砂、石子用量,膨2试验结果计算与分析
胀剂在试验中采用内掺法,按等量替代水泥率来计算。2.1计算原理
表2混凝土配合比设计
试件渗水高度以及相对渗透系数采用下式进行计
膨胀剂砂率/
混凝土配合比/(kg?m-3
水灰比
掺量/%%水膨胀剂水泥砂
> D
29117
261
6031479
5.629119
2505781418
式中,Dm为第;个试件第j个测点处的渗水高度,mm
8,429125
2545861439
Dn为第讠个试件的平均渗水高度,mm。
11.22913835
2735781420
一组试件(3个)的平均渗水高度为
14.029137
2615841435
0.55
31142
25
相对渗透系数为
143
2396361413
2TH
(3
1.231139
2256241385
式中,K,为相对渗透系数,cm/h;H为水压力,以水柱
14.031142
2226191372
高度表示,cm(1MPa水压力的水柱高度为10200
33148
2276771374
em);T为恒压时间,h;a为混凝土的吸水率,一般为
6791379
0.03
19
2066771374
2.2结果分析
11.23313724
1875771374
14.033133
176
6691357
当水灰比W/C为0.45时,养护28d后的试件抗
渗试验结果见表3。由表3可以看出;对于该配合比
1.2试验方法
的混凝士,抗渗能力在膨胀剂掺量为8.4%时最弱,最
借鉴前人研究成果,基于控制变量法(水灰比控大相对渗透系数K,为0.92x10-em/s,平均相对渗
制为0.45,0.55和0.65;每个水灰比下膨胀剂摻量控透系数为0.57×10-ecm/s
制为0,5.6%,8.4%,11.2%和14.0%),利用HS-40
表3水灰比为0.45时的抗淞试验结杲
型混凝土渗透仪(见图1)测定混凝土试件28d龄期
膨胀剂掺量/水压力F/恒压时间平均渗水相对渗透系数
的抗渗性能。抗渗试模尺寸为上口内径175mm,下口
%
Mipa
h高度D/cmK,/(x]0-pcm/s)
内径185mm,高150mm。密封材料为水泥加黄油。
0.27
14.0
当水灰比W/C增大至0.55时,养护28d后的试
件抗滲试验结果见表4。由表4可以看出:最大相对
渗透系数K为1.69x10"cm/s时,对应于膨胀剂掺
量为14.0%,混凝土的抗渗能力最弱。平均相对渗透
图1HS-40型混凝土浍透仪
系数为1.08×10cm/s
目前在国内外应用较广泛的抗渗试验及评价方法
当水灰比W/