粉煤灰混凝土耐久性的实地检测.pdf

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2OC年第3期
滉凝土与水泥制品
6月
CHNA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS
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粉煤灰混凝士耐久性的实地检测
王维忠
罗焕章
水利部天津水利水电勘测设计研究院30022)(中国水利水电第十ー工程局
摘要:述了三(]水利枢紐工程在兴建、扩建与改建时大接量粉煤灰凝土的使用部位和施工质量、以及经多年使用后
其碳北.钢蚀和后强度的浰结县,并据此进行分析,说该工程大接量粉煤灰混擬⊥的耐久性是良好的。
关锥词:粉煤混上北钢筋锈蝕后强度附久社
0前言
其设计标号为C2W8R50,有抗冲副、抗侵蚀要求。采用
我国水利水电建设中最早在泥凝土中摻用粉煤大坝硅酸盐水泥和抗硫酸盐水泥,水灰比为0.46
的是1959年黄河三门峡水利枢纽工程、从工程兴建0.50,混凝士土方量约为11.6万m,其中摻粉煤灰混凝
时的内部混凝土到增建时的外部混凝土及钢筋混凝土量约为7.6万m2。两洞为钢筋凝士结构、润壁厚约
土,据不完全统计,摻用粉煤灰的混凝土量约为130万60~80m,最大厚度Im左右,钢保护层厚一般为
立方米,粉煤灰用量达35400吨。
l0cm。由于其耐久性要求较高,为此,根据不同部位混
在水泥中掺人粉瘰灰配制不同强度标号的混凝凝土的不同要求,选用粉煤灰掺量为10%~30%
土技术已较成熟,但因耐久性会直接影响建筑物的安1.2、2改建时,5°~8“泄流排沙钢管道回填混凝土,
全、可靠性及寿命,故工程技术人员对粉煤灰混凝其设计标号为C20W4F50,有抗冲刷要求,混凝土量约
土的耐久性极为关注.本文将以三门峡工程为例,削为1.42万m!除直接受水流烿响的部位采用大坝硅酸
述大掺量粉煤灰混凝土的耐久性,包括摻粉煤灰后对盐水泥外,其它部位均采用矿渣大坝水泥,水灰比为
混凝士的碱度、碳化深度的影响,以及是否会因此而0.50闸墩、胸等部位粉煤灰摻量为20~30,边墙
成弱或失去对钢筋的保护作用,从而导致钢笳的锈镇墩Ⅱ期混凝土摻15%左右。
独?大摻量粉煤灰混凝土的后期强度是否会倒缩,即
1'~5“发电机组蜗壳二期回填混凝土,混擬
粉煤灰土的使用寿命如何
土量约1.5万m2。由于Ⅱ期混凝土受10年龄期Ⅰ期老
1粉蝶灰的掺用部位与施工质量
混凝土和许多埋件的约東、甚似基础混凝土的性质,温
1.1大坝内部混土
度控制耍求较高,粉煤灰掺量为20~40%。
大内部摻粉媒灰混土约120万立方米,粉煤1.2.4泯凝土质量
恢用量约30650吨,节约水泥约22980吨,混斑土设计
增建与改建期间,从机口取得抗压、抗陈,抗渗试
标号C10岭期90天),采用太原400°矿渣水泥(硬练件2980组,质量检验结果概述如下
标号),水灰比为0.80,粗骨料为四级配,最大粒径为
(1)混凝土抗压强度均超过了设计标号,如两条隧
l2rm,用郑州火电厂紛煤灰,摻量为总胶凝材料的洞和泄流排沙钢管道混凝土设计标号均为C20,试件
40%.每立方米混凝土的水泥用量仅为8Sk8。施工中从的实测平均强度,前者为29MPa,后者为28WPa;发电
拌和机机口取样287组试件,平均抗压强度R=蜗壳Ⅱ期混凝土设计标号为C15,实测平均强度为
13.8MPa,强度变异系数C=0.158,保证率P=21.0M1Pa
95.9%,抗渗标号满足设计要求。后经钻孔取样,10年
(2)混凝士抗冻、抗診性能均达到或超过设计要
龄期混凝土芯样的实测平均强度为17、MPa,比期求,如泄流排沙钢管道混凝土抗渗设计标号为W4,实
90天的平均强度增长约27.6%。实践表明,大圾内部测均大于W5,抗陈设计标号F50,抗冻试件经50次(慢
混凝土的施工质量是良好的
冻)冻融循坏后,抗压强度损失率仅为7.3%,远低于
1.2外部泥凝土
FS0强度损失率25%的诉准。
1.2.增建时,左岸两条泄流排沙隧洞衬砌混凝土,2混凝土的叆化
12
混凝士与混凝土施工
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王维忠罗焕章
粉媒灰混凝士耐久性的实地检测
21碳化的危害
中可看出以下规律
混凝士的碳化之所以成为耐久性的一项重要指
1)同一结枃物混凝土,在水泥品种一定及环境条
标,主要由于三个问题:(1)混凝土碳化后在其表面发件和施工水平大体相同的情况下,碳化深度随水灰比
现网状製纹;(2)磯化收缩作用可高达混凝土总收缩量以及粉爆灰掺量的增加而有所增加。
的三分之一,使混凝土表面产生裂缝,从而降低混凝
2)当水灰比较小,粉煤灰量较少,而混凝土环
土抗拉、抗折强度及抗滲能力;(3)降低水泥浆体胶孔境条件和施工质量都较好时,張化深度基微,如表中序
溶液的碱度,当混凝土中H值障低到一定程度后,钢号7、8混礙土。
觞钝化膜失去了存在的条件,地就失去了抵抗锈蚀的
(3)在矿渣水泥中,采用大水灰比和大摻量粉媒
屏障前两个问题虽很重要,但不如第三个问题一钢灰,且施工质量和混凝土环境条件又较差的混凝土,其
筋锈蚀那样令人棘手。而粉煤灰会造成水泥浆体碱度碳化深度较大,如表中序号10混凝土
降低,加快混凝土的碳化速度,基于此,掺粉煤灰混凝
(4)综合表中全部结果,在水灰比为0.5~0.55,粉
上的碳化情况成为工程技术人员关注的要点。
煤灰掺量不大于30%和一般施.工.水平的情况下,使用
2.2磯化深度的调查结果
15~17年左右的混凝士结构物、其混凝土的平均破
凋査四种类型结构物,共选择30个測点,各结构化深度约为20m左右。
物混礙土的基本参数与实测碳化情况列于表I,从表12、3碳化速度的讨论
表1各结构物混凝主要参数与碳北深度调在结果
化深度
字号、结构物名称部位(高程
水泥品种
水庆比粉煤灰成(%已使用年限
格註
平
343-345.9普通硅設盐500°0.50
18.7!15.720.3118
流捧沙
345.9-350
同上
0.43
19,6
19.6浆
洞检倉井井架
350-353
同上
0
15
79114.5
11.2
328-34大坝砫敌盐500'0.50
15
19.84
19,84
1'扯流排隧洞
工作「门井井筒
340~34大坝硅酸6000.50
30
152.03
344349
同上
0.57
15
34.7633.74
34.25
“泄流抖沙钢
管道版边将/287,7-〈下部1」大坝矿澄50°
0.53
16
0「0
287.う~(上部)普通硅酸盐500
0
9.28119.68
电站坝体
290道
大坝矿渣400°
11.94.2
17.8
15.27?16.4815.15
50.8947.51
同上
290廊道
上
0.80
23
38.012.06
32,4
从混凝土结构物实测碳化深度结果可以看出,影利的情况