疏浚泥对混凝土性能的影响研究.pdf

2 0 1 4年第 1 期 1月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT P RODUCTS 2 01 4 No 1 J a n u a r y 疏浚泥对混凝土性能的影响研究 朱盛胜 ， 翟宝宏 ， 梁 敏 。 ( 1 上海 市建筑 科学 研究 院 ( 集 团 ) 有 限公 司 ， 2 0 0 0 3 2 ； 2 中交第 一公 路勘察 设计研 究 院 有 限公 司 ， 7 1 0 0 7 5 ； 3 铁道部 工程 质量安 全监督 总 站上海 监督 站 ， 2 0 0 0 7 1 ) 摘 要 ： 研究 了疏浚泥对混凝 土坍 落度和力学性能的影响 ， 并对掺疏 浚泥 混凝 土的耐久性 能进行 了分析 、结果 表明 ， 疏浚泥的掺 入能有效降低 混凝 土坍 落度 ； 水胶 比不变时， 掺疏浚泥混凝土早期强度与基准混凝土一致 后期 强 度略 有提 高， 且疏浚泥掺量在 3 0 时 ， 混凝土收缩增加 ， 抗水渗透和抗 氯离子渗透性能均有提 高 、 关键词 ： 疏浚泥 ； 混凝 土： 力学性 能： 耐久性能 Ab s t r a c t ：T h e i n fl u e n c e o f d r y d r e d g e d mu d o n t h e s l u mp a n d me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f c o n c r e t e i s s t u d i e d ， a n d t h e du r a bi l i t y o f c o n c r e t e wi t h t h e d r e dg e d mud i s a na l y z ed Th e r e s u l t s s h o w t h a t a d di ng t h e d r y d r e d ge d mu d c a n r e du c e c o n c r e t e s l u mp ；t h e e a r l y s t r e n g t h o f c o n c r e t e w i t h d r e d g e d mu d i s a h n o s t c o n s i s t e n t w i t h t h a t o f t h e n o r n l a l c o n c r e t e ， a n d t h e l a t e r s t r e n g t h o t 。 t h e c o nc r e t e i mp r o v e s l i g ht l y whe n ha v i n g t he s a me wa t e r c e me n t r a t i oI n a ddi t i o n ，t h e s h r i n ka g e o f c o nc r e t e i n c r e a s e s a n d t he pe r f o r ma nc e s o f t he r e s i s t a nc e t o wa t e r p e ne t r a t i on a nd c hl o r i de i o n pe n e t r a t i o n i mp r o v e whe n t h e c o n t e n t o f d r e dg e d mu d i s 3 0 Ke y wor d s ：Dr e dg e d mud ；Co n c r e t e； Mec ha n i c a l p r o pe r t i e s ；Dur a b i l i t y 中图 分 类 号 ： TU5 2 8 文 献 标 识 码 ： A 文 章 编 号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7( 2 0 1 4) 0 1 9 4 0 3 0前言 疏 浚 泥是 海 岸 和海 洋 T程 建 设 及 日常 港 池 航 道 维护 过程 中所 产生 的疏浚 废弃 物 。上 海市长 江 、 黄 浦 江 、 苏 州 河等航 道 ， 每 年至 少产 生 约 7 0 0 0万 m 疏 浚 泥 。未 来 ， 水 利 、 海 洋 仍 将 会 产 生 大量 的疏 浚 泥 ， 这 是难 以 回避 的现 实2 1 目前 ， 我 国在疏 浚泥 用 于 生产 烧 结 建材 方 面取 得 了一定 的成果 和初步 应 用效 果I s - 4 1 但 由于疏 浚泥 颗 粒 细 、 承 载 力 小 等 特 点 用 于 其 他非 烧 结 建 材 的 研 究还 较 少 ， 疏 浚 泥在 混凝 土 中 的利 用研 究 基 本处 于 空 白状 态 。本 文采用 烘干破 碎 的疏浚 泥替代 部分 中砂 ， 开展 疏浚 泥对混 凝土基 本性 能 的影响研 究 1 原 材料及 试验 方法 1 1 原 材料 水 泥采 用 P O 4 2 5级 水 泥 ，主要 性 能 见表 1 ： 骨 料采用 5 2 5 ram连续 级配 碎石 ， 性 能 见表 2 表 1 水 泥 的 基本 性 能 表 观 密 度 ( k g m ) 堆 积 密 度 ( k g m ) 针 片 状 量 碎 指 标 泥量 泥块 含 量 27 3 0 1 4 40 5 5 0 4 04 疏 浚泥 取 自航 道疏 浚 工程 ， 其 化 学 成分 和 土 T 性能 分别 见表 3和表 4 ， 粒径 分布 见 图 1 和 图 2 。 1 2试验 方法 疏 浚 泥从 现场 取样 后 ， 存 l 0 5 l l 0 下烘 干 、 碾 表 3疏 浚 泥 的化 学 成 分 碎并 过筛 ， 取 0 5 m m 的疏浚 泥 干料备用 。 水 泥胶 砂 流 动度 和强 度试 验 参 照 G B T 2 4 1 9 一 基金项 同： 海洋公益性行 业科研专项 ( 2 0 1 1 0 5 0 2 4 ) 。 9 4 2 0 0 5 水泥胶砂流动度测定方法 和 G B T 1 7 6 7 l m 1 9 9 9 水泥胶砂强度检验方法( I S O法 ) 进行 。混凝 土坍 落 度 、 强 度 及耐 久性 能 试验 参 照 G B T 5 o ( ) 8 0 朱 胜盛 ， 翟 宝宏 ， 梁敏 疏浚 泥对 混凝 土性 能 的影 响研 究 1 0 0 皿 口 I 9 8 釜 9 6 9 4 p ，- , 9 2 9 0 8 O 咖 哩 -4 3 6 0 窖 4 0 翱 2 0 0 1 2 3 4 5 士粒直径 ra m 图 1 疏浚泥粒径分布图( 1 ) 0 o o O O l 0 0 2 0 O 3 0 0 4 00 5 0 0 6 0 0 7 00 8 土粒直径 m m 图 2疏浚泥粒径分布图( 2 ) 2 0 0 2 ( 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 、 G B T 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 ( 普通混凝土力学性能试验方法标准 和 G B T 5 0 0 8 2 -2 0 0 9 ( 普通混凝土长期性能和耐久 性能试验方法标准 进行。 2试 验 结果 及分 析 2 1 疏 浚泥对 水 泥胶砂 性 能 的影 响 干 化 疏 浚 泥 对 水 泥 胶 砂 性 能 的影 响如 图 3和 图 4所示。由图可知 ， 在用水量不变条件下 ， 随着干 化疏浚泥代砂 比率 的提高 ， 为保证流动度 与基准混 凝 土一致 ， 需不断增加减水剂用量 。掺疏浚泥胶砂 疏浚泥掺量 图 3疏浚泥掺量对减水剂用量的影响 3 d强度略有提高 ， 2 8 d胶砂强度降低较明显 ，比基 准低 8 1 2 ， 即在用水量不变的条件下 ， 干化疏浚 泥对胶砂强度存在劣化影响。 岂 鼎 疏 浚 泥 掺 量 图 4 疏 浚泥掺量对胶砂抗压强度 的影响 2 2 疏 浚泥对 混凝 土性 能 的影 响 ( 1 ) 混凝土工作性能 试验结果表明： 随着干化疏浚泥取代中砂 比 例的提高 ( O 3 0 ) ， 将萘系减水剂 的掺量逐步提高 ( 0 7 1 3 ) ，可保持疏浚泥混凝土的坍落度不低 于基准混凝土 。但 当干化疏浚 泥掺量提高到 4 0 时 ， 萘系减水剂的掺量提高到上 限值 ( 1 5 ) ， 混凝 土坍落度仍有所降低 ， 说 明干化疏浚泥取代 中砂的 比例不宜高于4 0 。 掺疏浚泥 C 2 0 混凝土的0 5 h 坍落度损失和基准混凝土接近 ， 约 1 5 m m。 掺疏浚泥 C 3 0混凝土 的 0 5 h坍落度损失略高于基准混凝土 ， 约 2 5 3 0 mm。 吕 蜜 疏 浚 抛 掺 量 图 5 掺疏浚泥 C 2 o混凝 土的坍落度 ( 2 ) 混凝 土 力学性 能 试验结果表 明，随着干化疏浚泥掺量的提高 ， 保 持 水胶 比不 变 ，掺 疏 浚泥 混 凝 土 的 7 d 、 2 8 d强 度 与基准混凝土基本 持平 ， 9 0 d强度增长超过基准混 凝土 ， 且疏 浚泥掺量越大 ， 9 0 d强度也越高 ， 最大强 一 9 5一 舳 加 加 m O 2 0 1 4年第 1 期 混凝 土与水 泥制 品 总第 2 1 3 期 曼 裢 蜜 疏 浚 泥掺 量 ， 图 6 掺疏浚泥 C 3 0混凝土的坍落度 度增长率可达 2 1 。由表 3可知 ， 疏浚泥的化学成 分 以 S i O 和 A l 2 0 ， 为 主 ，其 中 S i O 2 所 占 比超 过 6 0 ， 可与水 泥发 生缓 慢水 化反 应 ， 且疏 浚泥 颗粒 粒 径较细 而细颗粒可填充混凝土孔 隙 ， 提高 了疏浚 泥混 凝 土 的强 度 。 凸_ 皇 越 憩 7 0 6 O 面 5 O 凸_ 蠢 4 o 蓄3 0 2 O l O O 0 1 0 2 0 3 O 4 0 疏浚泥掺量， 图 7掺疏浚泥 C 2 0混凝土 的抗压强度 ， ： 一 7 d 一 一 2 8 d 一9 O d 0 1 O 2 O 3 O 4 U 疏 浚泥掺量 图 8掺疏浚泥 C 3 0混凝土的抗压强度 ( 3 ) 混凝 土耐 久性 能 疏浚泥按 3 0 比例替代 中砂配制 C 3 0混凝土 ， 其 收缩性 能见 图 9 ，抗渗 性能 和 电通量 试验 结 果如 表 5所 示 。 试验结果表 明： 掺加疏浚泥导致混凝土收缩 增加 7 d和 2 8 d收缩值分别高 出基准混凝土 4 5 、 3 3 。掺加疏浚泥混凝土抗渗标号高于基准混凝 一 96 6 o o 5 0 o 4 0 0 0 运 3 0 0 婚 2 0 0 1 0 0 O ： l 7 d 2 8 d 龄期 图 9 混 凝 土收 缩 试 验 结 果 表 5 混凝土抗渗 性能 和电通量试验结果 土 。 总通 电量远低于基准 昆凝土 ， 说明掺疏浚泥混 凝土的抗水 渗透和抗氯离子渗透性 能均有 明显 提 高 ， 这 与 疏 浚 泥 的颗 粒 粒径 较 细 、 填 充 细 小孔 隙并 形成较为致密的硬化体有关 。 3结 论 ( 1 ) 干 化疏 浚 泥 对 水 泥 胶 砂 的 流 动 度 、 强 度 均 有 不利 影 响 ， 2 8 d胶砂 强度 比基准 低 8 1 2 。 ( 2 ) 干化疏浚泥 降低混凝土坍落度 ， 通过掺加 萘系减水剂可改善混凝土工作性 ， 但疏浚泥掺量不 宜超过 4 0 。水胶 比不变条件下 ， 掺疏浚泥混凝土 的 7 d 、 2 8 d强 度与 基 准混 凝 土基 本 持平 ，后 期强 度 有所 提高 。 ( 3 ) 掺 加 疏 浚 泥 导 致混 凝 土 收缩 增 加 ， 但 疏 浚 泥混凝土抗水渗透和抗氯离子渗透性能均有 明显 提高。 参考 文献 ： 1 】 何桂芳， 谢 健， 田海 涛， 等 海洋 疏浚物综合利用 产业化道路 的探索 J 1 海洋开发 与管理， 2 0 0 8 ： 6 0 6 2 2 1 ?Y - 璇， 程金平， 唐庆丽， 等 上海市疏浚泥 资源化可利用性 分 析 J 环境科学与技术， 2 0 1 3 ， 3 6 ( 6 L ) ： 8 6 8 9 3 李 飞 海洋疏浚物综 合利用对策初探【 D 青岛： 中 国海洋 大 学 ， 2 0 O 9 ： 1 4 2 1 4 1 朱伟， 张春雷， 刘汉龙， 等 疏浚泥处 理再 生资源技术 的现状 J 环境科学与技术， 2 0 0 2 ( 4 ) ： 3 9 - - 4 1 收稿 日期 ： 2 0 1 3 1 1 2 8 作者 简介 ： 朱盛胜( 1 9 8 6 一 ) ， 男 ， 助理工程师 。 通讯地址 ： 上海市闵行 区申富路 5 6 8号 联系 电话 ： 1 3 4 8 2 4 6 6 8 4 4 E- ma i l ： d u x i n g k e 8 6 1 2 6 c o m 舳 如 加 m O 加 m 0