粉煤灰对碾压混凝土自生体积变形的影响.pdf

文 章编 号 ：1 0 0 7 - 0 4 6 X ( 2 0 1 4 ) 0 6 - 0 0 0 7 0 2 粉煤辣 j ： j： P ： 粉煤灰对碾压混凝土自生体积变形的影响 E f f e c t o f F l y A s h o n A u t o g e n o u s V o l u me D e f o r m a t i o n o f R o H e d C o n c r e t e 陈磊 。聂强 ( 雅砻江流域水电开发有限公司，四川 成都 6 1 0 0 2 1 ) 摘 要： 为探 索粉煤灰对碾压混凝土 自生体积变形的影响，分析了官地水电站碾压混凝土 自生体积变形室内试验成 果。1 3 6 0 d龄期的 自生体积变形结果表明 ：碾压混凝土的水胶 比在0 4 5 0 6 0 ，粉煤灰掺量在5 0 6 0 。 水胶 比及 掺 量 变化 对 自生体积 变形最终 值影 响不 大。 关键词 ：粉煤灰 ；碾压混凝土 ；自生体积变形； 影响 中 图分 类 号 ：X7 0 5 T U5 2 8 3 6 文献 标 志 码 ：A 0 前 言 碾压混凝土为满足强度、变形、热学和耐久性的要 求，都需要掺加大量的粉煤灰 以官地水电站为例，粉煤灰 最高掺量高达6 0 。常用的粉煤灰品种有 F类 I 级、 级 灰，在满足设计技术要求的前提下，部分工程也掺加了 F 类 级灰。从提高碾压混凝土的抗裂性能角度来考虑，希 望碾压混凝土的自生体积变形尽可能是膨胀的，或是收 缩较少。在大掺量粉煤灰的条件下，通过长龄期的试验 成果来看，粉煤灰掺量的变化对混凝土的自生体积变形影 响不大。本文结合官地水电站碾压混凝土配合比的试验成 果，浅析粉煤灰对碾压混凝土自生体积变形的影响。 1 原材料与试验方法 1 1 原材料 ( 1 ) 水泥。水泥采用四川峨胜水泥集团股份有限公司 生产的 P MH 4 2 5级水泥，水泥的化学分析试验结果见 表 1 ；水泥的物理力学性能指标均满足G B 2 0 0 - - 2 0 0 3 中热 硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣水泥和官地水 电站设计的要求。 表 1 水泥的主要化学成分 ( 质量分数 ) S i O 2 F e 2 O 3 A 1 2 O3 C a O Mg O S O3 烧失量K 2 0 Na 2 0 R 2 0 2 O 8 6 5 0 9 42 7 6 1 5 0 4O 2 2 2 7 0 6 1 04 1 0 1 2 0 3 9 ( 2 ) 粉煤灰。粉煤灰采用曲靖方园环保建材有限公司 生产的 级粉煤灰，粉煤灰的化学分析试验结果见表 2 ， 粉煤灰的其他指标均满足D L T 5 0 5 5 -2 0 0 7 水工混凝土掺 用粉煤灰技术规范级粉煤灰和官地水电站设计的技术 要求。 表 2 粉煤灰的主要化学成分 ( 质量分数 ) S iO2 F e 2 03 A 1 2 0 3 C a O Mg O S O 3 烧失量K 2 0 Na 2 0 R 2 0 5 4 1 2 1 1 4 6 2 4 0 3 4 9 8 1 9 3 0 8 7 1 3 9 0 5 9 0 1 2 0 5】 ( 3 )外加剂。减水剂采用浙江龙游外加剂厂生产的 Z B l R C C 1 5 缓凝高效减水剂；引气剂采用江苏博特J M 一 2 0 0 0 C引气剂。外加剂的各种性能指标均满足 G B 8 0 7 6 2 0 0 8 混凝土外加剂和官地设计要求。 ( 4 ) 集料。集料采用全玄武岩集料，集料均满足 D L T 5 1 4 4 2 0 0 1 水工混凝土施工规范和官地水电站集料 生产技术指标的要求。 1 2 试验配合比及方法 ( 1 ) 水泥膨胀率试验。为提高碾压混凝土的抗裂能力， 在水泥选择方面，通过合理控制水泥的s O 含量、M g O含 量和 R ， 0碱含量，使水泥具有微膨胀性能。试验按照 J c 3 1 3 2 0 0 9 膨胀水泥膨胀率试验试验方法进行，称 取水泥试样 1 2 0 0 g ，加水量采用水泥的标准稠度用水量 1 1 6 g ，试验结果见表 3， 最终测得的水泥膨胀率为0 0 7 2 。 表 3 中热水泥膨胀率试验结果 从以上试验结果来看，嘉华 P M H 4 2 5级水泥具有微 膨胀性能，且从试件外观及安定性试验成果来看，未产生 裂纹，水泥安定性满足设计规范要求。 ( 2 ) 碾压混凝土自生体积变形试验。碾压混凝土试验 6 2 0 1 4 粉煤灰 7 采用配合比见表 4 。配合比 1 5 ，减水剂 Z B 一 1 R C C 1 5掺 量为 0 7 ，引气剂掺量为 6 ， 万，V C 值控制在 3 5 s 。 表 4 官地水电站碾压混凝土配合比 编号 强度等级 级配 水胶比 粉煤灰 材料用量 唱m。 掺量 用水量 胶凝材料 水泥 粉煤灰 自生体积变形的试验方法和试验结果处理按 S L 3 5 2 - 2 0 0 6 水工混凝土试验规程有关规定进行，试件中埋 入D I l 0 应变计。成型三级配混凝土的自生体积变形试件 时，筛除了拌和好的三级配混凝土中大于4 0 m m的粗集料。 2 试验结果及其分析 碾压混凝土的自生体积变形进行了 1 3 6 0 d 龄期的 测试，测试结果见表 5 。 表 5 官地水电站碾压混凝土 自生体积变形测试结果 s 编号 1 d 3 d 7 d 1 4 d 2 1 d 2 8 d 4 5 d 6 08 9 08 1 2 0 8 1 5 08 1 8 0 d 2 1 08 2 4 0 8 2 7 o d 3 0 08 3 3 0 8 3 6 08 2 0 4 3 0 6 3 8 2 - 4 5 5 - 4 6 2 5 5 6 5 9 0 5 6 3 5 4 2 - 5 2 7 - 4 8 4 1 5 0 2 3 _3 2 7 0 3 3 5 - 4 3 O - 4 4 4 - 46 5 -43 2 - 4 2 2 - 41 0 3 8_3 1 2 1 2 O 7 3 2 7 3 3 4 - 4 5 2 - 4 9 0 - 5 l _3 - 4 8 6 - 4 6 - 2 _ 4 4 0 - 4 O 2 1 1 8 1 7 9 - 2 5 9 3 1 2 3 5 4 - 4 3 3 - 4 4 O 3 8 1 3 8 5 3 9 6 3 7 2 1 1 -2 l 2 O O 2 4 6 31 O - 4 1 2 _ 4 2 2 4 2 5 3 8 6 3 7 5 3 6 4 3 5 2 从1 5 碾压混凝土的自生体积变形的试验成果来看， 在4 5 d 龄期左右， 碾压混凝土的自生体积变形已基本趋于 稳定。对于二级配碾压混凝土来说，当胶凝材料从 2 1 2 k g m ， 降低至 1 9 4 k g m ，水泥用量从 1 0 6 k g m s 降低至8 7 k g m ， 粉煤灰用量从 1 0 6 k g m ， 增加至 1 0 7 k g m ，自生体积变形 从 一 4 7 2 降低至 一 3 9 3 8，这说明自 生体积变形与水 泥用量有关，水泥用量较高的混凝土，自生体积变形值略 大；对于三级配碾压混凝土来说，当胶凝材料从 1 9 8 k g m 降低到 1 6 5 k g m ，水泥用量从 8 7 k g m s 降低到 6 6 k g m ， 粉煤灰用量从 1 0 9 k g m ， 降低到9 9 k g m 3 ，但是自生体积变 形仅在一 4 2 8一 4 5 之间，自生体积变形无明显变化。 总之，各种标号的自生体积变形呈现收缩趋势，水胶比在 0 4 5 O 5 5 ，粉煤灰掺量在 5 0 一 6 0 ，但 3 6 0 d龄期 的测试值仅在 一 3 9 _ 3 8 4 7 2 之间， 而三级配混凝 土自 生体积变形无明显变化。这说明粉煤灰的掺量因素对 自生体积变形影响不大。 碾压混凝土的自生体积变形除与水泥化学成分和矿物 组成有关外，还与掺合料、集料和外加剂等因素的品种有 关；另外石膏、游离 C a O和 M g O含量也影响混凝土的自 生体积变。碾压混凝土的抗裂能力的正面影响因素包括抗 拉强度、极限拉伸值、徐变度、膨胀自 生体积变形；负面 因素包括热胀系数、温差、干缩变形、收缩型自生体积变 形和弹性模量【1 1 。根据报告f2 ， 碾压混凝土的干缩变形高达 一 7 0 0 8，是最大的负面影响因素，仅仅依靠控制自生体 8 coAL AsH 6 20 1 4 积变形收缩是无法达到控制裂缝的目 标的。综合分析碾压 混凝土抗裂能力的影响因素， 从提高碾压混凝土抗裂性能 的角度来看，加强碾压混凝土养护，尽可能的降低碾压混 凝土的干缩及控制碾压混凝土入仓温度，是提高抗裂性能 的最重要的措施。 3 结 论 碾压混凝土由于粉煤灰掺量高，粉煤灰的二次水化历 程较长，因此其自生体积变形与常规的 “ 高水泥用量， 低 粉煤灰掺量”的常态混凝土的自生体积变形规律有所不同。 水胶比在 O 4 5 0 6 0 ，粉煤灰掺量在 5 0 6 0 ，长龄期 的碾压混凝土的自生体积变形变化不大。从提高碾压混凝 土的抗裂性能的角度来考虑，应加强碾压混凝土的养护， 并做好碾压混凝土的温控防裂工作。 参考文献 1 姜福日水工混凝土性能及检测【 M 】 郑州黄河水利出版社， 2 0 1 1 【 2 】中水顾问集团成都院 雅砻江官地水电站大坝混凝土配合比深入优 化试验研究J R 2 0 1 1 作者简介：陈磊( 1 9 7 1 一 ) 高级工程师， 从事混凝土试验研究工作。通讯 地址：四川省攀枝花市盐边县桐子林建设管理局。邮政编码： 6 1 7 1 0 0 。 收稿 日期： 2 0 1 4年 5月 9日 2 3 5 O 0 暑 = 5 O O 5 3 9 9 8 2 4 0 4 0 4 7 2 O 5 4 垃 舶 O 6 7 O 7 8 9 O 1 O 4 0 4 4 4 6 O 6 6 4 1 7 3 9 6 0 4 0 0 3 6 0 0 5 1 9 3 9 7 5 - 斗 3 3 0 O O O O l 2 3 4 5