石灰石粉掺合料在混凝土中的应用研究.pdf

2 0 1 4 年第 1 1 期 东北水利水电 水利科研 【 文章编号 】 1 0 0 2 -0 6 2 4 ( 2 0 1 4 ) 1 1 -0 0 5 1 -0 2 石灰石粉掺合料在混凝土中的应用研究 王树 义 ，任 永 义 ( 珠江水利科学研究院， 广东 广州 5 1 0 6 1 1 ) 摘 要为有效解决混凝土掺合料供应 紧张的问题， 拟采用石灰石粉作为掺合料。因此需对石 灰石粉做为掺合料的混凝土各项性能进行试验研究，论证采用石灰石粉作为掺合料的方案是 否可行。在工程 实际应用过程中， 采用石灰石粉掺合料浇筑的混凝土 各项性能均满足设计技 术指标要求， 混凝土经常规养护后 未出现裂缝。 关键词 石灰石粉 ； 掺合料； 混凝土性能； 实际应用 中图分类号 Tv 4 【 文献标识码 B 某水电站工程周边存在大量石灰石资源， 如果 使用石灰石粉作为掺合料使用， 不仅可以满足工程 建设的质量， 也可节约建设成本 ， 同时拓宽了现行 混凝土矿物掺合料的种类， 有着非常重要的社会经 济价值和 良好的应用前景 。因此有必要对掺石灰石 粉混凝土的各种性能进行具体的试验研究工作， 通 过一系列 的试验研究成果 ， 为石灰石粉掺合 料混凝 土应 用于高原水 电工程提供更多的技术支持 ， 并且 提 出能够满足工程设计要求的混凝土试验成果 ， 达 到经济合理 的目的 ， 且保证工程的顺利施工。 1 原 材料 1 1 水泥 试验采用西藏山南华新水泥股份有限公司生 产 的中热 4 2 5水泥 ， 2 8 d抗压强度 5 4 9 MP a ， 7 d 水化热 2 7 1 k T k g ，各项指标均满足 G B 2 0 0 2 0 0 3 规 范要求 。 1 2 粉煤灰 试验采用甘肃西固宏大电厂生产的级粉煤 灰 ，细度 1 9 2 ，需水量比 9 9 1 ， 2 8 d活性指数 7 2 8 ，粉煤灰各项指标均满足 G B T 5 0 5 5 2 0 0 5 规 定的 I I 级灰要求。 1 3 外加剂 试验采用江苏博特新材料有限公司生产的 I M一减 水剂和 I M一 2 0 0 0引气剂 ， I M一减 水 剂 掺 量为 O 7 的条件 下减水 率 1 9 5 ， 2 8 d抗 压 强 度 比 1 3 4 ； T M一 2 0 0 0引气剂掺量为 0 0 0 6 的条件 下含气量 5 3 ，减水率 6 5 ， 2 8 d抗压强度比 9 0 ， 两种外加剂各项检测指标均满足 DL T 5 1 0 0 1 9 9 9规范要求。 1 4 细骨料 细骨料为片麻花岗岩人工砂 ， 细度模数 2 6 9 ， 石 粉含量 1 5 2 ， 表观密度 2 6 5 0 k g m3 ， 吸水率 1 0 。 1 5 粗骨料 粗骨料为片麻花岗岩人工骨料， 表观密度 2 6 7 0 k g m3 ， 吸水率 O 6 ， 压碎指标值 9 1 。1 6 石灰石 粉工程使用的石灰石粉表观密度 2 7 2 0 k g m 3 ， 细 度 7 2 ， 需水量比 1 0 1 ， 2 8 d 活性指数 6 7 5 。 2 掺石灰石粉混凝土性能试验 为进一步研究不同掺 量石灰 石粉 对混凝土性 能的影响， 进行了掺石灰石粉混凝土性能试验。试 验内容主要为： 混凝土拌合物性能、 力学性能、 耐久 性能、 变形性能以及热学性能等。试验结果表明。 1 ) 掺石灰石粉 混凝 土比素混凝 土的单位 用水 量增加 2 k g m3 。 2 ) 掺石灰石粉混凝土比素混凝土的含气量有 所降低 ， 且随着石灰石粉掺量的提高 ， 混凝土含气 量也相应降低。 3 ) 掺石灰石粉 混凝 土比素混凝 土的凝结 时间 均有所延缓 ， 且随着石灰石粉掺量 的提高 ， 混凝土 的凝结时间也相应延缓。 5 1 水利科研 东北水利水电 2 0 1 4 年第 1 1 期 4 ) 在水胶比不变的条件下， 掺石灰石粉比素 混凝土的抗压强度要低。 5 ) 从抗压强度发展趋势看， 掺石灰石粉早期 抗压强度增长速度较快，后期抗压强度增长速度 趋于缓慢。 6 ) 在水胶比同为 O 4 5的条件下 ， 掺石灰石粉 混凝土的抗渗指标均大于 W1 2 ，抗冻指标均能达 到 F 2 0 0 。 7 ) 掺石灰石粉混凝土与素混凝土抗压弹性模 量值基本接近。 8 ) 掺石灰石粉混凝土比素混凝土的极限拉伸 值要低 ，表明极限拉伸值主要与混凝土的强度有 关， 混凝土强度越高， 极限拉伸值也越大。 9 ) 掺石灰石粉混凝土比素混凝土干缩率要低。 1 0 )掺石灰石粉混凝土 比素混凝土 2 8 d绝热 温升值要低 ，但掺石灰石粉混凝土早期绝热温升 值增长较快。 3 工程 实际应 用 该水电工程在大坝内部进行了掺石灰石粉混 凝土施工， 仓面四周采用钢模板 ， 混凝土设计指标 为 c 9 0 2 5 W8 F 1 0 0 ， 石灰石粉掺量为 3 0 。根 据试验 检测结果 ， 该部位混凝土实测抗压 强度 、 抗渗 指标 及抗冻指标均能满足混凝土设计指标要求。 为避免混凝土产生裂缝，混凝土浇筑后采取 常规养护方式，即混凝土浇筑完毕后立即覆盖保 温板 ， 1 2 h 1 8 h内及时进行洒水养护 ，保持混凝 土表面湿润。经 2 8 d 养护后检测，未发现混凝土 表面产生裂缝。 4 结语 通过 对掺 石灰石粉混凝土 的一 系列 性能试验 结果来看 ，石灰石粉掺合料用于大体积混凝土的 施工方案是可行 的，一方面可 以就近取材 同时拓 宽了现行混凝土矿物掺合料的种类，确保混凝土 施工质量； 另一方面还可以加快工程建设进度， 同 时节省大量的工程建设成本。 【 收稿日期】 2 o 1 4 - o 9 - 1 o ( 上接第 5 O页 ) 度 、遍数、机械设备配置数 ( 主要为振动碾和汽 车 ) 、 料场供料强度 、 道路 允许 行车速度 、 天气等。 但各 因素的影响程度在传统的施工组织设计 中很 难定量分析判断，笔者利用仿真软件对拟定的若 干方案分别对其影响进行分析比较， 结果如下： 1 ) 对土石坝施 工工期影响最大的 因素主要有 料场供应 强度 、 设 备配置数 量( 装载设备 、 运 输设 备 、 碾压设备 ) 。 2 ) 对土石坝施 工工期影响较大的 因素主要有 运输车辆通行速度 、 运输设备的载重量。 3 )在仿真模拟过程中对降雨因素予以充分考 虑、 并采用坝面动态划分等手段平衡强度和进度的 情况下， 气候因素对土石坝施工工期影响不太大。 4 ) 填筑厚度及碾压遍数变化对大坝填筑工期 和填筑强度影响不大 ；心墙填筑厚度与坝壳料填 筑厚度需相互匹配， 单提高一个 ， 工期不能加快。 4 结论 与建议 1 ) 土石坝施工过程中受料场开采、 道路、 坝面作 业、 气候、 施工机械、 管理方法等诸多不确定因素的 影响， 反映这一过程的仿真系统复杂而专业。 通过系 5 2 统在某工程可研设计 中的应 用和计算结果分析 ， 表 明该系统考虑了上述诸多影响因素，能够客观地描 述土石坝施工过程， 计算结果符合施工设计和实际 情况， 可以为工程的设计和施工提供合理的依据， 也 可以应用到类似坝型的施工设计和管理中。 2 ) 上述研究为面向对象的土石坝施工仿真系 统的开发打 下了基础 ，为从事土石坝施工组织设 计、 管理的科研人员和工程技术人员， 提供了一个 平台， 并为以后的扩充奠定了基础 ； 可进一步结合 施工过程综合数据采集技术、 G P S等质量控制技 术 ， 对工程施工过程进行 实时进度和 质量控 制 ， 实 现水电站大坝施工的全生命周期的管理。 参 考文 献 】 1 董淑芳 降雨对土石坝施工过程影响的计算机模拟研 究 T 山东建筑工程学院学报 ， 1 9 9 6 ( 1 2 ) ： 5 8 6 1 2 李玉珠 土石坝施工仿真模拟中坝面填筑系统的初步 研究 c 系统工程论文集， 2 0 0 5 ： 1 0 5 1 0 9 3 何学仁 ， 李翔 土石坝施工仿真中运输系统模型的建立 及应用 C 系统工程论文集 2 0 0 5 ： 3 1 3 3 1 6 【 收稿 日 期】 2 0 1 4 0 8 1 9