塑性混凝土配合比及性能指标试验.pdf

第 2 4卷 第 3期 2 0 1 2年 9月 浙江水利水 电专科学校学报 J Z h e j i a n g Wa t C o n s Hy d r C o l l e g e Vo 1 2 4 NO 3 Se p 2 01 2 塑性混凝 土配合 比及性能指标试验 倪 雪金 ( 浙江省正邦水电建设有限公 司， 浙江 杭州 3 1 0 0 5 1 ) 摘要 ： 塑性混凝土具有很好的和 易性 ， 有较 长的凝 结时间和较低 的强度 ， 其弹性模 量低 ， 弹强 比小， 适应 变形的能 力强 ， 极 限应 变高， 抗渗 、 抗震性能好 通过对不 同水胶 比、 不 同膨 润土掺 量、 不 同砂率 的试 验 ， 得 出各种配合 比参数 对塑性 混凝 土各项性 能指标 的影 响， 分析 出各参数 间对 塑性 混凝土性 能影响 的规律性 ， 并 总结 了塑性 混凝土 的特 性 ， 从 而提 供 满 足 设 计 指 标 和 工作 性 的 塑 性 混 凝 土 配 合 比 关键 词 ： 塑性 混凝 土； 原材料 试验 ； 参数确定 ； 成 果分析 ； 施工配合 比 中图分类号 ： T V 3 3 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 8 5 3 6 X( 2 0 1 2 ) 0 3 0 0 5 2 0 4 Pl as t i c Con c r e t e Ra t i o a nd Per f or man c e I n de x Tes t NI Xu e j i n ( Z h e j i a n g Z h e n g b a n g Hy d r o p o we r C o n s t r u c t i o n Co ，L t d ，Ha n g z h o u 3 1 0 0 51 ，Ch i n a ) Abs t r a c t： Pl a s t i c e o n e r e t e i s o f g r e a t wo r ka bi l i t y i n de f o r ma t i o n wi t h l o n g t i me c o a g u l a t i o n，l o w s t r e n g t h a n d e l a s t i c mo d u l us ，hi g h u l t i ma t e s t r a i n a nd pe r f e c t a n t i - pe r me a bi l i t y a nd s ei s mi c p e rfo r ma nc e Ac c o r di n g t o d i f f e r e n t wa t e r e e me n t r a t i o， d i f f e r e n t b e n t o ni t e d o s a g e，a n d d i f f e r e nt s a nd r a t i o t e s t ，t he mi x pr o po r t i o n pa r a me t e r o f a l l k i nd s o f pl a s t i c c o nc r e t e o n pe r f o r ma n c e i nd e x i s c o n c l u d e d，t he i n flu e nc e r e g u l a r i t y o f v a r i o u s pa r a me t e r s o n t h e p l a s t i c c o nc r e t e pe r f o r ma n c e i s a na l y s e d， a nd t h e c ha r a c t e r i s t i c s o f t h e p l a s t i c c o nc r e t e a r e a l s o s u mme d u p，p r o v i d i n g t h e p r o pe r p l a s t i c c o n c r e t e mi x p r o p o r t i o n t o me e t t he r e q ui r e me n t s o f d e s i g n i n d e x a n d wo r k a bi l i t y Ke y wor ds： pl a s t i c c o n c r e t e；r a w ma t e r i a l t e s t ；pa r a me t e r s ；r e s u l t s a na l y s i s ；c o ns t r uc t i o n mi x t u r e r a t i o 0 引 言 塑性混凝土材料组成和配合 比的改变， 使得它 不仅 具有很 好 的和 易 性 ， 有较 长 的凝 结 时 间 和 较低 的强 度 ， 便 于施 工 ， 易 于操 作 ， 而 且 具有 很 好 的 力 学 特 性 ， 其 弹 性 模 量 低 ， 弹 强 比小 ， 适 应 变 形 的 能 力 强 ， 极限应变 高， 抗渗、 抗震性 能好 ， 克服 了普通 刚 性 混 凝 土适 应 的能 力 小 、 应 力 集 中 ， 易 产 生 裂缝 的 缺陷 因此 ， 在水利水 电工程除险加 固防渗 墙工程 中得到 了广泛 的推 广应 用 工程 塑性混 凝 土 设计 指 标 为 ： 抗 压强 度 C 7 ； 抗 拉 强度 0 5 5 MP a ； 弹 性 模 量 5 0 0 0 MP a ； 渗 透系数 1 X 1 0 c m s ； 极 限水力坡降 2 5 0 针 对塑性混凝土 防渗墙 的特点 ， 通过对不同水胶 比、 不同膨润土掺量、 不 同砂率的塑性混凝土配合 比试 验研究 ， 得到各种配合 比参数对塑性混凝土各项性 收稿 日期 ： 2 0 1 2 - 0 5 2 9 作者 简介： 倪雪金 ( 1 9 6 2一) ， 男 ， 浙江杭州人 ， 高级 工程师 从事 水利施工建设管理 能指标的影响， 提供满足设计指标和工作性 的塑性 混 凝土 配合 比 1 原材料性能试验 1 1 水 泥 试验所用水泥为 3 2 5复合硅酸盐水泥 ， 其检验 依据标准为 水泥胶砂强度检验方法 G B T 1 7 6 7 1 1 9 9 9 、 水泥标准稠度用水量 、 凝结时间、 安定性检 验方法) G B T 1 3 4 62 0 0 1 、 水泥胶砂流动度测定方 法 G B T 2 4 1 92 0 0 5 、 水泥 细度检验方 法 筛析 法) G B 1 3 4 5 2 0 0 5等。 经检验的各项性能见表 1 表 中水泥的各项物理力学性能指标均符合 通 用硅酸盐水泥 G B 1 7 5 2 0 0 7规定的技术要求 1 2 膨 润土 试验所用膨润土的主要成份为含水 硅铝酸无 机非金属矿物 其检验依据为 土工试 验规程 s L 2 3 71 9 9 9 、 水泥细度检验方法 筛析法 G B T 1 3 4 52 0 0 5 、 水 泥密 度 测 定 方 法 G B T 2 0 8 1 9 9 4 ， 经 检验 的主要 物理 性 能见表 2 第 3期 倪 雪金 ： 塑性 混 凝 土 配 合 比 及 性 能 指 标 试 验 5 3 表 2钠基膨 润土物理性能试验成果 1 3 砂石 骨料 根据 水 工 混 凝 土 施 工 规 范 D L T 5 1 4 4 2 0 0 1 4 规定 ， 施工用的骨料应本着优质、 经济、 就地取 材的原则进行选择 试验用砂料为混合砂， 粗骨料为 5 2 0 m m轧制碎石 ， 其检验依据为 水工混凝土试验 规程) ) s L 3 5 2 2 0 0 6 其各项物理性能见表 3 、 表 4 从表 3 、 表 4可 以 看 出 ， 混 合 砂 细 度 模 数 为 3 2 0 ， 属 粗砂 砂 与 碎 石 所 检 项 目均 满 足 规 范 规 定 的技术 指标 要求 1 4 外加 剂 为改善混凝土和 易性 ， 降低 用水量 ， 增加密实 性 ， 在 塑性 混凝 土 中掺人 T O R 8 0 3型 高效 减 水剂 其 检验依据为 混 凝土外加 剂 G B 8 0 7 62 0 0 8 。 。 ， 其 各 项混 凝 土性 能见 表 5 表 3 混合砂物理性能试验成 果 质量标准 试验结果 1 4 2 0 3 2 6 9 0 4 4 1 O 1 4 o 1 5 1 1 3 O 1 5 5 I 2 5 1 4 8 1 2 0 l 2 8 所 检外 加 剂各 项性 能均 符合 规范 规定 要求 2 塑性混凝土配合 比基本参数 的确定 试 验 所用砂 石 骨料 为 标 准 粒 级 ， 并 以饱 和 面 干 状 态 为基 准 防渗墙塑性混凝土除满足设计弹模 、 抗渗、 强度 等性 能指标要 求外 ， 还 应满足施 工混凝 土具 有 良好和 易性 和粘聚性及 较大扩散 性 的要求 配合 比试 验在参 考同类工程防渗墙混凝土配合比的基础上 ， 结合工程 原材 料的特性 ， 确定 以下 混凝土配合 比参数 2 1 水 胶 比 水胶比是决定混凝土强度、 抗渗性及耐久性 的 重 要参 数 根据 防渗 墙 混 凝 土具 有 低 强 度 、 低 弹 模 、 高 抗渗 的特 点 ， 选用 0 6 2 、 0 6 5 、 0 6 8 、 0 7 1四种 水 5 4 浙 江水利水 电专科学校学报 第 2 4卷 胶 比进行 混凝 土抗 压 强 度 、 抗 拉 强 度 、 弹性 模 量 、 抗 渗等指标 的试验 2 2钠 基膨润 土掺 量 膨润 土是 一 种 以 蒙脱 石 为 主 要 成 份 的含 水 硅 铝 酸类 ， 属 无 机 非金 属矿 物 从 膨 润 土物 理 性 能 结 果可以看 出， 其颗粒较细 ， 掺人混凝 土 中有利 于降 低 模 强 比， 提 高 抗 渗性 ， 并 保 证 混凝 土 具有 较 好 的 和易性 根据同类防渗墙工程经验 ， 选择 2 5 、 3 0 、 3 5 的膨润土掺量进行配合比的各项性能试验 2 3砂 率 砂率的变动会 使骨料的 比表面积发生 明显 变 化 ， 将对 混 凝 土 拌 合 物 的流 动 性 、 可 塑 性 、 致 密 性 、 稳定性和粘聚性产生显著的影响 配合 比试验综合 考虑所用粗砂特点 ， 采用较大砂率来改善混凝土和 易性 ， 试 验选 择 5 2 、 5 3 、 5 4 、 5 5 三 种 砂 率 进 行 不 同水胶 比、 不 同膨 润土 掺量 的性能 试验 2 4 用 水量 混凝土单位 用水量 的多少 是控制混凝土拌 合 物 流动 度大小 的 主要 参数 在确 定 配合 比混 凝 土 单 位用水量时 ， 充分考虑满 足施工拌和物坍落度 1 8 0 2 2 0 mm、 扩散 度 为 3 4 0 4 0 0 mm， 并 具 有 良好 不 分散性的前提下 ， 选用掺加高效减水剂以降低混凝 土单位用水量 经配合 比试拌后确定用水量在 2 7 0 2 9 5 k g m 之 间 3 试验 方案及成果分析 3 1 试 验 方案 以不 同水 胶 比 、 不 同膨 润 土 掺 量 、 不 同砂 率 组 合成 1 2个塑性混凝土配合 比， 分别对抗压强度、 抗 拉强度 、 弹 性 模 量 、 渗 透 、 水 力 坡 降 等 性 能 进 行 验 证 试 验成果 见表 6 表 6 塑性混凝土配合比试验成果 3 2 成 果 分析 根据上表试验成果 ， 分析各参数对塑性混凝土 性能影响具有如下规律 ： ( 1 )设计 混凝 土 弹性 模 量 5 0 0 0 M P a 除 1 # 3 样 、 5 样6 # 、 9 混 凝 土 配 合 比的 弹性 模 量 值 超 出 外 ， 其余均满足设计要求 ( 2 )配合 比混凝土抗压强度在 7 01 1 5 M P a 之 间 ， 均 达到设 计 要 求 C 7 ； 抗 拉强 度 在 0 6 2 0 9 1 MP a 之间 ， 均达到设计 0 5 5 MP a 要求 ( 3 )抗渗指标 、 水力坡降均能满足设计要求 ( 4 )抗压强度与水胶 比的关系符合普通混凝 土的规律 ， 即强度 随水胶 比的增大而降低 ， 且水胶 比是影 响强度 的 主要参 数 ( 5 )抗压强度 随着膨润土掺量 的增大而降低 ， 第 3期 倪 雪金 ： 塑性 混 凝 土 配 合 比及 性 能指 标 试验 5 5 膨润土 2 5 掺 量 时 的强 度 值 大 于 3 0 和 3 5 掺 量 ( 6 )弹性模量随水胶 比的增大而降低 ， 水胶 比 是影响弹性模量 的主要参数 试验混凝土弹性模 量 在 4 0 6 0 6 6 1 0 MP a之 间 ( 7 )从 混凝 土 拌 和 物可 以看 出 ， 不 同砂 率 的 混 凝土和易性均较好 在一定 范围内 ， 砂率对强度 的 影 响不 大 ， 符合 普通 混凝 土 的规 律 ( 8 )用 水 量在 2 7 0 2 9 5 k g m 之 间 ， 且 随膨 润 土 掺量 的增 加 而增大 ， 影 响显 著 ( 9 )膨 润 土 颗 粒 较 细 ， 表 面 积 大 因 此 外 加 剂 掺 量 随膨润 土掺 量 的增加 而增 加 ( 1 0 )膨润 土掺量影响混凝 土弹性模量 ， 膨润 土掺 量 3 0 、 3 5 时 的混凝 土 弹性 模量 值优 于 2 5 掺量 时 的混 凝土 弹性 模量 值 ( 1 1 )渗透系数均 11 0， 满足防渗墙混凝 土技 术 指标 要求 4 塑性混凝 土配合 比 根 据 工 程 设 计 抗 压 强 度 C 7 、 抗 拉 强 度 0 5 5 MP a 、 弹性模量 E5 0 0 0 MP a 、 渗透 系数 11 0c m s 、 极 限水力坡降 2 5 0技术 指标 ， 选用 配合 比表 6中第 7号作为塑性混凝 土施工配合 比 推荐塑性混凝土施工配合 比见表 7 表 7 推荐塑性混凝土施 工配 合比 5 结 语 ( 1 )防渗墙 塑 性混 凝 土 ， 具 有 较 低 的 弹 性模 量 和较低 的模强 比、 较 大的极 限应 变、 良好 的抗渗 性 和耐久性等优 良特性 ， 而且塑性混凝土防渗墙施 工 简便 ， 工效高， 工期短 ， 造价低且利于环境保护 ( 2 )在设计塑性混凝土配合比时， 选用混凝土拌合 物达到工作性要求并具有良好粘聚眭时的较大砂率 ( 3 )为降低单位混凝 土用水量 ， 提高混凝土抗 渗性和耐久性 ， 在混凝土中掺入适量减水剂 ( 4 )膨 润 土是 一 种 无机 非 金 属 矿 物 材 料 ， 颗 粒 较 细 ， 能显 著提 高混 凝 土 和 易 性 ， 延 长 凝 结 时 间 ， 降 低 弹性 模量 ， 改 善抗 渗性 能 ( 5 )选择 优质原材料 ， 优 化配合 比， 配制 出既 能 满足 各项 设计 技 术 指 标 和施 工 性 能 的 要求 ， 又 经 济 合理 的塑 性混 凝 土 参 考 文献 ： 1 中华人民共和国 国家 质量监督 检验疫 总局 ， 中国 国家 标准化 管理 委员会 G B 1 7 52 0 0 7通用硅酸盐水泥 s 北京 ： 中国标 准出版社 ， 2 0 0 7 南京水利科学研究 院 S L 2 3 71 9 9 9土 工试 验规程 S 北京 ： 中国水利水 电出版社 ， 1 9 9 9 中国建筑 材料科 学研究 院水泥 科学研究 所 G B T 2 0 81 9 9 4 水 泥密度 测定方 法 s 北京 ： 中国标准 出版社 ， 1 9 9 5 中国长江三峡工 程开发 总公 司， 中 国葛 洲坝水 利水 电工 程集 团公 司 D L T 5 1 4 4 2 0 0 1 水 工混凝 土施 工规范 S 北京 ： 中 国电力出版社 ， 2 0 0 2 中国水利 水 电科学研 究 院 ， 南 京水 利科 学研 究 院 S L 3 5 2 2 0 0 6水工混凝土试验 规程 S 北 京 ： 中国水利 水 电出版社 ， 2 0 0 6 中华人 民共 和国 国家质 量监督检验检疫 总局 ， 中国国家标准 化管理委员会 G B 8 0 7 62 0 0 8混凝 土外加剂 S 北京 ： 中 国 标 准出版社 ， 2 0 0 9 中华 人民共和国国家发展和改革委员会 D L T 5 1 9 9 2 0 0 4水 电水 利工程混凝 土防渗墙 施工规 范 S 北京 ： 中 国电力出版 社 ， 2 0 0 5 王清友 ， 孙万功 ， 熊欢 塑性 混凝 土防渗墙 M 北京 ： 中 国 水 利水电出版社 ， 2 0 0 8 黄绪通 ， 杨宏伟 ， 刘云霞 塑性混凝 土防渗墙性能研 究 M 北 京 ： 中国电力出版社 ， 1 9 9 8 i