糯扎渡水电站混凝土掺合料优选试验.pdf

第 3 8卷第 9期 2 0 1 2 年9月 水 力 发 电 糯扎渡水 电站混凝土掺合料优选试验 董艳萍 ，李锡林 ，王清宝 ，蒋许章 ( 中国水 电顾 问集 团昆明勘测设计研 究院，云南 昆明 6 5 0 0 5 1 ) 摘 要 ：由于便于就地取材 ，在实际工程应用中 ，以矿渣 、石灰石粉作为混凝土掺合料较为普遍。针对糯扎渡水 电 站工程 ，通过对铁矿渣与石灰石粉掺配的掺合 料进 行试 验研究 ，优选双掺料 品种 、掺量及掺配 比例 ，进一 步改 善了 混 凝 土 的性 能 ， 关键词 ：铁矿渣粉 ；石灰石粉 ；双掺料 ；方差分析 ；糯扎 渡水 电站 Opt i m i z a t i o n Te s t s on Co nc r e t e Admi xt ur e s i n Nuoz adu Hydr opo we r St a t i o n D o n g Y a n p i n g ， L i X i l i n ， Wa n g Q i n g b a o ， J i a n g Xu z h a n g ( H y d r o C h i n a K u n m i n g E n g i n e e r i n g C o r p o r a t i o n ， K u n m i n g 6 5 0 0 5 1 ， Y u n n a n ， C h i n a ) Abs t r ac t ：Ta k i n g t h e mi x t u r e o f i r o n s l a g p o wd e r an d l i me s t o n e p o wd e r a s c o n c r e t e a d mi x t ur e h a s b ee n c o mmo n l y us e d i n r e c e n t y e a r s i n t h e c o n s t r u c t i o n o f h y d r o p o w e r p r o j e e t s b e c a u s e o f i t s a c c e s s i b i l i t y I n t h e c o n s t r u c t i o n o f N u o z h a d u Hy dr o p o we r S t a t i o n，t h e c o n c r e t e a d mi x t ur e c o n s i s t e d by i r o n s l ag p o wde r a n d l i me s t o ne p o wd e r i s r e s e a r c he d by t e s t s ，a n d t h e v a r i e t i e s ，c o n t e n t s a n d t h e mi x i n g p r o p o r t i o n o f d o u b l e a d mi x t u r e s p o w d e r a r e a l s o p r o p o s e d t o f u rth e r i mp r o v e t h e pe r f o r ma nc e o f c o n c r e t e Ke y W o r d s ： i r o n s l a g p o w d e r ； l i me s t o n e p o w d e r , d o u b l e a d mi x t u r e p o w d e r ； v a r i a n c e a n a l y s i s ； Nu o z h a d u Hy d r o p o w e r S t a t i o n 中图分类号 ： T V 4 2 3 ( 2 7 4 ) 文献标识码 ： A 文章编号 ： 0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 2 ) 0 9 0 0 4 4 0 3 1 试验材料 1 1 水 泥 采 用 普 洱 建 峰 水 泥 厂 生 产 的 P 04 2 5级 普 硅 水 泥 ，共 采 用 了 4个 批 号 。 经 检 测 ，水 泥 的各 项 指 标 均 满足 GB 1 7 5 - 2 0 0 7 通 用 硅酸盐 水 泥要 求 。 1 - 2 掺合 料 1 2 1 铁 矿渣 粉 采 用 普 洱 建 材 有 限 公 司 生 产 的水 淬 铁 矿 渣 粉 ，2 批 样 品 ，按 比表 面积 3 8 0 4 0 0 mV k g进 行 磨 制 ，简 称 Tl 和 T2 2批 铁 矿 渣 粉 的 主 要 化 学 成 分 为 S i C 、 C a O、 Al 2 O3 、Mg O、F e 2 O3 ，T l 约 占 8 6 ，T 2 约 占 9 7 ，T 1 含 其 他 杂 质 较 多 。 化 学 成 分 见 表1 。 与 T 相 比 ， T 2 C a O 及 Al 2 03含 量 高 约 6 ， 2 8、9 0 d活 性 指 数 高 约 3 0 。 T 7 2 8 d活 性 指 数 增 长 3 ，2 8 9 0 d 增 长 9 ； T 2 7 2 8 d活 性 指 数 增 长1 0 ， 2 8 9 0 d增 长 8 。 T ： 活 性 明 显 优 于 rf 1 。 品 质 检 测 结 果 见 表 2 瑟 f ， f - ， l o 9 表 1 铁矿渣粉的化学成分 嫠 8 0 pm， 活 性 指 数 7 d 2 8 d 9 0( 1 1 2 2 石灰 石粉 石 灰 石 粉 样 品 分 别 按 0 0 8 0 I I I l T I 筛 筛 余 1 0 、 6 2个 细 度 进 行 磨 制 ，简 称 L。 和 L 。 L 、L ， 。 的 主 要 化 学 成 分 为 C a O， 约 占 5 4 ，烧 失 量 大 ，约 为 4 2 。 化 学 成 分 见 表 3 。2种 细 度 的 仃 收稿 日期 ：2 0 1 2 0 7 0 6 作者简介 ：董艳萍 ( 1 9 6 6 一 ) ，女 ，云南 峨山 人 ，高级 工程 师 主要从事建材试 验工作 第 3 8 卷第 9期 董艳萍 ， 等： 糯扎渡水电站混凝土掺合料优选试验 灰 石 粉 活性 指 数 随龄 期 增 长而 降 低 。石 灰 石 粉 品质 检 测 结 果 见 表 4 。 石 灰 石 粉 对 强 度 基 本 无 贡 献 。 表 3石灰石粉的化学成分 翕 蓥 8 0 xm， k 2 7 0 6 5 7 O 1 5 0 3 0 9 7 7 0 6 9 6 3 Llo 2 7 2 6 2 6 O 2 9 4 3 0 98 6 8 6 2 6 3 2 掺合料物理力学性能 矿 渣 粉 作 为 混 凝 土 掺 合 料 容 易 导 致 混 凝 土 泌 水 ， 但 其 活 性 好 ；石 灰 石 粉 作 为 混 凝 土 掺 合 料 ， 能 改 善 混 凝 土 和 易 性 ，减 少 泌 水 和 离 析 ，但 其 基 本 上 无 活 性 。若 在 混 凝 土 中 同 时 掺 用 矿 渣 粉 与 石 灰 石 粉 ， 可 以 优 势 互 补 ，具 有 更 好 的 综 合 效 应 。 本 文 采 用 矿 渣 粉 与石 灰 石粉 按 6 ： 4、5 ： 5 、4 ： 6的质 量 比例 混 合 ，掺 量 为 2 0 、3 0 、4 0 进 行 r胶 砂 需 水 量 、 强 度 、 水 化 热 、 千 缩 性 能 试 验 。 试 验 结 果 平 均 值 见 表 5 。 从 表 5可 知 ，T I J 6 、T L。 。 、T ： L 、T ： L 1 。 4种 掺 合 料 需 水 量 比在 9 6 9 9 之 间 ，均 有 一 定 的减 水 作 用 ，但 差 异 不 大 。4种 掺合 料 抗 压 强 度 比随 掺 量增 加 而 降 低 ，T L 、T L 。 。随 龄 期 变 化 不 明 显 ，T 、 T L 。 随龄 期 增 长 而增 加 。4种 掺 合 料 均 能 有 效 降低 水 化 热 ，水 化 热 比 随 掺 量 增 加 而 降 低 ， 随 龄 期 增 长 而 增 加 。 T L 、T。L 。 对 胶 砂 十 缩 可 起 到 一 定 的 抑 制 作 用 ， 而 T k 、 T L 。对 胶 砂 干 缩 略 有 增 加 作 用 ， 干 缩 率 比 总 体 随 掺 量 增 加 而 降 低 ，随 龄 期 增 长 而 减 小 。 3 方差分析 根 据 以 上 试 验 结 果 为 进 一 步 优 选 双 掺 料 比 例 、掺 量 及 品 种 ，本 文 以 各 龄 期 抗 压 强 度 比 、 干 缩 率 比及 水 化 热 比 为 考 察 指 标 进 行 全 因 子 方 差 分 析 。 各 因子 显著 性 通 过 F ( 因子 水 平 改 变 引起 的 方差 与 误差 引起 的 方差 之 比 )值 按 以下原 则 进 行 判定 ： 当 F F o ) 时 为 不 显 著 ； 当 ) F F o 0 5 ) 时 为 有 影 响 ； 当 F o 0 5 ) F F o 。 ( f l )时 为 高度 显 著 。其 中 ， 为 因 子 自 由度 ； 为 误 差 自由度 。F检 验 临 界 值 见 表 6 。各 考察 指 标 下 的 F值 列 于表 7 。 表 6 F检验临界值 南显 著性 检 验可 知 ： ( 1 )影 响 7、2 8 d抗 压 强 度 比主 要 因素 为 掺 合 料 掺 量 、品种 及 两者 交 互 作 用 ， 比例 因素 对 7 d强 度 比影 响不 显著 ；影 响 9 0 d抗压 强 度 比主 要 因素 为 掺 合 料 比例 、掺 量 及 品种 。 ( 2)影 响 1 、3 d水化 热 比主要 因 素为 掺合 料 掺 量 ， 比 例 及 品 种 影 响 均 不 显 著 ； 影 响 7 d水 化 热 比 主要 因素 为掺 合 料 掺量 、品种 、掺 量 与 品种 的交 互 作 用 、 比例 与 品 种 的 交 互 作 用 。 ( 3 )影 响 7 d干 缩率 比主要 因素 为 掺合 料 品种 ； 影 响 2 8 d干缩 率 比主要 因素为掺 合料 掺量 ：影 响 9 0 d干缩率 比主要 因素为 掺合 料掺 量及 品种 。 综 上 所 述 ，各 因 素 对 胶 砂 性 能 的 影 响 从 大 到 小 为掺 量 、品种 、 比例 。 因子 水 平 的选 择 要优 先 考 虑 胶 砂 强 度 比高 ，且 后 期 强 度 增 长 较 大 的 因 素 ， 同 时 ， 还 要 兼 顾 胶 砂 水 化 热 性 能 及 干 缩 率 。 通 过 计 算 各 主 要 因 子 组 合 对 考 察 指 标 的 影 响 ，选 择 出 较 优 的 因 子 组 合 为 A1 B2 C 4 ( 比 例 6 ： 4、掺 量 3 0 、 品 种 T 2 L 。 ) 及 A2 B2 C 4 ( 比例 5： 5、掺 量 3 0 、 品种 T 2 L 。 0 ) 。 相 比较 而言 ，2种 因子组 合下 胶砂 后 期活 性较 高 ，但 7 d和 9 0 d干缩率 比略偏 大 。 4 混凝土性能复核 针 对 现 场 常 用 的 三 级 配 C 2 5 W 8 F l O 0及 二 级 配 C3 0 W 8 F 1 0 0两 种 混 凝 土 配 合 比 采 用 以 上 优 选 的 | r 2 L 。 。 、 比例 5 ： 5的双 掺 料 按 3 0 掺 量对 混 凝 土 各 项 表 5各掺量下胶砂强度比、水化热比及干缩率比平均值 焉 友电 表 7 方差分析 F值 2 01 2年 9月 强 度 抗压强度 MP a 劈 拉压 比， 轴拉压 比， 静 压弹强 L I O 轴拉弹强 L F I O 极限拉伸值， 1 0 等 级了 性 能 进 行 了 复 核 。 混 凝 土 骨 料 采 用 勘 界 河 砂 石 系 统 生 产 的花 岗岩 外加 剂 采用 Z B 一1 A缓凝 高 效减 水剂 及 J M一 2 0 0 0引气 剂 。混 凝 土配合 比见 表 8 。 试 验结 果 表 明 ， 级 配 C 2 5混 凝 土 拌合 物 和 易 性 良好 ，无 板 结及 泌 浆 现 象 ，泌水 率 为 0。二 级 配 C 3 0混 凝 土拌 合 物 和 易性 良好 ，无 板结 现象 ，表 面 有 少许泌 浆 ，泌水率为 6 5 3 ，泌水持续时间约 6 h 。 混 凝 土 劈 拉 压 比 为 6 8 7 3 ，轴 拉 压 比 为 7 0 7 8 拉 压 比 均 在 正 常 范 围 内 ；7 d弹 强 比 在 1 01 0 1 1 X 1 0 。之 间 2 8 d在 0 7 1 0 一 0 9x l O 之 间 ，属 中等 弹模 ，随着 龄 期 的增 长 ，混凝 土 弹 强 比 逐 渐 降 低 ：混 凝 土 2 8 d极 限拉 伸 值 约 为 l O O x 1 0 。 混 凝 土 抗 渗 及 抗 冻 等 级 均 满 足 设 计 要 求 。 混 凝 土 力 学 性 能 试 验 结 果 见 表 9 。 耐 久 性 试 验 结 果 见 表 1 0 。 5 结论 通 过 对 4种 掺 合 料( T L 6 、T L。 。 、r r 2 L 6 、T L 。 )、 不 同双 掺 比例( 6 ： 4、5 ： 5、4 ： 6) 、不 同 掺 量( 2 0 、 3 0 、4 0 ) 的 胶 砂 需 水 量 比 、抗 压 强 度 比 、水 化 热 、 十 缩 率 4个 方 面 性 能 的试 验 研 究 表 明 ： ( 1 )4种 掺合 料 为 铁 矿 渣 粉 与 石灰 石 粉 按 比例 进 行 配 制 ， 均 有 一 定 的 减 水 作 用 ， 可 不 同 程 度 地 降 低 水 化 热 及 对 干 缩 产 生 一 定 影 响 。 同 时 ，掺 合 料 的 活 性 主 要 由 矿 渣 粉 的 品 质 决 定 。 通 过 对 各 龄 期 胶 砂 抗 压 强度 比 、水化 热 比及 十缩 率 比进 行 全 冈子 方 差 分 析 ，选 择 较 优 的 组 合 为 掺 合 料 T ： L 。 。 、 比 例 6 ： 4或 5 ： 5、掺 量 3 0 。 ( 2 ) 采 用 T ： L 。掺 合 料 、 双 掺 比 例 5： 5、 掺 量 3 0 对 C 2 5 W8 F1 0 0 三 级 配 混 凝 土 及 C 3 0 W 8 F1 O 0二 级 配 混 凝 土 复 核 试 验 结 果 表 明 ，混 凝 土 各 项 性 能 满 足 设计 要 求 ，混 凝 土拌 合 物性 能 良好 ，尤 其 是 级 配 常 态 混 凝 土 ，拌 合 物 没 有 出 现 泌 水 泌 浆 现 象 。 配 制 的混凝 土 弹 性模 量适 中 ，极 限拉 伸 值较 大 ，有利 于 混 凝 土 温 控 防 裂 。 ( 3 ) 建 议 双 掺 料 采 用 T ： 铁 矿 渣 粉 与 石 灰 石 粉 掺 配 。 同 时 ，可 适 当调 整 铁 矿 渣 粉 及 石 灰 石 粉 的 磨 制 细 度 铁 矿 渣 粉 比表 面 积 控 制 为 3 8 0 4 0 0 mZ k g， 灰石 粉 细 度控 制 0 0 8 mE 筛 筛余 率 小 于 1 0 ，双 掺 比 例 为 5 ： 5 。 ( 责任 编辑杨健 )