低熱硅酸鹽水泥混凝土試驗研究報告

伍錫柯

（中國水利水電第八工程局有限公司科研設(shè)計院　湖南長沙　410000）

低熱硅酸鹽水泥混凝土試驗研究報告

伍錫柯

（中國水利水電第八工程局有限公司科研設(shè)計院湖南長沙410000）

本文對低熱硅酸鹽水泥進(jìn)行混凝土性能試驗研究，以期了解該水泥對大壩混凝土性能的影響。試驗結(jié)果表明，低熱硅酸鹽水泥混凝土抗壓、抗拉強(qiáng)度滿足設(shè)計要求，但其混凝土早期強(qiáng)度低，水化熱溫升也低，在摻用相同摻量粉煤灰條件下，對降低混凝土早期水化熱溫升效果更好。早期強(qiáng)度低彈模也低，加上低水化熱溫升，有可能改善混凝土早期抗裂性。

低熱硅酸鹽水泥；水化熱；抗裂性；降低

前言

為尋求適合水電工程使用的具有低發(fā)熱量、高抗裂性的新型膠凝材料，對新增水泥品種低熱硅酸鹽水泥進(jìn)行混凝土性能試驗研究，以期了解該水泥對大壩混凝土性能的影響，特進(jìn)行了本次試驗。

1　試驗原材料

1.1水泥

湖南特種水泥廠提供的低熱硅酸鹽水泥，品質(zhì)檢測結(jié)果滿足《中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥》（GB200-2003）技術(shù)要求，檢測結(jié)果見表1。

表1　水泥品質(zhì)檢測結(jié)果

1.2粉煤灰

采用鄒縣電廠生產(chǎn)的Ⅰ級粉煤灰，品質(zhì)檢測結(jié)果滿足《水工混凝土摻粉煤灰技術(shù)規(guī)范》（DL/T5055-2007）中的Ⅰ級粉煤灰技術(shù)要求。

表2　粉煤灰品質(zhì)檢測結(jié)果

1.3砂石骨料

試驗所用的骨料由黃登水電站大格拉砂石系統(tǒng)生產(chǎn)（母巖為石灰?guī)r），依據(jù)《水工混凝土砂石骨料試驗規(guī)程》（DL/T5151-2001）對骨料的品質(zhì)進(jìn)行檢測，其試驗結(jié)果分別見表3～4。

表3　砂的顆粒級配試驗結(jié)果

由試驗結(jié)果可知：

表4　砂石料品質(zhì)檢測成果表

1.4外加劑

依據(jù)《混凝土外加劑》（GB8076-2008）對江蘇博特新材料股份有限公司生產(chǎn)JM-Ⅱ緩凝高效減水劑，湖南江?？萍及l(fā)展有限公司生產(chǎn)的TG-1A引氣劑進(jìn)行品質(zhì)檢測，檢測結(jié)果見表5所示。

表5　外加劑品質(zhì)檢測成果

（1）人工砂屬中砂范圍，石粉含量檢測值為15.6%，超過Ⅱ區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求（0～10%），用于常態(tài)混凝土?xí)r，建議減少人工砂中石粉含量，石粉含量調(diào)整到10%以內(nèi)。

（2）組骨料的級配不良，粗骨料的中徑篩余量不能滿足《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T5144-2001）要求。

從表5的試驗成果可知：JM-Ⅱ緩凝高效減水劑（常態(tài)）及TG-1A引氣劑的各檢測項目試驗結(jié)果均能滿足《混凝土外加劑》（GB8076-2008）的技術(shù)要求。

2　混凝土試驗

2.1混凝土拌和物性能試驗

采用加納布維水電站工程配合比參數(shù)進(jìn)行低熱硅酸鹽水泥混凝土拌和物試驗，混凝土坍落度按3～5cm控制，大壩、結(jié)構(gòu)混凝土含氣量按4.5～5.5%控制、抗沖磨混凝土含氣量按3.5～4.5%控制。混凝土拌和物試驗結(jié)果見表6。

2.2混凝土性能試驗

試驗采用表7配比混凝土拌和物成型試件，混凝土性能試驗結(jié)果匯總于表7。

2.2.1混凝土強(qiáng)度

混凝土抗壓、抗拉強(qiáng)度試驗結(jié)果見表8。由強(qiáng)度試驗結(jié)果可以看出：

（1）按加納布維水電站工程配合比參數(shù)進(jìn)行低熱硅酸鹽水泥混凝土拌和物試驗，混凝土坍落度按3～5cm控制，大壩、結(jié)構(gòu)混各部位配合比參數(shù)拌制的混凝土，抗壓強(qiáng)度均滿足各強(qiáng)度等級混凝土設(shè)計要求，且大壩內(nèi)部、基礎(chǔ)和外部等90d設(shè)計齡期的混凝土富裕強(qiáng)度較多，28d設(shè)計齡期的較高強(qiáng)度等級的混凝土，抗壓強(qiáng)度均滿足設(shè)計強(qiáng)度要求。

（2）低熱硅酸鹽水泥具有早期強(qiáng)度不高、后期強(qiáng)度增長率高的特點(diǎn)。低熱硅酸鹽水泥7d、90d強(qiáng)度增長率分別在30～55%和135～200%。早期強(qiáng)度雖然較低，但完全滿足施工對早期強(qiáng)度的要求（3d強(qiáng)度最低達(dá)到5MPa）。

（3）劈裂抗拉強(qiáng)度基本滿足設(shè)計溫控要求的抗拉強(qiáng)度要求（內(nèi)部、水變區(qū)混凝土28d劈拉強(qiáng)度略低于設(shè)計要求），軸拉強(qiáng)度滿足設(shè)計要求。從試驗結(jié)果看，28d軸拉強(qiáng)度略高于劈拉強(qiáng)度，前者約為后者的1.1倍，90d強(qiáng)度兩者持平。

（4）28d混凝土強(qiáng)度拉壓比為7.27～7.72%、90d混凝土強(qiáng)度拉壓比為6.61～7.55%，90d混凝土強(qiáng)度拉壓比比28d的低些。

2.2.2極限拉伸值、干縮和彈性模量

混凝土極限拉伸值、干縮和彈性模量試驗結(jié)果見表9。

表6　混凝土拌和物性能試驗結(jié)果

表7　混凝土性能試驗結(jié)果匯總表

表8　混凝土強(qiáng)度試驗結(jié)果

表9　混凝土極限拉伸值、干縮和彈性模量試驗結(jié)果

除基礎(chǔ)混凝土28d極限拉伸值0.81×10-4稍低于設(shè)計要求（0.85×10-4）外，其余混凝土極限拉伸值均滿足設(shè)計要求，且各配比混凝土90d極限拉伸值均比設(shè)計要求高得多。低熱硅酸鹽水泥后期極限拉伸值高與其后期強(qiáng)度增長率高是一致的。

低熱水泥混凝土120d干縮變形為（279～340）×10-6，這對混凝土抗裂是有利的。

混凝土彈性模量與抗壓強(qiáng)度成正比，抗壓強(qiáng)度與彈性模量關(guān)系（見圖1）與工程試驗結(jié)果基本一致。

圖1　抗壓強(qiáng)度與彈模關(guān)系

3　結(jié)語

（1）湖南特種水泥廠生產(chǎn)的低熱硅酸鹽水泥品質(zhì)檢驗結(jié)果滿足《中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥》（GB200-2003）技術(shù)要求，且水泥水化熱顯著低于中熱水泥。

（2）在加納布維水電站工程混凝土配合比參數(shù)條件下，低熱硅酸鹽水泥混凝土抗壓、抗拉強(qiáng)度滿足設(shè)計要求。低熱硅酸鹽水泥混凝土早期強(qiáng)度低，水化熱溫升也低，在摻用相同摻量粉煤灰條件下，對降低混凝土早期水化熱溫升比中熱水泥的效果更好。早期強(qiáng)度低彈模也低，加上低水化熱溫升，有可能改善混凝土早期抗裂性。

（3）綜上所述，采用42.5低熱硅酸鹽水泥可以達(dá)到降低大壩混凝土溫升、減少溫度裂縫的目的。

TV431

A

1673-0038（2015）38-0134-03

2015-8-3

伍錫柯（1972-），男，工程師，本科，主要從事試驗檢測與管理工作。