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計院湖南長沙410000）

本文對低熱硅酸鹽水泥進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。試驗結果表明，低熱硅酸鹽水泥混凝土抗壓、抗拉強度滿足設計要求，但其混凝土早期強度低，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，品質檢測結果滿足《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）技術要求，檢測結果見表1。

表1　水泥品質檢測結果

1.2粉煤灰

采用鄒縣電廠生產的Ⅰ級粉煤灰，品質檢測結果滿足《水工混凝土摻粉煤灰技術規范》（DL/T5055-2007）中的Ⅰ級粉煤灰技術要求。

表2　粉煤灰品質檢測結果

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生產（母巖為石灰巖），依據《水工混凝土砂石骨料試驗規程》（DL/T5151-2001）對骨料的品質進行檢測，其試驗結果分別見表3～4。

表3　砂的顆粒級配試驗結果

由試驗結果可知：

表4　砂石料品質檢測成果表

1.4外加劑

依據《混凝土外加劑》（GB8076-2008）對江蘇博特新材料股份有限公司生產JM-Ⅱ緩凝高效減水劑，湖南江海科技發展有限公司生產的TG-1A引氣劑進行品質檢測，檢測結果見表5所示。

表5　外加劑品質檢測成果

（1）人工砂屬中砂范圍，石粉含量檢測值為15.6%，超過Ⅱ區標準要求（0～10%），用于常態混凝土時，建議減少人工砂中石粉含量，石粉含量調整到10%以內。

（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）及TG-1A引氣劑的各檢測項目試驗結果均能滿足《混凝土外加劑》（GB8076-2008）的技術要求。

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進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、結構混凝土含氣量按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，混凝土性能試驗結果匯總于表7。

2.2.1混凝土強度

混凝土抗壓、抗拉強度試驗結果見表8。由強度試驗結果可以看出：

（1）按加納布維水電站工程配合比參數進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、結構混各部位配合比參數拌制的混凝土，抗壓強度均滿足各強度等級混凝土設計要求，且大壩內部、基礎和外部等90d設計齡期的混凝土富裕強度較多，28d設計齡期的較高強度等級的混凝土，抗壓強度均滿足設計強度要求。

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

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

（4）28d混凝土強度拉壓比為7.27～7.72%、90d混凝土強度拉壓比為6.61～7.55%，90d混凝土強度拉壓比比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果見表9。

表6　混凝土拌和物性能試驗結果

表7　混凝土性能試驗結果匯總表

表8　混凝土強度試驗結果

表9　混凝土極限拉伸值、干縮和彈性模量試驗結果

除基礎混凝土28d極限拉伸值0.81×10-4稍低于設計要求（0.85×10-4）外，其余混凝土極限拉伸值均滿足設計要求，且各配比混凝土90d極限拉伸值均比設計要求高得多。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度成正比，抗壓強度與彈性模量關系（見圖1）與工程試驗結果基本一致。

圖1　抗壓強度與彈模關系

3　結語

（1）湖南特種水泥廠生產的低熱硅酸鹽水泥品質檢驗結果滿足《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條件下，低熱硅酸鹽水泥混凝土抗壓、抗拉強度滿足設計要求。低熱硅酸鹽水泥混凝土早期強度低，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。