膨胀聚丙烯纤维混凝土配合比试验研究
膨胀聚丙烯纤维混凝土配合比试验研究-权威资料 本文档格式为WORD,若不是word文档,则说明不是原文档。 最新最全的学术论文期刊文献 年终总结年终报告工作总结 个人总 结述职报告实习报告单位总结 摘要:本文通过对冷却塔聚丙烯纤维抗裂混凝土配合 比进行设计、试验、研究。得出掺聚丙烯纤维和膨胀剂对混凝 土的物理力学性能、长期性能及耐久性能进行比较分析等方面 的试验成果。为防止混凝土裂缝的产生或减少裂缝提供了一种 思路和方法。 关键词:混凝土配合比、聚丙烯纤维、膨胀剂、混凝 土防裂 TU37 A 1简介 为解决长期困扰火力发电厂冷却塔池壁在机组投产后产 生裂缝渗水现象,本人提出了在冷却塔池壁混凝土掺加膨胀剂 和聚丙烯纤维的解决方案。对掺加膨胀剂和聚丙烯纤维混凝土 的物理力学性能、抗裂、抗渗、耐久等性能遵循《普通混凝土 配合比设计规程》和《混凝土结构工程施工及验收规范》进行 了系统的混凝土配合比试验,以下是试验结果、结论。 2试验原材料 2. 1水泥 采用江山虎山普通硅酸盐42. 5级,检验依据标准《硅 酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》,试验成果表明虎山普硅42. 5 水泥物、化性能指标均能满足质量标准要求。 2.2、集料 细集料为当地的天然河砂,粗集料两种,一种为当地的 天然河卵石,另一种为人工轧制碎石,粒径5〜40 mm。砂、石 料性能检验依据《建筑用砂》和《建筑用碎、卵石》。经检验 砂、石集料各项指标均满足品质指标要求。 2.3、外加剂 TEA膨胀剂和BLY引气减水剂由水电十二局科研所外加 剂厂生产。TEA膨胀剂,检验依据标准《混凝土膨胀剂》, BLY引气减水剂检验依据标准《混凝土外加剂》。经检验, BLY引气减水剂、TEA膨胀剂均符合国标规定要求。 2.4、聚丙烯纤维 改性聚丙烯纤维为上海固芭工程材料有限公司生产,聚 丙烯纤维符合 GB/T3916—1997> Q/20182318—5. 1—1999 标准 要求。 3冷却塔工程混凝土配合比设计 3. 1聚丙烯纤维和膨胀剂在混凝土中的作用 3. 1. 1聚丙烯纤维是一种新型复合材料,混凝土中加入 聚丙烯纤维能在一定程度上改善混凝土脆性,利用聚丙烯纤维 抗拉强度高的特点,承担混凝土中部分拉应力。利用均匀分布 纤维将结构有害宽裂缝分散为均匀细微裂缝。 3.1.2加膨胀剂后,利用在约束下的混凝土变形来补偿 其部分收缩变形,抵消钢筋混凝土结构在收缩过程中产生的部 分拉应力,使混凝土结构裂缝控制在少裂范围内,实践表明是 一种防止和减少混凝土开裂有效方法之一。 3. 2混凝土设计强度等级 抗压C25;抗渗P6;抗冻F100 3. 3抗裂纤维混凝土技术要求 坍落度100-130 mm;聚丙烯纤维掺量0. 9kg/m 3 根据《普通混凝土配合比设计规程》、《混凝土结构工 程施工及验收规范》和混凝土设计要求,抗压强度保证率 95%,混凝土强度标准差取为。=5.0。混凝土配制强度为: feu, k + 1. 645。=33. 2Mpa 3.4冷却塔混凝土配合比试验 由于冷却塔工程混凝土为流动性混凝土,流动性混凝土 特点坍落度较大,水泥用量相应增加,单位用水量增加使混凝 土干缩收缩越大,产生裂缝的潜在危险较高。在混凝土中掺入 适量的膨胀剂可以起到补偿收缩作用;掺入引气减水剂,可改 善混凝土拌合物和易性,在降低单位用水量的同时减少水泥用 量降低水化热,提高混凝土抗冻性能;并对其进行了不同TEA 膨胀剂混凝土力学性能试验,以确定混凝土中掺入上述外加剂 后混凝土力学性能,在混凝土中掺入0. 9 kg/m3改性聚丙烯纤 维,对掺聚丙烯纤维混凝土做了混凝土力学性能试验,从试验 成果可以看出: (1) 在掺入1. 5%BLY引气减水剂和不同膨胀剂掺量条件 下混凝土抗压强度基本不降低。 (2) 在保持相同坍落度的情况下,掺入聚丙烯纤维后混 凝土较不掺时单位用水量有所提高,每立方混凝土用水量增加 2〜3 kg左右。 (3) 膨胀混凝土变形性能试验 从混凝土变形性能试验成果可以看出: 3.4.1混凝土随着TEA膨胀剂掺量增大,膨胀量逐渐增 大。 3.4. 2掺膨胀剂混凝土湿养后置于空气中混凝土会产生 收缩,说明掺膨胀剂混凝土在混凝土浇筑完毕后应及时做好保 湿保温养护,否则不能较好地发挥补偿收缩作用与膨胀效果。 4冷却塔工程聚丙烯纤维混凝土性能试验研究 4. 1混凝土拌合物性能试验 4. 1. 1聚丙烯纤维混凝土均匀性试验 为保证在混凝土搅拌过程中聚丙烯纤维均匀分散,因此 做了聚丙烯纤维混凝土均匀性试验,采用搅拌机分别拌合 2min> 2. 5min> 3min从外观上目测判别是否有结团及与砂浆 是否有不粘结现象,从试验过程中目测混凝土没有结团现象, 与水泥砂浆间的粘结力较好,混凝土拌合2min以上纤维分散 比较均匀。 4. 1. 2坍落度损失试验 在混凝土试验过程中发现,由于掺入聚丙烯纤维后混凝 土坍落度损失较快,为确定坍落度损失情况,进行了坍落度损 失试验,测试方法:测定初始坍落度后把全部混凝土料装入铁 桶,用塑料布密封,存放15min后将桶内物料倒入拌料板上, 用铁锹翻拌两次,进行坍落度试验,得出坍落度保留值,再将 全部混凝土料装入桶内,密封再存放30min和60min,得出坍 落度保留值。 从试验成果分析,聚丙烯纤维混凝土坍落度损失较为严 重,混凝土出机后经过15min坍落度损失达49%,不掺纤维混 凝土(称空白)坍落度损失达40%,纤维混凝土后期坍落度损 失率逐渐放缓,纤维混凝土比空白混凝土坍落度损失率大 3% 〜5%。 4. 1.4混凝土拌合物性能 从混凝土拌合物性能试验成果可以看出,混凝土和易性 好,无泌水、保水性好,不易分离,含气量指标在4〜6%之 间,有利于混凝土抗冻性能。凝结时间试验结果表明:聚丙烯 纤维混凝土与基准混凝土相比,凝结时间缩短40分钟左右能 够满足施工要求。 4. 2混凝土力学性能及耐久性试验 针对上述试验成果,又对不掺聚丙烯纤维混凝土,和掺 入聚丙烯纤维0. 9 kg/m3混凝土进行了混凝土力学性能和耐久 性指标比较试验,从试验成果可以看出: 4.2.1由于改性聚丙烯异型抗裂纤维的掺入,混凝土抗 压强度与不掺相比有一定提高(104%〜108%),而抗渗性能有 较明显提[Wj。 4. 2. 2聚丙烯纤维混凝土极限拉伸值分别为1. 10X10- 4、1.25X10-4、1.33X10-4,从成果中分析与不掺混凝土有 ~定提[Wj o 4.2.3混凝土试件在恒温20 + 2°C,恒温室内相对湿度 60 + 5°C条件下,聚丙烯纤维混凝土干缩率小于不掺混凝土。 5冷却塔工程膨胀混凝土参数的确定 对膨胀混凝土进行补偿收缩能力的设计,最主要是确定 混凝土的限制膨胀率(£ ),限制膨胀率的选定是以混凝土不 出现裂缝,满足补偿收缩要求,使混凝土最终变形小于混凝土 极限拉伸为判定标准。 其补偿收缩通式为: I Y 1 = 1 e-S2-ST|<|SK| 式中:£混凝土的限制膨胀率(%) S2混凝土的限制干缩率(%) ST混凝土的冷缩率(%) Y混