大掺量磨细矿渣混凝土试验研究

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发布时间：2021-09-09

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大掺量磨细矿渣混凝土试验研究
李克亮1lz。黄国泓z，唐修生
(1．华北水利水电学院，河南郑州45001 1；2．南京水利科学研究院瑞迪高新技术公司，江苏南京210024)
摘要：针对挡潮闸面临的耐久性问题，系统研究大掺量磨细矿渣混凝土的物理力学性能、耐久性能和热学性能。在掺量磨细矿渣混凝
土中，使用活化剂改善混凝土和易性和体积稳定性，并提高早期强度。使用强纶纤维改善大掺量磨细矿渣混凝土的抗拉与抗裂能力。配制
的大掺量磨细矿渣混凝土具有优良的抗氯离子侵蚀、抗硫酸盐侵蚀、延缓钢筋锈蚀等耐久性能，并具有较高的体积稳定性和抗裂能力、低
的早期放热速率和最终绝热温升。试验研究表明：大掺量磨细矿渣混凝土是解决挡潮闸结构耐久性问题的可行技术方案。
关键词：挡潮闸；耐久性；磨细矿渣；纤维；混凝土
中图分类号： TU528．041 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(201 1)09—0071—03
Experiment and engineering application of high-volum e GGBS concrete
LIKe—liang1,2 HUANG Guo-hong ．TANGXiu·sheng
(1．NorthChinaUniversityofWaterResources andElectricPower，Zhengzhou450011，China；
2．R&DHi曲TechnologyCo．，NanjingHydraulicResearchInstitute，Nanjing210024，China)
Abstract： To improve structure durability of coastal floodg~e，mechanical property，durability and thermal property ofhigh—volume ground
granulated blast·furnace slag(GGBS)concrete were investigated．Activator was used to improve workability，volume stability and early strength of
high—volume GGBS concrete．Fibre was used to improve concrete resistivities to tensile and crack．High-volume GGBS concrete had good resisting
properties ofchloride ion penetration，sulfate corrosion and steel—bar rustiness．It had good resistivity to crack with good volume stability and ten—
sile proerty，low heat liberation rate and adiabatic temperature rise．It is proved by experimental investigation that high—volum e GGBS concrete is a
viable technical measure to solve thecoast~floodg~e durability．
Keywords： floodgate；durability；grotmdgranulatedblast-furnace slag；fibre；concrete
0 引言
已建挡潮闸存在严重的钢筋锈蚀问题，主要是由于过去对
混凝土耐久性问题重视不够，加之施工质量控制较差，导致建
成的挡潮闸在使用期限内大多出现混凝土碳化、钢筋锈蚀等问
题，严重威胁结构安全。曹娥江大闸枢纽工程作为I等工程，是国
家重大水利基础设施项目，曹娥江河口地表水中氯离子含量为
3 042～3 181 mg／L，对钢筋混凝土结构中的钢筋均具有中等腐蚀
性，如何提高钢筋混凝土耐久性是工程关键技术问题。为此，研
究大掺量磨细矿渣混凝土的关键技术性能，为大闸枢纽工程建
设提供科学依据。
1 原材料与配合比
1．1 原材料
试验所用水泥为P·O 42．5级水泥，该水泥的需水量比为
27．2％，28 d抗压强度为44．1 MPa，抗折强度为8_3 MPa，其他性
能指标符合GB 175—1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》技
术要求。磨细矿渣粉的比表面积为454 m2／kg，28 d活性指数为
1 07％，其他性能符合GB／T 1 8736-2002(高强高性能混凝土用
矿物外加剂》中II级磨细矿渣的技术要求。砂为天然河砂，细度
模数为3．06。碎石为5--~20 mm、20--40 mm和40～80 I／lnl三种颗粒
收稿日期：2011_Jo3 16
级配。活化剂主要用于改善混凝土和易性，提高混凝土早期强度，
改善混凝土体积稳定性，主要成分为二水石膏、羟基化合物和
表面活性剂。强纶纤维用于闸墩二级配混凝土中用以提高抗拉
变形和抗裂能力，其表面经涂层活化处理，具有抗酸碱性强、抗
老化性好、抗拉强度高(>280 MPa)、弹性模量大(>3．8 GPa)等
特点。外加剂为萘系缓凝高效减水剂，用以塑化混凝土，延缓混
凝土凝结时间。
1．2 配合比
设计中，底板混凝土为C30P8F100三级配混凝土，闸墩、胸
墙为C30P8F100二级配混凝土。为提高混凝土耐久性和抗裂性
能，在胶凝材料中，采用61％磨细矿渣和4％活化剂取代水泥。考
虑到闸墩部位结构较为复杂，易因应力集中产生开裂，故在闸
墩部位混凝土中使用强纶纤维，以减少混凝土的早期塑性收缩，
提高抗拉变形和抗裂能力。经过试拌，确定了用于试验研究的混
凝土配合比，单位立方米混凝土原材料用量见表1。I和II配合
比混凝土为水胶比为O．45和O．40的普通混凝土，用于对比分
析。III为水胶比为0．40的二级配大掺量磨细矿渣混凝土，Ⅳ 为
水胶比为0．40的掺加0．9 kg／m 强纶纤维的二级配大掺量磨细
矿渣混凝土，v水胶比为0A0的三级配大掺量磨细矿渣混凝土。
III、IV、V配合比大掺量磨细矿渣混凝土和I配合比普通混
凝土的性能对比条件为同胶凝材料用量和同抗压强度条件下