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防渗混凝土铁铝酸盐水泥运用

2020-09-16 10:18 作者:菠菜评级 点击:

  防渗混凝土铁铝酸盐水泥运用_材料科学_工程科技_专业资料。防渗混凝土铁铝酸盐水泥运用 1 前言 1974 年,中国建筑材料科学研究院的技术人员在对无水硫铝酸 盐进行研究的基础上,发明了以硫铝酸钙(CS)和硅酸二钙(C2S)为主 要矿物的硫酸盐水泥,1987

  防渗混凝土铁铝酸盐水泥运用 1 前言 1974 年,中国建筑材料科学研究院的技术人员在对无水硫铝酸 盐进行研究的基础上,发明了以硫铝酸钙(CS)和硅酸二钙(C2S)为主 要矿物的硫酸盐水泥,1987 年,又采用铁矾土研制成功了以硫铝酸 钙(C,s)、硅酸二钙(CS)和铁相(CF 或 C,AF)为主要矿物的铁铝酸盐 水泥。铁铝酸盐水泥的矿物组成特征是以其含有大量的硫酸盐矿物 (CA)而区别于其它水泥,并由此构成了铁铝酸盐水泥早强、高强、高 抗渗、高抗冻、耐腐蚀、低碱性和生产能耗低等基本特点。 2 铁铝酸盐水泥混凝土的配制材料 2.1 铁铝酸盐水泥的定义 铁铝酸盐水泥是以适当成份的石灰石、矾土(铁矾土)和石膏为原 料低温(1300~1350%)煅烧而成的以 C4AS、C,S 和 C4AF 为主要矿物 组成的熟料,通过掺加适量混合材(石膏)等进行共同粉磨所制成的。 其水化产物主要由钙矾石、单硫型水化硫铝酸钙、铝胶和铁胶等组成。 2.2 铁铝酸盐水泥的技术性能 铁铝酸盐水泥的比重与硅酸盐水泥相比较低,一般波动范围在 2.482.94 之间。水泥的粉磨细度也较高,大大超过了硅酸盐水泥 的指标要求,由于铁铝酸盐水泥细度较高,水化速度快,因此造成混 凝土的塌落度损失过大,将会给混凝土的施工操作带来困难。铁铝酸 ——文章来源网络,仅供个人学习参考 盐水泥的初终凝结时间比较硅酸盐水泥快得多,一般其初凝时间在 30~50min 之间,终凝时间在 40~90min 之间,而且初终凝时间之差 一般较硅酸盐水泥短得多。 2.3 集料 铁铝酸盐水泥混凝土对集料的要求与普通水泥混凝土对集料的 要求基本上是一致的。在用铁铝酸盐水泥制备高强混凝土的,粗集料 宜选用密实坚硬的石灰岩或深层火成岩。最大料径不超过 20mm;细 集料除了要求砂的细度模数外,还需严格控制含泥量,含泥量过高将 会对混凝土的强度和其它性能产生不利的影响。值得说明的是,目前 碱活性集料在我国一些地区分布较广,一些工程已经发生了由于混凝 土的碱一集料反应而产生的破坏,铁铝酸盐水泥能有效地抑制活性石 英玻璃的碱一硅酸盐反应膨胀及高活性白云质石灰岩的碱一碳酸盐 反应膨胀。因此,在不得不使用碱活性集料的场合,采用铁铝酸盐水 泥可以作为防止碱一集料反应破坏发生的一种有效技术手段。 2.4 关于铁铝酸盐水泥混凝土的配合比设计 铁铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥相比在性能上有明显的差别,它 的初凝时间较短,其拌合物的坍落度损失也较快,但早期强度发展迅 速,因此在进行铁铝酸盐水泥混凝土配合设计时除了应满足混凝土的 强度要求外,还必须考虑混凝土的施工操作性能,包括混凝土的初凝 时间、坍落度和坍落度损失的控制。铁铝酸盐水泥以 3d 龄期定为水 泥标号,其混凝土早期强度的发展比普通水泥混凝土高很多,因此普 通水泥中强度与 W/C 的对应关系不适应于铁铝酸盐水泥混凝土。铁 ——文章来源网络,仅供个人学习参考 铝酸盐水泥的理论水灰比约为 0.44,远高于硅酸盐水泥的理论水灰 经,因此在用铁铝酸盐水泥配制高标号混凝土时,由于水灰比一般较 低,将会有相当一部分水泥颗粒不能水化,很难得到硬度与水灰比之 间所对应关系。用铁铝酸盐水泥配制高强混凝土必须根据现场施工的 具体情况通过试配确定。已有的工程实践和试验室经验可作为试配的 依据。 3 铁铝酸盐水泥混凝土的抗渗性物理力学性能 为了考察铁铝酸盐微膨胀水泥混凝土的抗渗性能与其它类型的 混凝土进行了对比,试验结果见表 1,铁铝酸盐水泥混凝土的抗渗性 之所以好,是因为该水泥硫铝酸钙水化产物在受到水化空间等邻位限 制的条件下,向各孔隙延伸发展,使得未来的通道一一断开。除此以 外,铁胶和铝胶类水化产物不断填充空隙,这种双重作用的叠加,使 得混凝土的孔隙率降低,最可几孔径向小孔径漂移。铁铝酸盐水泥混 凝土的抗渗性优于防水剂混凝土的原理即是如此铁铝酸盐水泥剂混 凝土在其自身的膨胀过程中受到各种限制的内部机制发生了与防水 剂混凝土不同的变化,各水化物之间相互挤压,获得相互连生、搭连, 从而具有较高的抗裂性和抗渗性。通过试验结果表明,由于早期强度 高,其 3—7d 的抗渗能力与硅酸盐水泥混凝土 28d 的抗渗能力相当。 龄期为 7d 的掺外加剂的铁铝酸盐水泥高强混凝土逐级加至 15kg/cm 时试件的平均透水高度仅为 1cm。 4 铁铝酸盐微膨胀水泥混凝土的性能 4.1 不同养护条件下混凝土的抗压及抗折强度 ——文章来源网络,仅供个人学习参考 表 2 是 LT 厂生产的铁铝酸盐微膨胀水泥混凝土在不同养护条件 下的抗压和抗折。从表中的数据可知,混凝土的早期强度增长较快。 与硅酸盐水泥混凝土相比,其抗折强度的早强效果尤为明显,这对工 程施工中防止或避免早期裂缝的产生有一定的益处。铁铝酸盐水泥微 膨胀混凝土的强度比较稳定,受养影响较小,尤其是抗折强度较高, 说明其断裂韧性优良。不过,在水中养护的混凝土后期的抗折强度要 高一些。抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)养护条件 3d7d28d3d7d28d 自 然养护 34.86162.O4.87.88.O 标准养护 39.962.966.65.18-2702 水中养护 34.163.268.14.68.5I1.4 水养 14d 转干空 34.163.267.84.68.510.5 注:混凝寸=的配合比为:水泥:砂: 石:水=l:l78:2.63:o.4。 4.2 微膨胀混凝土的变形行为 结构物的开裂大多数是属于变形变化(温度、收缩、不均匀沉陷) 引起的。普通混凝土在自身强度发展过程中,伴随着几种收缩,这些 收缩变形是引起结构物开裂的主要原因之一。由于普通混凝土的干缩 远大于其限拉伸率,因此普通混凝土本身不能克服这一缺点。自从补 偿收缩混凝土问世以来,借助膨胀水泥中膨胀水化产物的膨胀性能, 在一定程度是克服了混凝土的干缩开裂。 4.3 微膨胀混凝土 28d 内的变形特性 为了进行比较,对不同养护条件下的混凝土在限制条件下的变形 进行了测定,混凝土试件成型后先放入水中,7d 后必须入干空室, 相对湿度为 60%,普通混凝土在水化早期放入水中生产生一定的湿 ——文章来源网络,仅供个人学习参考 胀,一旦放入干空室,其干缩迅速达到并超过混凝土的拉伸极限值。 而还残留有较高的正变形。相对正变形(限制膨胀)为 4x10 左右。作 为补偿收缩混凝土,铁铝酸盐水泥微膨胀混凝土是优质的。水中养护 的膨胀较大,标准养护次之,自然养护较小。干湿循环养护时,试件 出水后开始收缩,28d 时试件的尺寸仍大于自然养护的试件。 4.4 长龄期混凝土的胀缩特性 判断混凝土补偿收缩能力的主要依据是其长期干湿循环条件下 的变形情况,我 irish 道普通混凝土在干湿循环条件下,结构尺寸渐 超于某一稳定点,这个稳定点对初始尺寸是负变形,并且超过混凝土 的极限变形。铁铝酸盐微膨胀水泥混凝土在水中养护一个月后放入干 空室(20+3℃,相对湿度 60%)让其充分干缩(时间为 1 年),然后放 置于水中养护(时间也为 1 年),一年后再置于干空室干缩。铁铝酸盐 微膨胀水泥混凝土水中养护置于干空室后仍会干燥收缩,而且有一定 的落差。第三次回水养护后,试件的膨胀恢复非常迅速。虽最终并未 恢复到原有的膨胀水平,但再次干燥收缩时,则有一个突出的特点, 第二次干缩的落差很小,干缩速率变慢,且经一年干缩后试件尺寸趋 于稳定,基本不再收缩。这个趋于稳定的状态处于正变状态,甚至高 于第一次干缩后的状态。工程实践中将铁铝酸盐水泥混凝土作补偿收 缩结构材料时,露天结构由于在干湿交替变化的条件中,该混凝土仍 然处于正变状态。不会导致结构开裂。其次,用于温湿度变化很小的 地下工程,结构更加稳定,由于铁铝酸盐水泥的膨胀而产生的自应力 以及水化产物的纵横连生,结构会更加致密。 ——文章来源网络,仅供个人学习参考 5 结论 铁铝酸盐水泥的性能特点与传统的硅酸盐水泥相比有着明显的 差别,既有优点又有缺点,如早期水化热过于集中对早期强度的发展 有利,但对于大体积混凝土温度裂缝的控制的确有不利的一面。不过, 在具体的使用条件下,不利条件可以转化为有利条件,只要措施得当, 在大体积混凝土有防渗要求的混凝土工程中应用铁铝酸盐水泥会比 使用普通硅酸盐水泥取得更好的技术效果。 铁铝酸盐水泥的初凝时间比硅酸盐水泥快,在进行混凝土的连续 施工作业时应掺加专用的#t-,~nN 以控制混凝土的凝结时问和和易性。 铁铝酸盐水泥总水化热量虽然不比硅酸盐水泥高,但 70~80%集中 在 1224h 之间释放,混凝土的早期水化热相当高。因此应避免在炎热 气候下进行大体积混凝土的施工,因为如果混凝土拌合物的温度太高, 水泥早期集中水化后造成混凝土内部升温过高,影响混凝土的质量。 再者,铁铝酸盐水泥的强度发展规律与硅酸盐水泥不同。采用铁铝酸 盐水泥施工可以及早脱模,加快施工进度。最后,铁铝酸盐微膨胀水 泥具有补偿收缩的作用效果,从而可以减少混凝土的开裂。 ——文章来源网络,仅供个人学习参考

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