河北沧州某项目腐蚀环境下配制耐久性混凝土试验探索论文_宁武斌

(中核新能核工业工程有限责任公司 山西 太原 030012)

【摘 要】河北沧州距离渤海较近,也是京津冀一体化发展的关键位置,河北沧州某项目场地地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中等腐蚀性,本文主要探索了通过对氯离子渗透系数指标进行分析,在腐蚀环境下配制耐久性混凝土,得出硫酸盐抗蚀KS120指标,为地基处理、基础防腐提供帮助。

【关键词】中等腐蚀性;氯离子渗透系数指标(DRCM<4.0);硫酸盐抗蚀KS120指标(≥75%)

【中图分类号】TU375 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544(2017)14-0190-02

1.项目概况

根据地勘资料显示:勘探孔实测稳定水位埋深为2.5~2.8m,高程为1.40~1.77m。地下水类型为孔隙潜水,地下水年变幅约为1.0m。主要由大气降水补给,靠蒸发及人工开采排泄,场地地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性,在干湿交替作用下对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中等腐蚀性;场地地基土对混凝土结构具有弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中等腐蚀性,进行地基设计时应采取防腐措施。

本次以科普展览馆基础承台结构物为对象,通过调整混凝土配合比、掺入混凝土防腐剂、阻锈剂等措施,配制成满足施工性能和设计要求的具有防腐、阻锈性能的耐久性混凝土,在展览馆基础承台浇筑成型同时留置混凝土试件,并进行氯离子扩散系数、抗硫酸盐强度耐蚀系数两个关键耐久性能指标检测和评价。

2.相关法律依据

《混凝土抗硫酸类侵蚀防腐剂》(JC/T 1011-2006)

《钢筋混凝土阻锈剂》(JT/T 537-2004)

《普通混凝土长期性能和耐久性能能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)

《铁路混凝土结构耐久性设计规范》(TB 10005-2010)

《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T 50476-2008)

《岩土工程勘察报告》(地1510地勘1 中核新能核工业工程有限责任公司)

3.主要材料和试验过程

3.1 主要试验材料

根据 GB/T 50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》,结果表明,在无裂缝条件下,混凝土能够满足在腐蚀环境作用等级下达到100 年耐久性设计要求。

将混凝土制成截头圆锥体状的抗渗试件,其尺寸为上口直径175mm,下口直径185mm,高度为 150mm。同时在其中预埋钢筋,使得钢筋平行于试件底面,距离试件的上表面 70mm。标准条件( 温度 20℃,湿95% ) 下养护 7d,然后从养护室中取出,沿垂直方向劈裂。劈裂后将混凝土重新拼合完好,继续在标准养护21d。将养护好的试件压入抗渗试模中,用千分仪测量试件表面裂缝宽度,选取其中裂缝宽度小于0.20mm 的试件装载于抗渗机上进行试验。

本次试验使用的主要原材料及配合比见下表所示:

注:AB组使用武汉三源SY-KS与SY-R;BB组使用清华液体防腐剂。

3.2 主要试验步骤

3.2.1 试验组数及配合比的确定

以生产用普通混凝土配合比为基础配合比,在此基础上掺入SY-KS抗硫酸盐外加剂、SY-R钢筋混凝土阻锈剂,清华液体防腐剂在搅拌站试拌,确保混凝土的坍落度、和易性等施工性能满足设计和施工要求。

3.2.2 混凝土生产

(1)生产投料

在搅拌站生产混凝土时,通过人工投料,将试验外加剂按试验配合比确定的掺量,加入混凝土中,搅拌均匀。每一罐搅拌车内的混凝土使用同一个配合比,同一个承台需保证使用同配合比混凝土浇筑成型。

(2)出站检测

测试混凝土坍落度、和易性,满足要求后,运输至施工现场。

(3)留置试件

搅拌站留样:每车混凝土生产、装卸完成后,按照表6中标准养护试件组数留置试件,在同一车混凝土中,一次性留置该配合比所需试件并编号。

施工现场留样:搅拌车到达工地后,现场技术服务人员和搅拌站技术服务人员确定当车配合比后,在浇筑混凝土总量三分之一后,坍落度、和易性满足要求时,按照表6中同条件养护试件组数留置试件,在同一车混凝土中,一次性留置该配合比所需试件并编号。

(4)养护

同条件养护试件成型后,放置于和现场结构相同施工环境,并采取相同施工保护措施。根据沧州1月气温,在成型2~3天后拆模,并置于和现场结构相同施工环境,并采取相同施工保护措施。(例如实体结构在浇筑成型后覆盖土工布时,试件也应进行覆盖。)

标准养护试件成型后,在20±2℃室温环境下,进行预养护24h后,拆模,在搅拌站标准养护室(相对湿度≥95%,温度20±1℃)养护至检测龄期。

电通量试件,使用150mm×150mm×150mm的抗压强度试件成型,养护至检测龄期时,使用钻头直径100mm的钻机,钻芯取样,将试件加工成直径100mm,高50mm的圆柱试件,用于检测。

3.2.3 测试方法执行标准

(1)电通量检测方法执行标准

《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)第7章。

(2)抗硫酸盐侵蚀试验检测方法执行标准

《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)第14章。

3.2.4 本次试验结果参数如下

(1)氯离子渗透系数

由以上可知:

三源样品平均DRCM在3.1~2.9,满足设计要求DRCM≤4.0;氯离子渗透系数比随着掺量增加逐渐下降。

清华样品平均DRCM在4.3~4.9,不满足设计要求DRCM≤4.0;氯离子渗透系数存在最佳掺量2kg/方,并非随外加剂掺量增加而降低。

(2)硫酸盐干湿循环

由以上可知:

①空白混凝土硫酸盐抗蚀KS120强度降低至57~58%,不满足硫酸盐抗蚀KS120指标(≥75%)。

②三源样品(KS120:77~86%)与清华样品(KS120:82~85%)混凝土均能满足硫酸盐抗蚀KS120指标(≥75%)。

7.结论

(1)掺入三源样品与清华样品混凝土均能满足KS120硫酸盐抗蚀等级(KS120>75%);

(2)三源样品混凝土满足氯离子渗透系数指标(DRCM<4.0),清华样品混凝土不满足氯离子渗透系数指标(DRCM>4.0);

(3)三源样品SY-KS、SY-R双掺混凝土满足项目对混凝土耐久性指标要求。

参考文献

[1]安新正,易成,赵长彪,张结太.硫酸盐环境下再生混凝土的损伤演化研究[J].河北工程大学学报(自然科学版),2012(02).

[2]刘庆涛,岑国平,蔡良才,吴和胜.机场道面再生混凝土的抗冻性能及机理[J].华中科技大学学报(自然科学版),2011(12).

[3]冯嘉,李秋义,宋菁,张健.再生粗骨料混凝土抗冻性试验研究[J].青岛理工大学学报,2011(04).

论文作者:宁武斌

论文发表刊物:《建筑知识》2017年14期

论文发表时间:2017/7/17

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