1、前言
隨著社會經濟的發展,現代混凝土建筑工程應該具有更快的建設速度,更好的使用功能,更長壽命及更廣泛的使用范圍。FK防水劑用泵送混凝土澆搗速度快,施工效率高,工期縮短,節省人工等優點,在各種建筑工程、城市商品混凝土施工中得到廣泛的應用。溫州文成縣珊溪水庫工程引水隧洞兩條隧洞走向平行。引水隧洞進水口底部分別為:1#洞為▽100m,全長310m2#洞為▽86m,全長331m。主洞直徑7m,壓力鋼管洞徑4m。進水口、主洞段、閘門井的襯砌型式為鋼筋混凝土襯砌,支洞壓力鋼管段的襯砌型式鋼襯混凝土,采用泵送混凝土施工。強度等級為C25,抗滲標號S10,泵送混凝土坍落度控制在14~18cm。在配合比試驗中,除對普通原材料進行選擇優化外,選擇一種能滿足設計要求的外加劑也是非常重要的。 本試驗選用水電十二局施工科研所混凝 土外加劑廠 生產的FK防水劑,試驗證明:FK防水劑能大幅度改善混凝土的自防水性能,提高耐久性和改善混凝土和易性。
2、試驗用原材料
2.1 水泥
采用江山525普通硅酸鹽 水泥 (虎山牌),其物理力學性能化學成份試驗按國標(GB-175-92)結果如下:表一、表二。
江山525#普通硅酸鹽水泥物理力學性能 表一
項 目 |
稠 度
% |
安定性 |
凝結時間 (h:min) |
抗壓強度 (MPa) |
抗折強度 (MPa) |
初 凝 |
終 凝 |
3 d |
28 d |
3 d |
28 d |
國 標 |
/ |
合格 |
≥0:45 |
≤10:00 |
22.0 |
52.5 |
4.0 |
7.0 |
試 驗結 果 |
25.48 |
合格 |
2:20 |
3:05 |
37.0 |
62.0 |
6.1 |
8.7 |
江山525#普通硅酸鹽水泥化學成份 表二
成 分 |
CaO |
MgO |
SiO2 |
Al2 O3 |
SO3 |
Fe2O3 |
FcO |
燒失量
% |
標準 |
/ |
≤5.0% |
/ |
/ |
≤3.5% |
/ |
/ |
≤5.0% |
含量 % |
60.76 |
2.32 |
23.26 |
5.59 |
2.19 |
4.11 |
0.84 |
2.06 |
從檢驗成果看,江山525#普通硅酸鹽水泥的各項指標均滿足現行國標要求。
2.2 集料
砂石料為天然河砂和卵石,性能試驗依據《水工混凝土試驗規程》(SD105-82)檢驗,其試驗結果見表三。砂、石骨料品質符合現行有關規范要求。
砂、石料物理性能 表三
材料
性能
集料
名稱 |
細 度
模 數 |
飽和面干表觀密度
g/cm3 |
吸
水
率
(%) |
含
泥
量
(%) |
超
徑
(%) |
遜
徑
(%) |
堅
固
性
(%) |
針片狀含 量
(%) |
壓碎指標 值
(%) |
砂 |
2.4 |
2.51 |
3.23 |
1.6 |
0 |
0 |
7 |
/ |
/ |
5~20(mm) |
/ |
2.63 |
1.73 |
0.04 |
2 |
0 |
5 |
0 |
2.85 |
20~40(mm) |
/ |
2.64 |
1.32 |
0.24 |
2 |
1 |
1 |
0 |
/ |
2.3 外加劑
2.3.1 外加劑選用水電十二局施工科研所混凝土外加劑廠生產FK防水劑摻量10%,試驗依據行業標準《砂漿混凝土防水劑》(JC474-92),經檢驗KF防水劑符合一等品要求。
2.3.2 防裂型FK混凝土防水劑是由多種礦物成份和特制有機材料組成,經粉碎煅燒、粉磨、混合而成的一種新型防裂、防水材料,較好地解決了高抗滲自防水混凝土防水的這一難題。
該產品具有高效減水功能,摻量8~12%減水率可達15~25%,延緩結時間, 混凝土含氣量1~3%,不泌水。配制高強防水混凝土,可大幅度提高混凝的早期及后期強度,7天可提高 30~50%,28 天可提高20~40%。90天可提高10~20%。配制同標號混凝土,可節約水泥10~20% ,適合于 配制出高流態(15~20cm)的泵送混凝土。
3、混凝土配合比
3.1 根據珊溪水庫引水隧洞工程混凝土設計和施工要求,采用泵送混凝土澆搗,選擇配 合比摻FK9%試驗,見表四。
摻FK9%混凝土施工配合比 表四
混 凝 土
強度等級 |
水
灰
比 |
砂
率
(%) |
坍
落度(mm) |
每立方混凝土材料用量 (kg/m3) |
水泥 |
FK |
砂 |
卵 石 mm |
水 |
5~20 |
20~40 |
C25 S10 |
0.52 |
38 |
16 |
280 |
25 |
714 |
471 |
707 |
160 |
經現場拌和使用,明顯改善了混凝土拌和物的和易性及保水性。坍落度損失小,滿足泵送要求。
3.2 在施工過程中,摻用FK防水劑的混凝土經質控人員現場抽樣,其抗壓強度、抗滲標號均滿足和超過設計的要求,見表五
混凝土的抗壓強度、抗滲標號統計表 表五
混 凝 土
強度等級 |
FK
摻量(%) |
抗 壓 強 度 (MPa) |
抗 滲 標 號 |
組數 |
最大 |
最小值 |
平均 |
設計值 |
組數 |
最小值 |
平均值 |
C25 S10 |
9 |
89 |
46.8 |
24.7 |
36.15 |
S10 |
8 |
>S12 |
>S12 |
3.3 按照監理要求,對使用FK防水劑低摻量進行優化,摻量分別為8%、9%用基準配合比進行比較,試驗內容:減水率、凝結時間、抗壓強度、抗滲標號、混凝土限制膨脹率。膨脹率是采用100mm×100mm×300mm試件、配筋率為0.785%,試驗成果見 表六、表七。
FK不 同 摻 量 對 比 試 驗 成 果 表六
樣品
編號 |
摻 量
(%) |
水
灰
比 |
砂率(%) |
配 合 比 |
減
水
率
% |
凝 結 時 間
時:分 |
抗 壓 強 度 |
抗滲
標 |
水泥:砂:石子 |
初 凝 |
終 凝 |
7d |
28d |
90d |
基準 |
0 |
0.61 |
36 |
1:2.13:3.84 |
0 |
7:50 |
12:00 |
16.3 |
25.7 |
27.6 |
S 8 |
F-1 |
8 |
0.54 |
36 |
1:2.13:3.84 |
17.2 |
10:15 |
13:40 |
23.1 |
33.1 |
40.6 |
>S10 |
F-2 |
9 |
0.54 |
36 |
1:2.13:3.84 |
17.4 |
10:20 |
14:20 |
26.9 |
37.2 |
53.1 |
>S10 |
FK不同摻量對混凝土膨脹率的影響 表七
FK防水劑摻量
(%) |
混 凝 土 限 制 膨 脹 率 ( ×10—4) |
備注 |
水 中 |
空 氣 中 |
3d |
5d |
7d |
14d |
28d |
90d |
0 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
-0.767 |
-1.667 |
混凝土配合
比及強度
見表六 |
8 |
1.033 |
1.067 |
1.084 |
1.10 |
-0.234 |
-1.80 |
9 |
1.133 |
1.267 |
1.284 |
1.317 |
0.267 |
-0.567 |
3.4 通過試驗該產品在混凝土中低摻量時各項指標也能滿足施工要求,并具有微膨脹性易性能,是防止或減少內部溫度裂縫的有效途徑。在鋼筋的約束下,水化的早期能產生0.01~0.05%的限制膨脹率。摻量對限制膨脹率有較大的影響,摻量越大,限制膨脹率也隨之增大,因此限制膨脹率可根據工程需要,通過增減摻量進行調節。
4、結論
4.1 FK防水劑產品在珊溪水庫工程引水隧洞泵送混凝土中的應用,良好地改善和易性及凝結時間。
4.2有效地補償混凝土收縮,提高混凝土的抗滲性和抗裂性。
4.3 適用于地下室、屋面、隧道、高速公路、排水池、水泵站等有防水、防滲、防潮混凝土中應用。