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                FK防水剂在珊溪水库工程引水隧洞中的应用

                浏览人次:1696人  发布时间:2013年5月3日
                1、前言
                        随着社会经济的发展,现代混凝土建筑工程应该具有更快的建设速度,更好的使用功能,更长寿命及更广泛的使用范围。FK防水剂用泵送混凝土浇捣速度快,施工效率高,工期缩短,节省人工等优点,在各种建筑工程、城市商品混凝土施工中得到广泛的应用。温州文成县珊溪水库工程引水隧洞两条隧洞走向平行。引水隧洞进水口底部分别为:1#洞为▽100m,全长310m2#洞为▽86m,全长331m。主洞直径7m,压力钢管洞径4m。进水口、主洞段、闸门井的衬砌型式为钢筋混凝土衬砌,支洞压力钢管段的衬砌型式钢衬混凝土,采用泵送混凝土施工。强度等级为C25,抗渗标号S10,泵送混凝土坍落度控制在14~18cm。在配合比试验中,除对普通原材料进行选择优化外,选择一种能满足设计要求的外加剂也是非常重要的。 本试验选用水电十二局施工科研所混凝 土外加剂厂 生产的FK防水剂,试验证明:FK防水剂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、试验用原材料
                 2.1  水泥
                         采用江山525普通硅酸盐 水泥 (虎山牌),其物理力学性能化学成份试验按国标(GB-175-92)结果如下:表一、表二。       
                 江山525#普通硅酸盐水泥物理力学性能             表一
                项  目
                稠  度
                 
                %
                安定性
                凝结时间  (h:min)
                抗压强度   (MPa)
                抗折强度   (MPa)
                初  凝
                终   凝
                3 d
                28 d
                3 d
                28 d
                国  标
                /
                合格
                ≥0:45
                ≤10:00
                22.0
                52.5
                4.0
                7.0
                试 验结 果
                25.48
                合格
                2:20
                3:05
                37.0
                62.0
                6.1
                8.7
                江山525#普通硅酸盐水泥化学成份                          表二
                成  分
                CaO
                MgO
                SiO2
                Al2 O3
                SO3
                Fe2O3
                FcO
                烧失量
                %
                标准
                /
                ≤5.0%
                /
                /
                ≤3.5%
                /
                /
                ≤5.0%
                含量  %
                60.76
                2.32
                23.26
                5.59
                2.19
                4.11
                0.84
                2.06
                         从检验成果看,江山525#普通硅酸盐水泥的各项指标均满足现行国标要求。
                2.2 集料
                        砂石料为天然河砂和卵石,性能试验依据《水工混凝土试验规程》(SD105-82)检验,其试验结果见表三。砂、石骨料品质符合现行有关规范要求。
                 
                砂、石料物理性能                                表三
                材料
                性能
                集料
                名称
                细 度
                 
                 
                模 数
                饱和面干表观密度
                 
                g/cm3
                (%)
                (%)
                 
                (%)
                 
                (%)
                (%)
                针片状含  量
                 
                (%)
                压碎指标  值
                (%)
                2.4
                2.51
                3.23
                1.6
                0
                7
                /
                /
                5~20(mm)
                /
                2.63
                1.73
                0.04
                2
                5
                0
                2.85
                20~40(mm)
                /
                2.64
                1.32
                0.24
                2
                1
                0
                /
                 
                2.3 外加剂
                        2.3.1 外加剂选用水电十二局施工科研所混凝土外加剂厂生产FK防水剂掺量10%,试验依据行业标准《砂浆混凝土防水剂》(JC474-92),经检验KF防水剂符合一等品要求。
                        2.3.2 防裂型FK混凝土防水剂是由多种矿物成份和特制有机材料组成,经粉碎煅烧、粉磨、混合而成的一种新型防裂、防水材料,较好地解决了高抗渗自防水混凝土防水的这一难题。
                        该产品具有高效减水功能,掺量8~12%减水率可达15~25%,延缓结时间,  混凝土含气量1~3%,不泌水。配制高强防水混凝土,可大幅度提高混凝的早期及后期强度,7天可提高 30~50%,28 天可提高20~40%。90天可提高10~20%。配制同标号混凝土,可节约水泥10~20% ,适合于 配制出高流态(15~20cm)的泵送混凝土。 
                3、混凝土配合比
                 3.1 根据珊溪水库引水隧洞工程混凝土设计和施工要求,采用泵送混凝土浇捣,选择配     合比掺FK9%试验,见表四。
                 
                掺FK9%混凝土施工配合比                        表四
                混 凝 土
                 
                强度等级
                (%)
                落度(mm)
                每立方混凝土材料用量  (kg/m3)
                水泥
                FK
                卵 石  mm
                5~20
                20~40
                C25 S10
                0.52
                38
                16
                280
                25
                714
                471
                707
                160
                                
                        经现场拌和使用,明显改善了混凝土拌和物的和易性及保水性。坍落度损失小,满足泵送要求。
                3.2  在施工过程中,掺用FK防水剂的混凝土经质控人员现场抽样,其抗压强度、抗渗标号均满足和超过设计的要求,见表五
                 
                混凝土的抗压强度、抗渗标号统计表                     表五
                混 凝 土
                强度等级
                FK
                掺量(%)
                抗  压  强  度     (MPa)
                抗    渗   标  号
                组数
                最大
                最小值
                平均
                设计值
                组数
                最小值
                平均值
                C25 S10
                9
                89
                46.8
                24.7
                36.15
                S10
                8
                >S12
                >S12
                   
                3.3 按照监理要求,对使用FK防水剂低掺量进行优化,掺量分别为8%、9%用基准配合比进行比较,试验内容:减水率、凝结时间、抗压强度、抗渗标号、混凝土限制膨胀率。膨胀率是采用100mm×100mm×300mm试件、配筋率为0.785%,试验成果见 表六、表七。
                 
                FK不 同 掺 量 对 比 试 验 成 果                 表六
                样品
                 
                编号
                掺  量
                 
                (%)
                砂率(%)
                配 合  比
                %
                凝 结 时 间
                时:分
                抗  压   强  度
                抗渗
                 
                水泥:砂:石子
                初 凝
                终 凝
                7d
                28d
                90d
                基准
                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不同掺量对混凝土膨胀率的影响              表七
                FK防水剂掺量
                (%)
                混  凝  土  限  制  膨  胀  率            ( ×10—4)
                备注
                水               中
                空   气  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
                比及强度
                见表六
                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  通过试验该产品在混凝土中低掺量时各项指标也能满足施工要求,并具有微膨胀性易性能,是防止或减少内部温度裂缝的有效途径。在钢筋的约束下,水化的早期能产生0.01~0.05%的限制膨胀率。掺量对限制膨胀率有较大的影响,掺量越大,限制膨胀率也随之增大,因此限制膨胀率可根据工程需要,通过增减掺量进行调节。
                4、结论
                4.1 FK防水剂产品在珊溪水库工程引水隧洞泵送混凝土中的应用,良好地改善和易性及凝结时间。
                4.2有效地补偿混凝土收缩,提高混凝土的抗渗性和抗裂性。
                4.3 适用于地下室、屋面、隧道、高速公路、排水池、水泵站等有防水、防渗、防潮混凝土中应用。