中低强度模袋混凝土抗冻性试验研究

摘要

内蒙古河套灌区地处我国西北干旱地区，引黄灌溉对灌区农作物非常重要，灌区年平均引黄水量约50亿m3，占黄河过境水量的七分之一。然而河套地区天气寒冷，渠道衬砌受冻胀破坏严重，产生大量的灌溉用水损失和渠道衬砌维修养护费用，为解决渠道衬砌受冻胀破坏问题，灌区使用模袋混凝土渠道衬砌，取得了较好的抗冻胀效果。但是为了同时满足施工需要和抗冻性要求，渠道衬砌模袋混凝土仍然有亟待解决的问题。 本文主要分三部分进行研究，第一部分通过现场试验，分析适合模袋混凝土的施工参数；第二部分对多种模袋混凝土施工中常用的外加剂品种进行优选和矿物掺合料掺量进行优选；第三部分通过 1h 前后试件的抗冻试验结果，分析含气量损失对混凝土抗冻性的影响，以及消泡剂对模袋混凝土抗冻性的影响。本文的主要研究成果是： （1）扩展度对模袋混凝土充灌影响较大，混凝土扩展度不大于 500mm 时模袋混凝土充灌过程慢，并且易在顶部出现骨料堆积或爆袋现象，扩展度在500mm~600mm之间时混凝土充灌质量和速度均合理，扩展度大于600mm时模袋混凝土底部易聚集混凝土，严重时导致爆袋，适宜砂率范围为48%~55%； （2）以含气量损失率和扩展度损失率最低为目标，选取PCA-Q005聚羧酸减水剂和K12引气剂作为外加剂组合，有机硅消泡剂最优掺量为0.15%；对复掺不同掺量粉煤灰和矿渣粉混凝土，以扩展度损失率、含气量损失率和28d抗压强度为考察指标，分析研究了模袋混凝土扩展度损失率和含气量损失率的变化规律与特点。新拌模袋混凝土含气量损失率与扩展度损失率降低时最优掺量为30%粉煤灰与20%矿渣粉；掺合料掺量增加会降低混凝土早期强度，但是28d抗压强度依旧满足设计要求，并且随矿渣粉掺量增加而提高，最优掺量为10%粉煤灰与20%矿渣粉。综合考虑含气量损失率、扩展度损失率和力学性能时，最优搭配为30%粉煤灰与20%矿渣粉。 （3）通过1h前后抗冻试件，研究了含气量损失和消泡剂对混凝土抗冻性的影响，结果表明消泡剂可以有效降低掺聚羧酸混凝土的含气量损失率，掺消泡剂混凝土在300次冻融循环后质量损失率降低13%~19%，相对动弹模提高1%~7%；1h后成型的试件，其相对动弹模会降低 2%~9%，质量损失率会增加 19%~47%；含气量相同的 1h后试件和新拌试件抗冻性基本一致，新拌混凝土含气量达4%且1h后含气量在3%时，就可以满足F300抗冻性要求。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2模袋混凝土技术研究现状

1.3混凝土抗冻性研究现状

1.4本文研究内容及技术路线

第二章 材料与方法

2.1 试验原材料

2.2 试验方法

第三章 模袋混凝土现场试验

3.1试验目的及内容

3.2试验结果与分析

3.3 本章小结

第四章 外加剂与掺合料优选

4.1 外加剂优选试验

4.2 矿物掺合料优选试验

4.3 本章小结

第五章 抗冻性试验

5.1试验目的及内容

5.2试验结果

5.3混凝土外观变化

5.4结果分析

5.5本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

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