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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:2159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。