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 |
吸
水
率
(%) |
含
泥
量
(%) |
超
径
(%) |
逊
径
(%) |
坚
固
性
(%) |
针片状含 量
(%) |
压碎指标 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 |
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 |
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
(%) |
水
灰
比 |
砂率(%) |
配 合 比 |
减
水
率
% |
凝 结 时 间
时:分 |
抗 压 强 度 |
抗渗
标 |
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。