低热硅酸盐水泥混凝土试验研究报告

伍锡柯

（中国水利水电第八工程局有限公司科研设计院　湖南长沙　410000）

低热硅酸盐水泥混凝土试验研究报告

伍锡柯

（中国水利水电第八工程局有限公司科研设计院湖南长沙410000）

本文对低热硅酸盐水泥进行混凝土性能试验研究，以期了解该水泥对大坝混凝土性能的影响。试验结果表明，低热硅酸盐水泥混凝土抗压、抗拉强度满足设计要求，但其混凝土早期强度低，水化热温升也低，在掺用相同掺量粉煤灰条件下，对降低混凝土早期水化热温升效果更好。早期强度低弹模也低，加上低水化热温升，有可能改善混凝土早期抗裂性。

低热硅酸盐水泥；水化热；抗裂性；降低

前言

为寻求适合水电工程使用的具有低发热量、高抗裂性的新型胶凝材料，对新增水泥品种低热硅酸盐水泥进行混凝土性能试验研究，以期了解该水泥对大坝混凝土性能的影响，特进行了本次试验。

1　试验原材料

1.1水泥

湖南特种水泥厂提供的低热硅酸盐水泥，品质检测结果满足《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》（GB200-2003）技术要求，检测结果见表1。

表1　水泥品质检测结果

1.2粉煤灰

采用邹县电厂生产的Ⅰ级粉煤灰，品质检测结果满足《水工混凝土掺粉煤灰技术规范》（DL/T5055-2007）中的Ⅰ级粉煤灰技术要求。

表2　粉煤灰品质检测结果

1.3砂石骨料

试验所用的骨料由黄登水电站大格拉砂石系统生产（母岩为石灰岩），依据《水工混凝土砂石骨料试验规程》（DL/T5151-2001）对骨料的品质进行检测，其试验结果分别见表3～4。

表3　砂的颗粒级配试验结果

由试验结果可知：

表4　砂石料品质检测成果表

1.4外加剂

依据《混凝土外加剂》（GB8076-2008）对江苏博特新材料股份有限公司生产JM-Ⅱ缓凝高效减水剂，湖南江海科技发展有限公司生产的TG-1A引气剂进行品质检测，检测结果见表5所示。

表5　外加剂品质检测成果

（1）人工砂属中砂范围，石粉含量检测值为15.6%，超过Ⅱ区标准要求（0～10%），用于常态混凝土时，建议减少人工砂中石粉含量，石粉含量调整到10%以内。

（2）组骨料的级配不良，粗骨料的中径筛余量不能满足《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）要求。

从表5的试验成果可知：JM-Ⅱ缓凝高效减水剂（常态）及TG-1A引气剂的各检测项目试验结果均能满足《混凝土外加剂》（GB8076-2008）的技术要求。

2　混凝土试验

2.1混凝土拌和物性能试验

采用加纳布维水电站工程配合比参数进行低热硅酸盐水泥混凝土拌和物试验，混凝土坍落度按3～5cm控制，大坝、结构混凝土含气量按4.5～5.5%控制、抗冲磨混凝土含气量按3.5～4.5%控制。混凝土拌和物试验结果见表6。

2.2混凝土性能试验

试验采用表7配比混凝土拌和物成型试件，混凝土性能试验结果汇总于表7。

2.2.1混凝土强度

混凝土抗压、抗拉强度试验结果见表8。由强度试验结果可以看出：

（1）按加纳布维水电站工程配合比参数进行低热硅酸盐水泥混凝土拌和物试验，混凝土坍落度按3～5cm控制，大坝、结构混各部位配合比参数拌制的混凝土，抗压强度均满足各强度等级混凝土设计要求，且大坝内部、基础和外部等90d设计龄期的混凝土富裕强度较多，28d设计龄期的较高强度等级的混凝土，抗压强度均满足设计强度要求。

（2）低热硅酸盐水泥具有早期强度不高、后期强度增长率高的特点。低热硅酸盐水泥7d、90d强度增长率分别在30～55%和135～200%。早期强度虽然较低，但完全满足施工对早期强度的要求（3d强度最低达到5MPa）。

（3）劈裂抗拉强度基本满足设计温控要求的抗拉强度要求（内部、水变区混凝土28d劈拉强度略低于设计要求），轴拉强度满足设计要求。从试验结果看，28d轴拉强度略高于劈拉强度，前者约为后者的1.1倍，90d强度两者持平。

（4）28d混凝土强度拉压比为7.27～7.72%、90d混凝土强度拉压比为6.61～7.55%，90d混凝土强度拉压比比28d的低些。

2.2.2极限拉伸值、干缩和弹性模量

混凝土极限拉伸值、干缩和弹性模量试验结果见表9。

表6　混凝土拌和物性能试验结果

表7　混凝土性能试验结果汇总表

表8　混凝土强度试验结果

表9　混凝土极限拉伸值、干缩和弹性模量试验结果

除基础混凝土28d极限拉伸值0.81×10-4稍低于设计要求（0.85×10-4）外，其余混凝土极限拉伸值均满足设计要求，且各配比混凝土90d极限拉伸值均比设计要求高得多。低热硅酸盐水泥后期极限拉伸值高与其后期强度增长率高是一致的。

低热水泥混凝土120d干缩变形为（279～340）×10-6，这对混凝土抗裂是有利的。

混凝土弹性模量与抗压强度成正比，抗压强度与弹性模量关系（见图1）与工程试验结果基本一致。

图1　抗压强度与弹模关系

3　结语

（1）湖南特种水泥厂生产的低热硅酸盐水泥品质检验结果满足《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》（GB200-2003）技术要求，且水泥水化热显著低于中热水泥。

（2）在加纳布维水电站工程混凝土配合比参数条件下，低热硅酸盐水泥混凝土抗压、抗拉强度满足设计要求。低热硅酸盐水泥混凝土早期强度低，水化热温升也低，在掺用相同掺量粉煤灰条件下，对降低混凝土早期水化热温升比中热水泥的效果更好。早期强度低弹模也低，加上低水化热温升，有可能改善混凝土早期抗裂性。

（3）综上所述，采用42.5低热硅酸盐水泥可以达到降低大坝混凝土温升、减少温度裂缝的目的。

TV431

A

1673-0038（2015）38-0134-03

2015-8-3

伍锡柯（1972-），男，工程师，本科，主要从事试验检测与管理工作。