核電站纖維混凝土的配制與應(yīng)用

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1、核電站纖維混凝土的配制與應(yīng)用崔曉斌，陳云飛，張穎，馬健維（山東電力建設(shè)第二工程公司濟南250100）摘要本文介紹了核電站聚丙烯纖維混凝土在配制階段采用試驗室內(nèi)混凝土配合比初步試驗和攪拌站可行性試驗相互驗證的試配方案，對試驗室內(nèi)拌制混凝土和攪拌站拌制混凝土工作性能進行對比驗證，以確定混凝土配合比在該攪拌站的可生產(chǎn)性。在攪拌站生產(chǎn)過程中用試配前所優(yōu)選原材料的性能指標對生產(chǎn)中控制原材料進行控制的技術(shù)措施，減小混凝土工作性能波動，并在生產(chǎn)過程中建立關(guān)鍵點進行有效監(jiān)控，使混凝土拌合物具備良好的工作性能，增強了纖維混凝土的施工性能。陽江核電站一期工程PX聯(lián)合泵房及GD廊道所施工纖維混凝土結(jié)

2、構(gòu)內(nèi)在質(zhì)量及表面觀感都達到較好的水平，提高了該項目混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞聚丙烯纖維混凝土坍落度出機溫度核電站陽江核電站一期工程PX聯(lián)合泵房及GD廊道使用聚丙烯纖維混凝土。聚丙烯纖維是經(jīng)特殊工藝制成的聚丙烯單絲短纖，摻加在混凝土中，可有效防止混凝土早期裂縫，提高抗裂、抗?jié)B、抗凍等性能，增加混凝土延性，對于改善混凝土結(jié)構(gòu)、提高混凝土的耐久性、保障工程質(zhì)量、延長工程壽命均有顯著意義。1混凝土的配制1.1核電站纖維混凝土的技術(shù)要求核電站PX聯(lián)合泵房及GD廊道使用纖維混凝土約9萬m3，其技術(shù)要求：技術(shù)規(guī)格書要求強度等級C40；抗?jié)B等級P10；PX聯(lián)合泵房局部要求

3、抗凍等級F150；最小膠凝材料用量不低于325kg；聚丙烯纖維摻量0.9kg/m3；混凝土氯離子含量小于技術(shù)要求600g/m3；采用泵送施工，要求坍落度為100mm~140mm。1.2原材料的選擇(1)聚丙烯纖維聚丙烯纖維（見圖1）為半透明狀，束狀單絲結(jié)構(gòu)，投入水中具有良好分散性，投入混凝土中攪拌后呈不規(guī)則亂向單絲狀分布。聚丙烯纖維應(yīng)有以下基本要求[1]：具有較高的抗拉強度和變形能力，防止攪拌過程中纖維折斷、拉斷，增強硬化后的韌性；具有較高的彈性模量，有利于應(yīng)力傳至纖維，提高早期的抗裂效果；具有合適的長徑比，兼顧抗拉、抗彎強度與韌性，提高其分散性，使易于攪拌，不易結(jié)團；與水泥基

4、材有良好的化學相容性，不受侵蝕；環(huán)保無害，來源廣泛。技術(shù)規(guī)格書規(guī)定摻量0.9kg/m3，物理參數(shù)見表1。表1聚丙烯纖維物理參數(shù)纖維類型密度當量直徑長度抗拉強度彈性模量斷裂伸長率束狀單絲0.91g/cm318-48μm19mm450MPa3900MPa15%圖1聚丙烯纖維外觀(2)水泥在開工前，對水泥廠家進行源地評審，要求水泥熟料、摻合料產(chǎn)地穩(wěn)定，要求供應(yīng)核電的水泥專線生產(chǎn)、專庫儲存，保證水泥品質(zhì)穩(wěn)定。采用強度等級42.5水泥，氯離子含量小于0.05%。(3)骨料砂石選自核電站自建砂石廠，砂符合JGJ52-2006中II區(qū)要求的中砂，細度模數(shù)為2.6~2.8，碎石符合JGJ52-

5、2006要求的公稱粒徑5mm~31.5mm，采用二級配，為5mm-16mm和16mm-31.5mm，按質(zhì)量比4:6混合后滿足5mm~31.5mm連續(xù)級配。大小石子分庫存放，避免離析。(4)摻合料在技術(shù)規(guī)格書中規(guī)定了最小水泥用量，所以在滿足混凝土設(shè)計強度的前提下，摻加粉煤灰主要改善混凝土的和易性。采用I級粉煤灰，氯離子含量小于0.05%。(5)外加劑針對陽江常年炎熱氣候，添加外加劑的主要作用是緩凝、減水，且外加劑應(yīng)具有穩(wěn)定的坍落度經(jīng)時變化量和減水率。如果坍落度經(jīng)時變化量達不到要求，應(yīng)由外加劑廠家調(diào)整外加劑中緩凝、保坍成分，直到調(diào)整合格。1.3纖維混凝土工作性能的特點按普通混凝土設(shè)

6、計方法，在其他材料不變的情況下，拌制2組混凝土，觀察試拌情況（見圖2），試拌結(jié)果如下表2。表2普通混凝土與纖維混凝土拌合物狀態(tài)（出機）對比組別纖維摻量(kg/m3)纖維分布情況坍落度(mm)和易性情況第1組//120均勻坍落粘性充分//120均勻坍落粘性充分//125均勻坍落粘性充分第2組0.9單絲亂向、均勻90較粘稠流動性減弱0.9單絲亂向、均勻85較粘稠流動性減弱0.9單絲亂向、均勻90較粘稠流動性減弱第1組混凝土拌合（出機）狀態(tài)第2組混凝土拌合（出機）狀態(tài)第1組混凝土坍落狀態(tài)第2組混凝土坍落狀態(tài)圖2普通混凝土與纖維混凝土拌合狀態(tài)及坍落狀態(tài)由試驗結(jié)果可以看出：普通混凝土直接

7、摻入纖維后，纖維在漿體與骨料之間起到一定的拉結(jié)作用，增強了對新拌混凝土流動性的約束，表現(xiàn)為坍落度降低，拌合物更加粘稠，工作性能變差。1.4混凝土配合比初步試驗在試驗室內(nèi)進行的混凝土配合比初步試驗，根據(jù)給定參數(shù)對設(shè)計基準配合比，通過以下措施調(diào)整纖維對混凝土工作性能的影響。1）通過采用聚羧酸類高性能減水劑，降低單方用水量，使混凝土拌合物具有要求的坍落度，增強坍落度保持性；2）適當調(diào)大砂率（41%以上），調(diào)大粉煤灰用量增大漿體量，保持混凝土流動性。初步試驗時，基準配合比拌制3次，以驗證重衍性。每盤