本發(fā)明涉及一種確定碾壓混凝土中MgO安定摻量的方法，屬于水利水電工程混凝土技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在碾壓混凝土中摻入一定的特制氧化鎂(MgO)拌制而成的外摻MgO碾壓混凝土，具有良好的延遲微膨脹特性。利用這種特性，可以達(dá)到提高碾壓混凝土的抗裂能力、降低運(yùn)行期維護(hù)費(fèi)用的目的。目前使用較多的確定碾壓混凝土中MgO安定摻量的方法(以下簡稱“傳統(tǒng)方法”)，是按照《水泥壓蒸安定性試驗方法(GB/T 750-1992)》(以下簡稱“GB/T750-1992”)拌和、成型、養(yǎng)護(hù)水泥凈漿壓蒸試件和進(jìn)行壓蒸實驗，以及計算試件的壓蒸膨脹率，并以壓蒸膨脹率為0.5％時對應(yīng)的MgO摻量作為安定摻量。按此方法確定的MgO摻量偏少，其MgO摻量按占膠凝材料(水泥+粉煤灰)總量的百分比計算一般為2％-4％，摻入碾壓混凝土后，產(chǎn)生的膨脹量與設(shè)計要求存在較大差距。

為了適當(dāng)提高混凝土的MgO安定摻量，在中國專利文獻(xiàn)上曾公開過名稱為“一種確定水工混凝土中MgO安定摻量的方法”(專利號為ZL 2012 1 0328969.2)和“采用砂子模擬方式來確定水工混凝土中MgO安定摻量的方法”(專利號為ZL 2014 1 0556935.8)的兩項發(fā)明專利的技術(shù)方案。但是，由于碾壓混凝土相對于和易性好、膠凝材料用量較多的常態(tài)水工混凝土而言，它屬于干硬性、膠凝材料用量少的混凝土，施工時需要使用重型振動碾才能壓實，這與采用振搗器振搗就能振實的常態(tài)水工混凝土在施工工藝上存在顯著差異，且碾壓混凝土的粉煤灰摻量比常態(tài)水工混凝土顯著增多，導(dǎo)致利用前述的兩項發(fā)明專利確定的MgO安定摻量生產(chǎn)的碾壓混凝土的抗壓強(qiáng)度明顯下降。換言之，前述的兩項發(fā)明專利不宜用于確定碾壓混凝土的MgO安定摻量，需要研究一種既能適當(dāng)提高碾壓混凝土的MgO安定摻量、又不明顯降低碾壓混凝土抗壓強(qiáng)度的新方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種適合于碾壓混凝土使用的、既能夠適當(dāng)提高M(jìn)gO摻量、又不會造成抗壓強(qiáng)度明顯下降的確定碾壓混凝土中MgO安定摻量的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明的一種確定碾壓混凝土中MgO安定摻量的方法的技術(shù)方案為：在確定由水泥、粉煤灰、砂石骨料和水拌制而成的碾壓混凝土的MgO安定摻量時，采用實際工程擬使用的碾壓混凝土的水膠比、灰砂比和粉煤灰摻率計算配制水泥砂漿壓蒸試件所需的水泥、粉煤灰、砂和水，再根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T750-1992制作壓蒸試件，并按照常規(guī)方法在砂漿拌和物中摻入MgO。壓蒸試件成型后，將試件連同試模一同放置于溫度為20±2℃、相對濕度大于95％的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)48h。之后，拆除試模，并將拆模后的壓蒸試件放入20±2℃的恒溫室內(nèi)靜置1h-2h后，量測試件的初始長度L_s；接著將壓蒸試件放入沸煮箱中沸煮3h，待水溫降至室溫后，取出壓蒸試件，將其放入20±2℃的恒溫室內(nèi)靜置12±3h。然后，將壓蒸試件放入壓蒸釜中壓蒸，其壓蒸條件為壓力2.0±0.05MPa、溫度215.7±1.3℃、恒壓壓蒸時間3h。在壓蒸完畢且壓蒸釜內(nèi)壓力降至0.1MPa以下后排放壓蒸釜內(nèi)蒸汽，待釜內(nèi)溫度降至室溫20±2℃后，取出試件，再次將其放入20±2℃的恒溫室內(nèi)靜置12±3h，接著量測其長度L_f，用L_f與L_s之差除以試件的有效長度250mm，即得到該試件的壓蒸膨脹率E。然后，將做完壓蒸實驗的試件放置于壓力機(jī)上，緩慢開動壓力機(jī)，測試試件的抗壓強(qiáng)度C。之后，將對應(yīng)不同MgO摻量M制作的水泥砂漿壓蒸試件的壓蒸膨脹率E和抗壓強(qiáng)度C分別繪制成壓蒸膨脹率E隨MgO摻量M變化的E～M曲線、抗壓強(qiáng)度C隨MgO摻量M變化的C～M曲線。若C～M曲線上曲率最大的拐點位于E～M曲線上曲率最大的拐點的左側(cè)，則以C～M曲線上曲率最大的拐點對應(yīng)的MgO摻量作為碾壓混凝土的MgO安定摻量；若C～M曲線上曲率最大的拐點位于E～M曲線上曲率最大的拐點的右側(cè)，則以E～M曲線上曲率最大的拐點對應(yīng)的MgO摻量作為碾壓混凝土的MgO安定摻量；若C～M曲線和E～M曲線上曲率最大的拐點對應(yīng)的MgO摻量相同，則兩條曲線上曲率最大的拐點對應(yīng)的MgO摻量都可作為碾壓混凝土的MgO安定摻量。

上述方法中，所用的砂子為相應(yīng)工程使用的砂子，砂子的細(xì)度模數(shù)宜為2.2-2.8。

上述方法中，所用的MgO為水工混凝土專用MgO，該MgO的燒成溫度為1050℃-1150℃，MgO摻量按占膠凝材料總量的百分比計算。

上述方法中，所述的膠凝材料為水泥與粉煤灰的混合物。

上述方法中，成型后的試件尺寸為25mm×25mm×280mm。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：采用上述技術(shù)方案后，在相同條件下，本發(fā)明確定的碾壓混凝土的MgO安定摻量比傳統(tǒng)方法提高3-6個百分點，并且碾壓混凝土的抗壓強(qiáng)度不會因為MgO摻量的增加而明顯下降。同時，該方法操作簡便、判斷直觀。

附圖說明

圖1為采用本發(fā)明的方法與采用傳統(tǒng)方法確定碾壓混凝土的MgO安定摻量時，試件的壓蒸膨脹率E、抗壓強(qiáng)度C隨MgO摻量M變化的曲線比較圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點表述得更加清楚，下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明的實例：在使用本發(fā)明來確定碾壓混凝土中MgO的安定摻量時，所用MgO為水工混凝土專用MgO，其燒成溫度為1050℃-1150℃，MgO摻量按占膠凝材料(水泥+粉煤灰)總量的百分比計算，碾壓混凝土所采用的原材料、配合比、生產(chǎn)流程、碾壓設(shè)備與工藝均與現(xiàn)有技術(shù)一樣。在具體確定由水泥、粉煤灰、砂石骨料、水等原材料拌制而成的碾壓混凝土的MgO安定摻量時，需要首先根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T750-1992成型水泥砂漿壓蒸試件，而不是傳統(tǒng)方法使用的水泥凈漿壓蒸試件。配制水泥砂漿壓蒸試件所用的水泥、粉煤灰、砂和水的數(shù)量，是由實際工程擬使用的碾壓混凝土配合比的水膠比、灰砂比和粉煤灰摻率換算而來。在原材料用量計算好后，即可根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 750-1992稱量、攪拌、成型水泥砂漿壓蒸試件，并同時按照常規(guī)方法在砂漿拌和物中摻入MgO。試件成型后，將試件連同試模一同放置于溫度為20±2℃、相對濕度大于95％的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)48h，然后拆除試模，并將拆模后的試件放入20±2℃的恒溫室內(nèi)靜置1h-2h后，量測試件的初始長度L_s；接著將試件放入沸煮箱中沸煮3h，待水溫降至室溫后，取出試件，將其放入20±2℃的恒溫室內(nèi)靜置12±3h。然后，將試件放入壓蒸釜中壓蒸，其壓蒸條件為壓力2.0±0.05MPa、溫度215.7±1.3℃、恒壓壓蒸時間3h。在壓蒸完畢且壓蒸釜內(nèi)壓力降至0.1MPa以下后排放壓蒸釜內(nèi)蒸汽，待釜內(nèi)溫度降至室溫20±2℃后，取出試件，再次將其放入20±2℃的恒溫室內(nèi)靜置12±3h，接著量測其長度L_f，用L_f與L_s之差除以試件的有效長度250mm，即得到該試件的壓蒸膨脹率E。然后，將做完壓蒸實驗的試件放置于壓力機(jī)上，緩慢開動壓力機(jī)，測試試件的抗壓強(qiáng)度C。之后，將對應(yīng)不同MgO摻量M制作的水泥砂漿壓蒸試件的壓蒸膨脹率E和抗壓強(qiáng)度C分別繪制成E隨M變化的E～M曲線、C隨M變化的C～M曲線。若C～M曲線上曲率最大的拐點位于E～M曲線上曲率最大的拐點的左側(cè)，則以C～M曲線上曲率最大的拐點對應(yīng)的MgO摻量作為碾壓混凝土的MgO安定摻量；若C～M曲線上曲率最大的拐點位于E～M曲線上曲率最大的拐點的右側(cè)，則以E～M曲線上曲率最大的拐點對應(yīng)的MgO摻量作為碾壓混凝土的MgO安定摻量；若C～M曲線和E～M曲線上曲率最大的拐點對應(yīng)的MgO摻量相同，則兩條曲線上曲率最大的拐點對應(yīng)的MgO摻量都可作為碾壓混凝土的MgO安定摻量。

下面是對采用本發(fā)明方法與采用傳統(tǒng)方法確定碾壓混凝土中MgO安定摻量進(jìn)行比較的實例：某工程壩體碾壓混凝土90d齡期的設(shè)計強(qiáng)度為C20，擬采用的配合比為P.O 42.5水泥用量為80kg/m³、國標(biāo)Ⅱ級粉煤灰用量為120kg/m³、砂子用量為809kg/m³、小石用量為660kg/m³、中石用量為660kg/m³、用水量為100kg/m³。若采用傳統(tǒng)方法確定碾壓混凝土的MgO安定摻量，僅需要按照GB/T750-1992的規(guī)定制作水泥凈漿壓蒸試件和進(jìn)行壓蒸試驗，并以壓蒸膨脹率為0.5％時對應(yīng)的MgO摻量作為碾壓混凝土的MgO安定摻量，此時為3.15％(見附圖1中“水泥凈漿E-M曲線”)。采用本發(fā)明確定碾壓混凝土的MgO安定摻量時，需要首先成型水泥砂漿壓蒸試件。成型該試件所需的水泥、粉煤灰、砂和水的用量，系由實體工程壩體碾壓混凝土擬用配合比的水膠比0.5[＝100/(80+120)]、灰砂比0.25[＝(80+120)/809]和粉煤灰摻率0.6[＝120/(80+120)]換算而來。同時，按照常規(guī)方法稱量和摻入假定用量的MgO，再參照GB/T750-1992的規(guī)定將水泥、粉煤灰、砂、水和MgO等混合在一起進(jìn)行攪拌，制成水泥砂漿壓蒸試件，接著對試件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、壓蒸，并計算試件的壓蒸膨脹率E。然后，將做完壓蒸實驗的試件放置于壓力機(jī)上，緩慢開動壓力機(jī)，測試試件的抗壓強(qiáng)度C。之后，將對應(yīng)不同假定MgO摻量M制成的水泥砂漿壓蒸試件的壓蒸膨脹率E和抗壓強(qiáng)度C分別繪制成E隨M變化的E～M曲線、C隨M變化的C～M曲線，見圖1。從圖1看出，基于本實驗所用的原材料，水泥砂漿C～M曲線上曲率最大的拐點(對應(yīng)的MgO摻量為8％)位于水泥砂漿E～M曲線上曲率最大的拐點(對應(yīng)的MgO摻量為12％)的左側(cè)，此時以水泥砂漿C～M曲線上曲率最大的拐點對應(yīng)的MgO摻量作為碾壓混凝土的MgO安定摻量，即為8％，該值比采用傳統(tǒng)方法提高4.85個百分點。

因此，采用本發(fā)明，不僅能夠科學(xué)合理地適當(dāng)提高碾壓混凝土的MgO安定摻量，而且不會造成因MgO摻量的增加而使碾壓混凝土的抗壓強(qiáng)度明顯下降，從而更好地滿足工程設(shè)計對碾壓混凝土膨脹量和抗壓強(qiáng)度的要求。