膨润土在塑性混凝土中的应用

2015-3-20 09:18| 发布者: ruixing0731| 查看: 393| 评论: 0|来自: 原创

摘要: 膨润土在塑性混凝土中的应用 塑性商品混凝土是近年迅速发展起来的水工建筑材料,其特点主要体现在具有低弹性模量和高抗渗透性能,膨润土可取代商品混凝土中的部分水泥而形成低强度、低弹性模量商品混凝土。由于弹性 ...

膨润土在塑性混凝土中的应用

 

塑性商品混凝土是近年迅速发展起来的水工建筑材料,其特点主要体现在具有低弹性模量和高抗渗透性能,膨润土可取代商品混凝土中的部分水泥而形成低强度、低弹性模量商品混凝土。由于弹性模量可达2000以下,是一种柔性材料,可以很好的与较软的基础相适应,同时又具有很好的防渗性能,在水利工程的防渗中应用较多。

 

 

膨润土(Bentonite) 是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,是一类特殊的粘土,其主要成分为蒙脱石。其中以钠蒙脱石为主的粘土称之为钠基膨润土,以钙蒙脱石为主的粘土成为钙基膨润土。前者性能较好,用途广泛,经济价值很高,称之为贵重粘土。钠基膨润土一般比钙基膨润土在物理化学性质和工艺技术性能上优越,其主要表现为钠基膨润土吸水速度慢,但吸水率和膨胀容大,阳离子交换量高,同时在水介质中可高度分散,并可以分离成单个细胞,故其胶质价相对较高,胶体悬浮液的触变性、粘度、润滑性好、PH值高、热稳定性好,在较高的温度下仍能保持其膨胀性能和一定的阳离子交换量,可塑性较高,粘结性较强,它和水、泥或砂等细碎屑物质的掺合物,仍具有较高的强度,热湿拉强度和干压强度比较高。所以,钠基膨润土比钙基膨润土应用面宽、价值高。

塑性商品混凝土的胶凝材料除了水泥外还有膨润土、粘土等,可以单掺粘土或膨润土,也可以同时掺入两种材料。因此,塑性商品混凝土按胶凝材料组成的不同,可分为粘土塑性商品混凝土、膨润土塑性商品混凝土以及粘土-膨润土塑性商品混凝土三种类型。商品混凝土防渗墙是一种广泛应用和十分重要的水工建筑物。我国每年都要兴建大量的水利水电工程,这些工程特别是修建在覆盖层上的土石坝(包括围堰)工程,许多都要使用商品混凝土防渗墙作坝基或坝体的防渗结构,我国有很多运行多年需要维修或扩建的水库,其中不少也要使用防渗墙进行补强加固。许多大坝失事,大都是防渗体系失效或遭到破坏,防渗墙工程是隐蔽工程,如何通过周密的设计、严谨的施工和有效的监督,来达到设计目的,有它独特的规律和要求。防渗墙的技术发展很快,施工机械、工艺、材料等不断有新的成果涌现出来。防渗墙技术被广泛传播到其它建筑领域,同时其他行业的先进技术也不断地移植到防渗墙工程上来。

国内的试验研究工作虽然比国外晚,但是进展速度较快,中国水利水电基础局和清华大学等单位,率先开始塑性商品混凝土这一项目课题的试验研究。通过对塑性商品混凝土基本配合比试验研究、静力特性试验研究、动力试验研究及塑性商品混凝土主要物理力学性质的研究,对塑性商品混凝土的性状有了较为全面的了解,获得了一些对塑性商品混凝土防渗墙设计具有指导意义的结论,同时也推动了国内塑性商品混凝土防渗墙技术的发展。

国内外对塑性商品混凝土课题所做的研究成果普遍侧重于它在实际工程中的应用,目前,有一些塑性商品混凝土性能研究的报导,但研究成果仅限于某个具体工程,没有普遍的指导意义。尤其是膨润土的种类及掺量对塑性商品混凝土宏观性能和内在机理的影响研究还很少见,如膨润土对塑性商品混凝土和易性、抗压强度、弹性模量和相对渗透系数以及膨润土与水泥水化进程之间的关系等研究尚未见到详细报到。因此,为了使膨润土资源在水利工程中得到合理的应用,达到降低工程成本,提高工程质量的同时,有必要分析膨润土种类及掺量对塑性商品混凝土和易性、抗压强度、弹性模量和相对渗透系数的影响。

3存在的问题

塑性商品混凝土是近年来迅速发展起来的一种新型水工建筑材料,它的特点主要体现在具有较低的弹性模量及较高抗渗特性能。然而作为一种新型商品混凝土材料,它在组成、结构及不同使用环境对其技术性能的影响等方面均还未得到深入系统的研究,多数是局限在某一个具体工程的特定条件下,对于塑性商品混凝土普遍的内在机理和规律认识还十分有限。塑性商品混凝土是以膨润土(或粘土)、粉煤灰等掺合料取代常规商品混凝土中的部分水泥而形成的一种低强度、低弹模商品混凝土。其中的掺合料膨润土在我国产区分布广泛,资源丰富,主要有钠基膨润土和钙基膨润土两种类型,天然的膨润土主要是钙基膨润土,占膨润土储量的90%以上,由于钙基膨润土储量丰富价格便宜但性能较差,大量的低品位钙基膨润土在开采过程中被闲置,不仅对生态环境造成了破坏,同时对膨润土的资源消耗更是一种浪费,限制了其在水利工程中的应用。以至于至今还没有一个正规的塑性商品混凝土技术规范问世,这将不利于塑性商品混凝土的发展。

4需解决的问题

主要关注于塑性商品混凝土的和易性、抗压强度、弹性模量和相对渗透系数的试验研究及其微观结构分析。通过膨润土水泥净浆、膨润土水泥砂浆和膨润土塑性商品混凝土的系统试验研究,分析膨润土种类和掺量对膨润土水泥浆体抗压强度以及对膨润土水泥砂浆和膨润土塑性商品混凝土抗压强度、弹性模量和相对渗透系数的影响,研究结果对钠基膨润土和钙基膨润土在塑性商品混凝土中的应用和塑性商品混凝土在水利工程中的应用有一定的指导意义。


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