[水泥大数据研究院]水泥产业链指数运行周报(2024.05.11)
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我厂自1991年8月至1993年3月都是用普通混凝土(以下简称普砼)生产预应力电杆。普砼早期强度较低,电杆成型后,须蒸养8~10小时才可脱模。蒸养时间太长,消耗了大量热能,影响了杆模周转,降低了产品产量。我们在自应力管生产中注意到:自应力硫铝酸盐混凝土(以下简称自硫砼)试件,在较低温度(50℃左右)下蒸养,在较短时间(100分钟)内,就可达到较高的强度(25MPa以上)。因此,我们萌发了用自硫砼代替普砼生产预应力电杆的念头。在这种念头的驱动下,我厂于1992年12月着手进行试验。依据试验的初步结果,于1993年3月使用自硫砼批量生产了预应力电杆,并对其力学性能进行了检验,结果符合GB4623-84的规定。因此,从1993年下半年起,我厂全部改用生硫砼生产预应力电杆。
现将三年来有关试验、产品力学性能及产品使用等方面的情况介绍如下,仅供参考。
一、试验
1、普通水泥:广州五羊牌,强度51.5MPa;
2、自应力硫铝酸盐水泥:湖南冷水滩特种水泥厂生产,45kg级,强度36.8MPa。
3、集料:
(1)砂:中砂,细度模数2.9;
(2)瓜米石:粒径5~125mm;
(3)碎石:粒径10~20mm。
4、试件尺寸:
(1)自由膨胀试件:40×4×160mm;
(2)限制膨胀试件:40×40×135mm;
(3)强度对比试件:100×100×100mm;
(4)耐酸性能对比试件:40×40×160mm;
(5)抗硫酸盐性能对比试件:40×40×160mm;
(6)钢筋锈蚀对比试件:40×40×135mm(即限制试件);
5、普砼配合比:水泥:砂:瓜米石:碎石=1:1.26:0.56:1.68。
6、自硫砼配合比:水泥:砂:瓜米石:碎石=1:1.51:0.67:2.02。
7、试件成型条件:人工振动成型。
8、试件蒸养制度:
(1)普砼试件:成型后静停1小时再蒸养:升温1小时,恒温85±2℃7小时,降温1小时。
(2)自硫砼试件:成型后静停1小时再蒸养:升温0.5小时,恒温85±2℃2.5小时,降温0.5小时。
二、试验结果及分析
1、自硫砼膨胀性能试验
试件脱模后,置于30±1℃的温水中养护,测定试件各有关龄期的自由膨胀率和自应力值。表1中数据为10组试件测试结果的平均值。
表1 自硫砼膨胀性能试验结果
指标 |
自由膨胀率(%) |
自应力值(MPa) | ||||||||||||
龄期 |
1d |
3d |
7d |
14d |
28d |
90d |
1年 |
1d |
3d |
7d |
14d |
28d |
90d |
1年 |
测定值 |
0.023 |
0.033 |
0.050 |
0.060 |
0.064 |
0.068 |
0.062 |
0.10 |
0.27 |
0.36 |
0.45 |
0.50 |
0.52 |
0.49 |
试验日期:1992年12月4日~1994年3月15日。
表1表明:自硫砼经高温蒸养后,仍有微量的膨胀能,具有类似补偿收缩的微膨胀混凝土性质。
2、自硫砼与普砼强度对比试验
试件脱模后,置于空气中自然养护,气温12~24℃,空气湿度66~90%。测试试件脱模、7天和28天强度,结果见表2。表中数据为自硫砼和普砼各10组试件的测试结果平均值。
表2 自硫砼与普砼试件抗压强度对比
龄 期
砼类别 |
脱模 |
7d |
28d |
自硫砼 |
37.4 |
50.2 |
54.7 |
普砼 |
31.8 |
51.5 |
60.7 |
试验日期:1992年12月4日~1993年1月30日。
由表2可知:自硫砼尽管水泥用量比普通砼少(约21%),蒸养时间比普通砼缩短了约三分之二,但仍达到了较高的脱模强度。这一点对水泥制品生产具有十分重要的意义。
3、自硫砼与普砼耐酸性能对比试验
试件脱模后,先在空气中停放28天,并测试28天强度,然后将剩余试件置于pH值=2的酸性水中同池养护,测试试件浸泡90天和2年龄期的强度及表观变化情况,结果见表3。表中数据为自硫砼和普砼各3组试件测试结果的平均值。
表3 自硫砼与普砼耐酸能性对比
试验日期:1992年12月10日~1995年1月25日。
由表3可知,自硫砼的耐酸性能相当于普砼。
4、自硫砼与普砼抗硫酸盐侵蚀性能对比试验
试件脱模后,先在空气中停放28天,测试28天强度,然后将剩余试件置于1%的Na2SO4溶液中同池养护,测试试件浸泡90天和2年龄期的强度及表观变化情况,4。表中数据为自硫砼与普砼各6组试件测试结果的平均值。
表4 自硫砼与普砼抗硫酸盐侵蚀性能对比
试验日期:1992年12月25日~1995年3月15日。
由表4 可知:自硫砼抗硫酸盐侵蚀性能相当于普砼。
5、自硫砼和普砼试件中钢筋锈蚀对比试验
试件脱模后,分成两部分,一部分置于空气中养护,另一部分置于中性水中养护。检查试件中钢筋90天、1年和2年龄期的锈蚀情况,结果见表5。表中所列为自硫砼各5组试件检查的综合结果。
表5 自硫砼与普砼试件中钢筋在不同养护条件下的锈蚀情况
试验日期:1992年12月26日~1995年1元月10日。
另外,对露天放置了1~3年和自硫砼预应力电杆次品主筋的锈蚀情况进行检查得知:仅在靠近电杆两端2~3cm范围内及杆身中出现蜂窝、麻面或折断的部位有钢筋锈蚀现象,而在杆身中没有外部缺陷和损伤的部位均未见到有钢筋锈蚀的迹象。可见,自硫砼对钢筋具有良好的保护作用。
三、产品力学性能的检验
用自硫砼生产出第一批预应力电杆后,我厂即对9米、12米杆抽样进行力学性能检验。
1、检验基本条件
(1)杆型:9米(D级)、12米(G级)预应力锥形电杆;
(2)标准检验弯距:9米杆:12690N*m;12米杆;24380 N*m;
(3)设计破坏弯矩:9米杆:25380N*m;12米杆;48760 N*m;
(4)预应力主筋:Ф5碳素钢丝,Ry=1570MPa;
(5)检验时砼试件抗压强度:55.1MPa;
(6)检验方法:按GB4623-84进行;
(7)加荷方式:悬臂式;
(8)杆段尺寸:
9米杆:L=9m L1=7.25m L2=1.5m L3=0.25m
(L1+L3)/70=107mm,(L1+L3)/10=750mm
12米杆:L=12m L1=9.75m L2=2.00m L3=0.25m
(L1+L3)/70=143mm,(L1+L3)/10=1000mm
2、检验结果分析
检验结果见表6。
表6 9米和12米自硫砼预应力锥形电杆力学性能检测结果
由表6可知:
(1)加荷至标准弯矩时,9米杆实测挠度为56mm,12米杆为78mm,小于相应的(L1+L3)/70值,均符合GB4623-84的规定;
(2)加荷至标准弯矩200%时,9米杆实测挠度为123mm,12米杆为166mm,小于相应的(L1+L3)/10值,均符合GB4623-84的规定;
(3)9米杆加荷至标准检验弯矩180%时出现第一条裂缝,抗裂安全系数为1.8。12米杆加荷至标准检验弯矩190%时出现第一条裂缝,抗裂安全系数为1.9。
(4)9米杆和12米杆分别加荷至标准检验弯矩296%和318%时,裂缝宽度超过1.5mm,均符合GB4623-84的规定。
四、结论
(1)用自硫砼生产预应力电杆在技术上是可行的。
(2)自硫砼具有良好的抗硫酸盐和保护钢筋的性能。
(3)自硫砼经高温蒸养后,仍有一定的膨胀能,可以减少因砼干缩而造成的预应力损失,提高电杆的抗裂度和刚度。
(4)用自硫砼生产的预应力电杆,可以节约水泥20%以上,并可缩短蒸养时间一半以上,从而可以降低生产成本,提高经济效益,同时,可以提高杆模的周转率。
五、生产过程中可能遇到的问题及解决办法
用自硫砼生产预应力电杆,在夏秋两季因气温较高,往往会碰到砼料硬化过快的问题。据我厂测定,当气温高达30℃时,自硫水泥的初凝时间只有14~18分钟,塌落度为4~8cm的自硫砼料停放20~25分钟就开始硬化了。杆长10米以上的电杆,从上料到张拉完毕,所需时间超过25分钟,等到离心时砼料已硬化无法散开,从而导致产品出现蜂窝、麻面,成为废品。
为了解决这一问题,我们首先想到使用缓凝剂,但经试用效果并不理想,后来在一次偶然的试验中发现,FDN-500型高效减水剂,除减水效果明显外,还具有良好的缓凝和早强功能。进一步的试验表明:在自硫砼料中掺加水泥用量0.3~0.5%的该种减水剂,减水率可达12~25%;30℃时塌落度4~5cm的砼料硬化时间可延长至50~70分钟;在砼配合比和蒸养制度均保持不变的情况下,砼试件的脱模强度提高20~30%,28天强度提高10%以上。因此,用掺加FDN-500高效减水剂的办法解决夏、秋季生产中自硫砼料硬化过快 的问题,效果十分理想。
六、产品使用情况
几年来,我厂应用自硫砼生产预应力电杆近万根,产品畅销深圳、东莞、惠州、河源、潮州、汕尾等地。产品在使用过程中未出现过环裂、纵裂、折断等现象。特别值得一提的是:1995年惠州市连续遭受五号和九号强台风袭击,九号台风风力十一级,阵风超过十二级。据报导,该市被这两次台风刮断的各种电杆多达八千多根。台风过后哟遍访我厂的用户得知,我厂销往该市的数千根电杆竟无一根被台风所刮断。
由此可见,用自硫砼生产预应有电杆效果是显而易见的。
(中国水泥网 转载请注明出处)编辑:gaoh
监督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com
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