机制砂混凝土在高温后的强度和耐久性研究.pdf
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1、2 0 1 1年 第 1 O期 (总 第 2 6 4期 ) Nu mb e r 1 0 i n 2 0 1 1 ( T o ml No 2 6 4 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 原材料及辅助物料 M ATER I AL AND ADM I NI CLE d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 1 1 0 0 1 6 机制砂混凝土在高温后的强度和耐久性研究 陈正发 ,刘桂凤 ,徐建民 ( 1 山东理工大学 建筑工程学院,山东 淄博 2 5 5 0 4 9 ;2 山东凝易固砂浆科技有限公司,山东 淄博 2 5 5 0 5
2、 1 ) 摘要: 在对原材料性能测试和混凝土配合 比试验的基础上, 对 C 3 0 机制砂混凝土开展了高温后的强度和耐久性试验研究。 对比研究 了高温后无腐蚀, 高温后酸腐蚀和高温后碱腐蚀3 种情况下机制砂混凝土的强度和相对动弹模量的变化规律。 试验结果表明机制砂混凝土 在高温后 , 抗压强度和相对动弹模量都显著降低 , 并随温度的增加降低的幅度有增大趋势; 机制砂混凝土在高温后, 耐酸、 碱性侵蚀等的耐 久性能明显减弱, 且经受的温度越高其耐酸、 碱性侵蚀的能力越低, 以耐酸侵蚀的能力最低。 关键词: 机制砂混凝土;高温;强度;耐久性 中图分类号 : T U5 2 8 0 4 1 文献标 志
3、码 : A 文章编 号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 1 0 0 0 4 6 0 3 St ud y on t he s t r e ngt h a nd dur abi l i t y o f con c r e t e wi t h ma nuf ac t ur e d- s an d un de r c ondi t i on of hi gh t e mper a t ur e CHEN Zh e n g - f a , U U Gu i f e n g , X U J i a n mi n ( 1 S c h o o l o f Ar c h i t e
4、c tu r eE n g i n e e r i n g, S h a n d o n gU n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , Z i b o2 5 5 0 4 9 , C h i n a 2 S h a n d o n g Ni n g y i g u Mo l a r T e c h n o l o g y C o , L t d , Z i b o 2 5 5 0 5 1 , C h i n a ) Abs t r act: Ex pe r i me n t s t ud i e s o n C3 0 c o n c r e t e
5、 wi t h ma n uf a c t u r e d - s a n d we re c a r r i e d o u t u n d e r c o n d i t i o n o fh i g h t e mp e r a t ur e, wh i c h b a s e d o n t h et e s t i ng o fr a wma t e r i a l p e r f o r manc ea n d c o nc r e mi x r a t i o n Ac o mp a r a t i v e s tud yo nt h e c h a n g i n gl a w
6、so ft h e s t r e n g t handt h e r e l a t i v ed y n a mi c e l a s t i c mo d u l u s o f c o n c r e t e wa s ma d e i n thr e e c a s e s wh i c h we r e h i g h t e mp e r a t u r e , a c i d c o r r o s i o n f o l l o wi n g a ft e r h i 曲 t e mp e r a t u r e a n d a l k a l i c o r - r os
7、i o n f o l l o wi n g a f t e r h i g h t e mp e r a t u r e Th e r e s u l t s o f t e s t s i n d i c a t e d tha t t h e s t r e n g t h a n d t he r e l a t i v e d yn a mi c e l a s t i c mo d u l u s o f c o n c r e t e wi t h ma nu f a c tur e d- s a n d d e c r e a s e d ma r k e d l y wi t
8、 h t h e i nc r e a s i n g o f t e mp era t ure Th e d u r a b i l i t y of a c i d a n d a l k a l i r e s i s t an t o f c o n c r e t e wi t h man u f a c t u r e d s and wa s a l s o r e ma r k a b l y we a k e n e d d u e t o t h e a c t i o n o f hi g h t e mp e r a u e Th e c a p a b i l i t
9、 y o f a c i d a n d a l k a l i - r e s i s t a n t o f t h e c o nc r e t e wa s we a k e ra n dwe a ke r wi t ht h ei n c r e a s i n go ft e mp e r a t u r e, e s p e c i a l l ythe a n t i - a c i d c a p a b i l i t y Ke y wo r d s : c o n c r e t e wit h manu f a c t u r e d s and ; h i g h t
10、 e mp e r a t u r e ; s t r e n g t h ; d ura b i l i ty 0引言 2 0 0 0年前 , 古罗马人把火山灰、 石灰、 加入加工石料残渣、 砖块、 天然卵石等做成的施工材料算是最早的混凝土, 也因此 建造了许多宏伟建筑。 自1 8 2 4年英国人 As p d i n发明波特兰水 泥以来 , 水泥基混凝土作为一种主要的结构工程材料, 被广范 地应用于工业与民用建筑工程 , 道路与桥梁工程 , 水利与水电 工程, 民用与国防构筑物工程等。 混凝土材料不仅要在正常的环 境下工作 , 而且也会经历高温、 冻融循环 、 化学介质侵蚀等严酷 环境的考
11、验。 在这些恶劣环境因素作用下, 混凝土能否经受住严 峻的考验, 其承载能力和耐久性能还能否满足使用要求, 已经引 起人们的高度关注。 实际工程中, 混凝土经受高温环境因素作用的情况也很常见, 比如冶金和化工企业的高温车间, 其结构经常处于高温辐射下, 温度可达2 0 0 3 0 0 ; 烟囱排放高温烟气, 内衬可达 5 0 0 6 0 0, 外壳常为 1 0 0 2 0 0t ; 建筑结构在事故火灾的情况下 , 很短的 时间内, 最高温度可达 1 0 0 0以上【2 j 。 近年来, 世界各国火灾发 生的频率和损失呈上升趋势, 我国火灾发生的次数和损失也相 当惨重, 1 9 9 1 1 9
12、9 5 年的 5年时间里火灾所造成的经济损失已 达 4 6 7 5 亿元。 国外开展高温下混凝土性能的试验研究较早, 对钢 筋混凝土结构抗火性能的大量研究始于 2 0 世纪 4 0年代。 我国 对混凝土抗高温性能的研究起步较晚, 2 0世纪 6 0年代 , 冶金部 建筑科学研究院等单位进行了高温下混凝土强度的试验研究嘲 。 目前, 关于高温后混凝土的力学性能的试验研究有很多 , 但都是针对天然砂混凝土进行的研究, 对机制砂混凝土在高温 后的强度和耐久性能的研究还不多见。 随着天然砂资源的大量 减少和人们对环境保护的高度关注 , 在政府的大力倡导和推广 下 , 机制砂混凝土在工程中得以广泛应用
13、, 因此有必要对机制 砂混凝土在高温环境下的强度和耐久性能进行研究。 本研究以 C 3 0 机制砂混凝土为研究对象, 对机制砂混凝土在高温后的强 度和耐久性能进行了试验研究, 得到了一些有益的结果。 1试 验 万 法 1 1 原材料测试及配合比试验 为了更能体现工程的实际情况, 本研究所用机制砂取自工程 现场正在使用的机制砂。 本试验根据国家标准G B T 1 4 6 8 4 -2 0 0 1 建筑用砂 对机制砂的颗粒级配、 表观密度、 堆积密度、 泥块含 量及含水率等进行了测试。 经测定 , 该砂的细度模数为 3 2 , 砂的 收稿 日期 :2 0 1 1 _ J o 4 3 0 基金项目:
14、山东省 自 然科学基金项目( Z R 2 0 0 9 F M0 2 0 ) ; 国家自 然科学基金项目( 5 0 7 0 9 0 3 1 ) 46 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 级配筛余量部分在 l 区, 部分在 2 区, 可以界定为中粗砂, 砂的 表观密度 、 堆积密度及含水率等指标都符合建筑用砂标准。 碎石 也是取 自工程现场, 按照 GB T 1 4 6 8 5 -2 0 0 1 ( 建筑用卵石、 碎石 的规定对碎石的级配、 表观密度 、 堆积密度 、 泥块含量和含水率 进行测试 , 均符合要求。 水泥采用 P 0 3 2 5级水泥, 根据检测, 各出厂
15、指标均达标。 对 C 3 0机制砂混凝土进行配合比试验, 坍落度要求为 8 0 9 0 r n r n 。 先参照 J G J 5 5 2 o 0 0 普通混凝土配合比设计规程 , 按 天然砂的配合比设计方法计算出配合比并进行试配, 然后根据 天然砂与机制砂的性能差异及试配结果 , 对计算出的配合比进 行了适当调整。 C 3 0机制砂混凝土的最终配合比为 : 水泥: 砂: 石: 水 = 1 : 1 0 6 : 2 1 6 : 0 4 7 。 1 2高温试验及性能指标测试 混凝土试件采用标准的立方体试块( 1 5 0 1 1 5 O n 1 n l 5 0 mm) , 试块按常温、 1 0 0
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