粉煤灰掺量对水工混凝土力学性能的影响.pdf
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1、第 3 2卷第 2期 2 0 1 1年 4月 华北水利水电学院学报 J o u r na l o f No ah Chi n a I n s t i t u t e o f Wa t e r Co ns e r v a nc y a n d Hy d r o e l e c t r i c Po we r Vo 1 32 No 2 Ap r 2 01 1 文 章编 号 : 1 0 0 25 6 3 4( 2 0 1 1 ) 0 20 0 4 40 3 粉煤灰掺量对水工混凝土力学性能的影响 解伟 ,耿 飞 ,李树 山 ( 华 北 水利 水 电 学 院 , 河 南 郑州 4 5 0 0 1 1 )
2、 摘要 : 通过粉煤灰混凝土基本力学性能试验 , 分析 了粉煤灰掺量、 水灰 比、 龄期等因素对 水工混凝土抗压强 度 、 劈拉强度和抗压 弹模 的影响 , 探讨 了粉煤灰对混凝土力学性能 的影 响机 理 试验结果表 明, 随着 粉煤 灰掺 量 的增加 , 混凝 土的早期强度有所降低 , 后期强度有 明显提高 关键词 : 水 工混凝土 ; 粉煤灰掺量 ; 龄期 ; 力学性能 ; 试验研究 粉煤灰混凝土是随着现代混凝土技术的发展而 发展 起来 的一种 经济 改 性 混 凝土 , 已广 泛应 用于 水 利工程 中 , 并 取 得 了 显 著 的经 济 与 社 会 效 益 有 研究表 明 , 在 混
3、凝 土 中掺 入粉煤 灰可 以改善和 易性 、 变 形性 能 、 热 学性 能 以及 耐 久 性 等 受 现 有规 范 限制 , 粉 煤灰 掺 量 一般 控制 在 3 0 以 内 , 粉 煤灰 作 用 未能 得到充分 发 挥 , 对 于 大掺 量粉 煤 灰混 凝 土 的 力 学性 能研究还 相对较 少 因此 , 通过 开展粉煤 灰混 凝土 力学性 能试 验研 究 , 为 粉 煤 灰混 凝 土设计 和 分 析提供 试验 依据 , 以促进 粉 煤 灰 混凝 土生 产技 术 的 发展及其在工程中的推广和应用 1 试验概况 1 1 试验 原材料 试验所用水 泥采用上街水 泥厂建筑牌 P I I 4 2
4、 5 R 普通硅酸盐水 泥 , 材料性 能见 表 1 粗骨料 由 2 种级配 的石灰岩质碎石混合, 其中 6 0 为 1 02 0 m m粒径 的碎石 , 4 0 为 51 0 m m 粒径 的碎石 采用普通 级 粉煤灰 , 其主 要性 能 指标 参数 见表 2 细骨 料选用 信 阳河砂 , 细度模 数 为 3 0 ; 试验 选 用改 进 型高效 F D N 减水剂 , 适 宜掺 量 为 0 6 2 5 , 实 际掺 人量 以使 混凝土拌合物的坍落度在 5 0 1 0 0 m m之间为宜 表 1 P 1I 4 2 5 R水泥的物理力学性能 1 2 试 验方 案 根 据 文 献 3 , 立 方
5、体 抗 压 强 度 试 验 采 用 1 0 0 m m 1 0 0 m i l l x 1 0 0 1 1 1 的试件 , 每组 3个试件 ; 劈裂抗 拉 强度 试验采用 1 5 0 l l x 1 5 0 m m x 1 5 0 m m 的试件 , 每 组 3个 ; 抗压 弹模 试 验 采用 4 , 1 5 o f i l m 3 0 0 m m的圆柱体试件 , 每组 3个 试件浇筑后 在标 准养 护室 内进行 养护 水胶比选取 0 4和 0 3 5两个系列 , 采用等量代 收 藕 日期 : 2 0 1 10 22 3 基金项 目: 河南省 科技 攻关 项 目( 0 7 2 1 0 2 3
6、4 0 0 3 1 ) ; 河 南省 教育厅 自然 科学研 究 项 目( 2 0 0 8 A 5 7 0 0 0 1 ) ; 郑 州 市科技 攻关项 目 ( 0 9 1 0 S GY G2 3 2 6 11 ) 作者简介 : 解伟( 1 9 5 9 一 ) , 男 , 山西临猗人 , 教授 , 博士 , 主要从事水工混凝土材料与结构性能方面的研究 第 3 2卷第 2期 解伟 , 等 : 粉 煤 灰 掺 量 对 水 工混 凝 土 力 学 性 能 的影 响 4 5 替 法研 究粉 煤灰 掺 量 对 混凝 土力 学 性 能 的影 响 , 每 个 水 胶 比 选 择 粉 煤 灰 掺 量 分 别 为 0
7、 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 试 件混 凝 土配合 比设 计见 表 3 表 3粉 煤灰 混 凝 土 配 合 B 设 计 粉煤灰掺量 ( a ) 水胶 比为0 4 0 2试 验 结 果 及 分 析 2 1立方 体抗 压强 度 通 过试 验 , 研 究 了水 胶 比、 龄 期 、 粉 煤 灰 掺 量 3 个 因素对混 凝 土立方 体强 度 的影响 , 如 图 1 所 示 由 图 1可知 , 掺入 粉煤 灰 后 混 凝 土 7 d龄期 立 方 体 强 度 降 幅最 大 , 且 降低 的 幅度 随 粉煤 灰 掺 量增 加 而 增 大 ; 2 8 d龄 期混 凝土 强 度 随粉 煤
8、灰掺 量 的增 加 仍 有 所 下 降 , 下 降 的幅度 比 7 d龄期 的要小 ; 9 0 d龄期 的 混凝 土立 方体 强度 与 基 准 混凝 土 强 度 持平 , 甚 至有 所提 高 ; 1 8 0 d龄 期 混 凝 土 强 度 随 粉 煤 灰 掺 量 的变 化规 律基 本 与 9 0 d龄期 的相 同 , 但 强度 增长 的幅度 要 比 9 0 d龄期 的 强度增 长 幅度大 , 并且 掺量 在 3 0 4 0 之 间 的粉煤灰 混凝 土强 度 已经超 过 了基 准混 凝 土强度 硝 魑 出 粉煤 灰掺量 ( b ) 水胶比为0 3 5 图 l 粉 煤 灰 掺 量 对 混 凝 土 抗
9、 压 强 度 的 影 响 2 2劈 拉强 度 水胶 比、 龄期 、 粉 煤灰 掺量 3个 因素 对混凝 土 劈 拉 强度 的影 响 , 如 图 2所 示 对 比图 2 ( a ) 与 ( b ) 可 知 : 混凝 土劈 拉 强度 随水胶 比的减小 而增 大 ; 水胶 比 4 5 4 0 冉 室3 5 疆 3 0 2 5 2 O 0 3 0 4 0 5 0 60 粉煤灰掺量 ( a )水胶 比为0 4 0 相 同 时 , 混凝 土 劈拉 强 度 随 粉煤 灰 掺 量 增 加 而先 增 大后减 小 , 粉 煤 灰 掺 量 为 3 0 有 明 显 的拐 点 , 粉 煤 灰 掺 量为 4 0 时 ,
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