磨细矿渣粉、膨胀剂、纤维对水泥混凝土抗裂性的影响研究.pdf
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1、公路 交通技 术 2 0 1 0 年 2月 第 1 期T e c h n o l o g y o f H i g h w a y a n d T r a n s p o rt F e b 2 0 1 0 N o 1 磨细矿渣粉、 膨胀剂、 纤维对水泥 混凝土抗裂性的影响研究 刘 颖 ,薛 昕 ,郝增恒 ,张 毅 ( 1 招商局重庆交通科研设计院有限公 司,重庆4 0 0 0 6 7 ;2 重庆市智翔铺道技术_ r 程有限公 司萤庆4 0 1 3 3 6 ; 3 重庆交通大学 , 重庆4 0 0 0 7 4 ) 摘要 :通过 室内试验和微观试验分别研 究磨细矿渣粉 、膨胀剂和纤维对水泥混凝 土力
2、学性能、收缩性能以及混凝 土内部结构产生的影响。研究结果表明 ,磨细矿渣粉与膨胀 剂能够提 高混凝土的致密性 ,防止混凝土早期开裂;纤 维分散在混凝土中形成三 维网络支撑体 系,可增加 混凝土的韧性 ,提 高其抗裂性 ;此 3种材料 的共 同使用对混凝 土 性能有互补作用: 关键词 :混凝 土;抗裂性 ;磨细矿渣粉 ;膨胀剂 ;纤维 文章编号 :1 0 0 9 6 4 7 7 ( 2 0 1 0 ) 0 1 0 0 2 7 0 4 中图分类号 :U 4 1 4 文献标识码 :A I n v e s t ig a t i o n f o r I n f l u e n c e o f Pu lv
3、 e r i z e d Sl a g , E x p a n d i n g Ag e n t a n d F i b e r o n An t i c r a c k i n g Pe r f o r ma n c e o f Ce me n t Co n c r e t e L I U Yi n g ,XUE Xi n ,HAO Ze ng h e n g ,ZHANG Yi Abs t r a c t : Thi s p a pe r i n v e s t i g a t e s t h e i n flu e n c e s o f p u l v e riz e d s l a
4、g , e x pa n d i n g a g e n t a n d fib e r o n me c h a n i c a l p r o p e r t i e s ,s h rink ag e p r o p e r t i e s a n d i n t e r na l s t r u c t u r e o f c e me n t c o n c r e t e v i a i n d o o r t e s t a n d mi c r o s c o p i c t e s t , r e s p e c t i v e l y Th e r e s u l t s o
5、 f i n v e s t i g a t i o n s h o w t h a t t h e p u l v e r i z e d s l a g a nd e x p a n di n g a g e nt c a n i mp r o v e t h e c o mp a c t n e s s o f c o n c r e t e a nd pr e v e n t e a r l y c r a c ki n g ;t h e fib e r di s p e r s e s i n c o n c r e t e a n d f o r ms a 3 - d i - me
6、 n s i o n a l n e t wo r k s u p po r t i n g s y s t e m S O a s t o i n c r e a s e the d u c t i l i t y a n d e n h a n c e c r a c k r e s i s t a n c e o f c o n c r e t e ; a n d t h e c o n c u r r e n t u s e o f t h e s e t h r e e ma t e r i a l s p l a y s a c o mp l e me n t a r y a c
7、t i o n for c o n c r e t e p e r f o rm a n c e Ke y wo r d s : c o nc r e t e ; c r a c k r e s i s t a n c e ; p ul v e r i z e d s l ag ; e x p a n d i n g a g e n t ; fib e r 水泥混凝土是 目前土木建筑工程的主要材料 , 其 主要成分包括水泥 、集料 、矿物掺合料 、外加 剂和水 ,其中任一种材料的有害性质都会使混凝 土损坏 ,同时 ,这些材料也可与环境 中化学或物 理 因素结合引起水泥混凝土损坏 ,从而导致混凝
8、 土结构物使用寿命降低 。混凝土裂缝特别是早期 裂缝 问题 目前 已成 为众多业 内人 士研 究的重点 , 也有资料从理论方面概括介绍 了原材料对混凝土 抗裂性 的影响【2 j。本文主要从混凝土室 内性 能测 试 ,以及微观试验方面重点研究磨细矿渣粉 、纤 维 、膨胀剂对混凝土抗裂性产生的影响。 1 室内试验 1 1 主要原材料 水 泥 :地维 5 2 5水 泥 ,3 d抗 压 强 度 3 2 8 MP a ,2 8 d 抗压强度 5 3 4 M P a 。 收稿 日期 :2 0 0 9 0 7 2 1 作者简介 :刘颖 ( 1 9 6 6 一 ) ,女 重庆市人 ,本科 ,高工 集料:1 0
9、2 5 mm碎石 ;51 0 m m碎石。 纤维:美国杜拉纤维。 1 2 混凝土材料组成 见表 1 。 表 1 主要原材料组成 注 :W 为 水;B为胶凝 材料 ;C为水泥 ;B F S为磨细矿渣粉 ; D L为杜拉纤维;G N A为膨胀剂 ;A为混凝土泵送剂 1 3 试验结果与分析 1 3 1 混凝土力学性能试验结果 参照试验规范成型试件 ,对混凝土弹性模量 、 不同龄期的抗压强度和劈裂强度进行测试 ,试 验 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 8 公路交通技术 2 0 1 0丘 结果见表 2 。 将混凝土 2 8 d力学试验结果绘制成图,见图 1 。 1 3
10、 2 混凝土力学性能试验结果分析 在水泥 一磨细矿渣体系 中加入 G N A膨胀剂 , 混凝土弹性模量和抗压强度 、劈裂强度略有提高 , 其 中抗压强度提高幅度最大 ,为 2 0 ;弹性模量 和劈裂强度分别提高 了 2 和 6 左右 ;同时 ,拉 压 比有所降低 ,降低了 1 1 。 在水泥 一磨细矿渣体系中加入纤维 ,混凝土抗 压强度略有提高 ,为 4 ;劈裂强度提高较大 ,为 2 2 ,表明混凝土受压和劈裂破坏时的脆性因纤维 表 2力学 性 能试 验 结 果 2 8 d 弹性 3 d 2 8 d 编 号模 量 甄 面 西 面 1 0 MP a 度 MP a度 MP a 度 MP a度 MP
11、 a l 43 7 5 9 8 4 0 4 6 7 6 69 1 4 8 2 7 0 2 4 2 4 5 9 7 4 2 5 7 1 2 71 6 5 8 8 8 2 3 44 6 61 7 4 1 0 7 1 O 8 2 6 5 1 6 6 _ 2 4 42 5 5 7 0 4 2 0 7 3 7 7 5 7 59 9 7 9 苫 色 = 招 器 ( c) 劈裂强度对比 ( d)拉压 比对比 1 一 C+ BF S; 2 一 C+ BF S +DL; 3 - C+ BF S + GNA ;4 一C +B FS + GNA+ DL。 罔 1 水泥混凝 土 2 8 d力学试验结果 的加入而降低
12、,纤维的加入对提高混凝土抗裂性 有益 ;纤维 的加入降低 了水泥 一磨细矿渣体系的 弹性模量 ,降低了 2 左右。 在水泥 一磨细矿渣体系中同时加入膨胀剂和 纤维 ,混凝 土的抗压 、劈裂强度都得到提高 :抗 压强度提高 了 1 0 ,劈裂强度提高 了 2 4 ;但弹 性模量却有所降低,降低了 3 左右。 试验结果表 明,磨 细矿渣粉在水泥混凝土 中 起活性矿物细掺料的作用 ,一方面可 以满足耐久 性要求 ,另一方面也可延缓混凝土早期水化放热 速度 ,从而减少混凝土早期开裂 ;膨胀剂在水泥 凝结硬化过程 中,能够使混凝土 ( 包括砂浆 和水 泥净浆)产生可控制的膨胀 ,在水泥水化和硬化 阶段
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