外掺氧化镁混凝土自生体积变形影响因素的试验研究.pdf
《外掺氧化镁混凝土自生体积变形影响因素的试验研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《外掺氧化镁混凝土自生体积变形影响因素的试验研究.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第1 4 3 :第1 期 中国水利水 电科 学研 究院学报 v 。 1 1 4 N o 1 2 0 1 6 年 2 月 J o u r n a l o f C h i n a I n s t i t u t e o f Wa t e r R e s o u r c e s a n d Hy d r o p o we r Re s e a r c h F e b r u a r y , 2 0 1 6 文章编号 : 1 6 7 2 3 0 3 1 ( 2 0 1 6 ) 0 1 0 0 5 3 0 7 外掺氧化镁混凝土 自生体积变形影 响因素 的试验研究 黄寿良, 杨富亮, 马 芳 ( 中国水利
2、水电第三工程局有限公司勘测设计 研究 院,陕西 西安7 1 0 0 0 0 ) 摘要 :通过长达 6 年龄期 ,对外掺氧化镁混凝土 自生体积变形 的观测 ,了解氧化镁掺量 、粉煤灰掺量 、水胶比和 岩石种类对 自生体积变形的影响。试验结果表 明,混凝土 自生体积变形随氧化镁掺量的增加 而增大 ;随粉煤灰掺 量的增加早期变形增大 ,后期 降低 ;不 同水 胶 比对 自生体积变形的影响主要在早期 ,1 年后变形基本 相当 ;不 同 岩石种类对 自生体 积变形有显著 的影 响。为外掺氧化镁混凝土研 究和应用提供参考 。 关键词 :自生体积变形 ;氧化镁 ;粉煤灰 ;掺量 ;水胶 比;岩石种类 中图分
3、类号 :T V 5 4 4 9 2 1 文献标识码 :A d o i :1 0 1 3 2 4 4 c n k i j i w h r 2 0 1 6 0 1 0 0 9 1 研 究背景 混凝 土坝 的裂缝及其 防治 一直是水 电工 程界十分关 注的重大技术 问题 。混凝土水化硬化过程 中,强度 的增长同时伴随着体积的收缩变形 ,由于混凝土 自身抗拉强度较低 ,因而极易 出现开裂现 象,不 仅 影 响工程 结构 外 观 ,而且 影响建 筑 物 的安全 运行 ,尤 其是 那些 危害性 裂 缝 的出现 ,往往会 影 响到混凝土坝的使用寿命 。为了补偿水工混凝土 自身的收缩变形和温降过程 中产生 的
4、体积收缩 , 在混 凝 土拌 制 过程 中掺 人 一定 量 的轻 烧 氧化 镁 粉剂 ,利 用 特有 的延迟 微膨 胀 性 能 ,产 生 适度 膨胀 , 在约束条件下 ,可在混凝土结构中形成一定 的预压应力 ,一定程度上可消减混凝土在硬化和温降过 程中产生的拉应力 ,从而提高混凝 土的抗裂能力 。通过氧化镁掺量 、粉煤灰掺量 、水胶 比和岩石 种类 ,了解外掺氧化镁混凝土 自生体积变形规律的影响。 2 试验原材料 2 1 水泥 试验采用水城和葛洲坝 4 2 5中热水泥 ,比表面积分别为 3 1 6 m k g 和3 1 9 m k g ,标准稠度 用水量分别为 2 5 8和 2 5 4,安定性
5、合格 ,强度满足 国家标准要求 。其主要化学成分见表 1 。 表 1 水泥 的主要化学成分( 质量分数 ) ( 单位 :) 2 2 粉煤灰试验采用宣威 和黄桷庄粉煤灰 ,细度检测采用 0 0 4 5 m l n 方孔筛 ,品质检测结果满足 用于水泥和混凝土中的粉煤灰 G B 1 5 9 6 2 0 0 5 的 I 级粉煤灰技术要求。粉煤灰品质检测结果见表 2 。 2 3氧化镁 轻 烧 氧化镁 的 细度检 测采 用 0 0 4 5 m m方 孑 L 筛 。氧化镁 品质 检测 结果见 表 3 。 2 4 骨 料 氧 化 镁 、粉 煤 灰 掺 量 和 不 同水 胶 比试 验 采 用 灰 岩 人 工
6、砂 ,细度 模 数 2 5 7 ,颗 粒 级 配 良 好 ,饱和面干表观密度 2 6 6 g c m ;粗骨料为玄武岩人工骨料 ,小石( 5 2 0 mm) 和中石( 2 04 0 mm ) 。 岩石种类组合及粗细骨料2 4 h 吸水率和线膨胀系数品质检测结果见表 4 。 收稿 日期 :2 0 1 5 - 0 4 1 3 作者简介 :黄寿 良( 1 9 7 8 一 ) ,男 ,福建邵武人 ,助理工程师 ,主要从事水工混凝土材料试验研究 。E - ma i l :2 9 8 3 6 0 7 6 q q e o m 通讯作者 :杨富亮 ( 1 9 6 5 一 ) ,男 ,河南滑县人 ,高级工程师
7、,主要从事水工混凝土材料试验研究 。E - ma i l :x l d y f l 1 63 o o m 一 53 外 掺氧化镁 混凝 土 自生体 积变形影 响因素的试验研究 黄 寿 良 杨 富亮 马 芳 表 2 粉煤灰品质 检测结果 骨料组合 粗骨料 吸水率 细骨料吸水 率 线膨胀系数 粗骨料 细骨料 5 - 2 0 ram 2 0 4 0 m m 1 0 2 5 外 加剂 试 验采 用 Z B 一 1 A萘 系 和 J M P C A聚羧 酸 系减 水剂 ,Z B 一 1 G和 A I R 2 0 2 引气剂 ,品质均 符 合现行标准要求 。 3 试 验配合 比及方法 3 1配合 比 3
8、1 1 常 态混凝土 常态混凝土均采用水城 4 2 5中热水泥 、宣威 I级粉煤灰 、第一批轻烧氧化镁 , Z B 一 1 A高效减水剂和A I R 2 0 2 引气剂。通过调整用水量和引气剂掺量 ,控制混凝土拌和物坍落度和含 气量 ,坍落度为4 06 0 mm,含气量为 4 55 5,氧化镁掺量为水泥质量的百分比。 3 1 2 泵送混凝土采用葛洲坝4 2 5 中热水泥 、黄桷庄 I 级粉煤灰 、第二批轻烧氧化镁 ,J M P C A高 性能减水剂和 Z B 一 1 G引气剂 。固定用水量 ,通过调整减水剂和引气剂掺量 ,控制混凝土坍落度和含 气 量 ,坍 落度 为 1 6 01 8 0 mm
9、,含 气量 为 4 6,氧化 镁 掺量 为胶 材 总量 的 百分 比。氧 化镁 掺 量 中固定用水量调整减水剂和引气剂掺量为泵送混凝 土,其他均为常态混凝土 ,混凝土配合 比参数见 表 5 。 3 2 试验方法依据 水工混凝土试验规程) T ) L T 5 1 5 0 2 0 0 1 ,进行混凝土 自生体积变形试验 。 3 3 试 验 条 件 自生体 积 变形 试 件 尺寸 为 2 0 0 m mx 6 0 0 m m,试件 中埋 入 D I 一 2 5 型应 变 计 ; 自生 体 积 变形 试件 在 密封 的条件 下 ,置 于恒温 ( 2 0 2 c c ) 环境 中养 护 、观测 ;采 用
10、 s Q 一5数 字式 电桥量 测 电阻 和电 阻 比 ,计算 混凝 土 的变形 。 4 试 验结果分析 4 1 氧化镁掺量 氧化镁掺量采用两种方法进行试验 ,一种方法通过 固定减水剂掺量 ,调整用水量 和引气剂掺量 ,控制混凝土拌和物坍落度和含气量 ;另一种方法通过固定用水量 ,调整减水剂和引 气剂掺量,控制混凝土拌和物坍落度和含气量。 4 1 1 固定减水剂掺量调整用水量和引气剂掺量 氧化镁掺量混凝土 自生体积变形试验结果见表 6 和 - 5 4 - 外掺氧化镁混凝土 自生体积变形影 响因素的试验研究黄寿 良杨 富亮马芳 表 5 混凝土配合 比参数 图 1 。从表 6 和图 1 可以看出,
11、混凝土 自生体积变形随着氧化镁掺量的增加膨胀变形而增大。掺量2 和 4,混 凝土 自生体积 变 形规律 为 ,膨胀 一 倒缩一 回胀一 稳定 ,7 d 左 右均 由膨胀 转为 倒缩 ,2 8 d 6 0 d 龄期 继 续 呈 收缩状 态 ,6 0 d 后 均呈 回胀趋 势 ,1 年 后 趋 于稳 定 呈缓 慢微 膨 胀增 长 趋 势 ,6 年龄 期 混凝土 自生体积变形分别为 l 9 3 和 6 0 5 微应变。 掺量 6和 8,混凝土 自生体 积变形始终呈微膨胀趋势 ,6 年龄期膨胀变形高达 1 0 6 4 和 1 7 5 6 微应变 ,最终膨胀量和膨胀趋于稳定时问还有待跟踪验证。 通过长达
12、 6 年外掺氧化镁混凝 土 自生体积变形 的观测 ,掺量 24可满足混凝土微膨胀要 求 ,1 年后 呈缓 慢微 膨胀 增 长趋 势 ,增长 速度 逐渐 减缓 ,它既 不会 产生 无 限膨胀 ,又不会 出现 回缩 现 象 ,其 长期膨 胀变 形能 总是 趋 于稳定 的 ,膨胀 变形 曲线 亦 比较理 想 。 4 1 2 固定用水量调整减水剂和 引气剂掺量采用固定用水量 ,保持混凝土 中水泥和粉煤灰用量一 致 ,消除 了由于水泥用量差异导致 自身 内含氧化镁波动而引起 的试验偏差 ,从而保持混凝土中外掺 氧化镁含量相对固定 ,增强了数据 的可比性 ,自生体积变形试验结果见图 2 。从 图2 可以看
13、 出,随着 表 6 氧化镁掺量对混凝土 自生体积变形试验结果 一 5 5 外掺氧化镁混凝土 自生体积变形影响 因素 的试验研究 黄寿 良 杨富亮 马 芳 1 4 o 9 0 4 0 - 1 0 龄 期 图 I 氧化镁掺量对混凝土 自生体积变形 曲线 龄 期, d 图2 氧化镁掺量对混凝土 自生体积变形曲线 氧化镁掺量递增 ,混凝土 自生体积变形亦呈现膨胀变形而逐步递增 ,氧化镁掺量 、混凝土 自生体积 变形和龄期有着一一对应的关系 ,膨胀变形规律明显优于固定减水剂掺量 、调整用水量和引气剂掺 量 的试验方法 。按照工程设计对混凝土膨胀量的要求 ,通过调整氧化镁掺量 ,控制混凝土的膨胀 量 ,可
14、 满足工 程 运用 。 4 2 粉煤 灰 掺量 粉 煤灰 掺量 对 外掺 氧 化镁 混凝 土 自生 体积 变形 试 验结 果见 表 7 和 图 3 。从表 7 和 图 3 可以看出 ,氧化镁掺量 6时 ,早期 随着粉煤灰掺量的增加膨胀变形增大 ,后龄期则降低 ,掺量越 大后 龄期 膨胀 变形 增长 减缓 愈早 ,掺 量越 小则减 缓 的龄期 愈 长 。 6 年龄期粉煤灰掺量 2 0比掺量 0氧化镁混凝土膨胀变形减小仅 1 0 微应变 ,掺量 3 5比掺量 2 0膨胀变形减小高达 4 7 4 微应变 ,掺量 5 0比掺量 3 5膨胀变形减小仅 7 9 微应变 ,可知粉煤灰 掺量在 3 5左右为最
15、佳掺量 ,可有效减缓氧化镁混凝土后龄期过度膨胀变形带来的不利影响。 表 7 粉煤灰掺量对外掺氧化镁混凝土 自生体积变形试验结果 早期由于粉煤灰 的掺人降低了混凝土的收缩 ,且混凝土的弹性模量较低 ,降低了对氧化镁水化 产生的膨胀变形 的约束作用 ;后期随着养护龄期 的延长 ,粉煤灰与水泥的水化产物 C a ( O H) , 发生二 次水化反应 ,其水化产物使混凝土的强度和弹性模量逐渐提高 ,因而对氧化镁水化产生 的膨胀应力 的约束作用增大 ,使 自生体积变形相应变小 一 。 4 3 水胶 比 水胶 比对氧化镁混凝土 自生体积变形试验结果见表 8 和图4 。从表 8 和 图4 可 以看出 , 氧
16、化镁掺量 6时,早期随水胶 比的增大膨胀变形增大,6 0 d 3 a 龄期水胶 比0 4 9 变形最大 ,3 年后 水胶比0 4 5 变形最大 ,不同水胶 比自生体积变形过程曲线基本一致 。 早期随水胶 比的增大 ,降低氧化镁混凝土的强度和弹性模量 ,因此在相同的膨胀应力作用下变 一 5 6 【 划斌 0 I x 馘 霉删皿 外掺氧化镁混 凝土 自生体积变形影响因素的试 验研究黄寿 良杨富亮马芳 龄 期 图 3 粉煤 灰掺量 对外掺氧化镁 混凝土 自生体 积变形 曲线 形增大 ;当水胶 比增大时 ,混凝 土的孔 隙率增大 ,有利 于 Mg ( O H) 晶体 的生成和结 晶压力的增 长 ,使
17、自生体积变形增大n 。 表 8 水胶 比对 氧化镁混凝土 自生体积变形试验结果 鋈 图4 水 胶比对 氧化镁 混凝土 自生体积变形过程曲线 4 4 岩石种类 由于混凝土配合 比计算所用 的粗细骨料均为饱和面干状态 ,从表 5 混凝土配合比参 数可知 ,岩石种类及粗细骨料 2 4 h 吸水率对混凝土单位用水量影响较小 ,粗细骨料均为玄武岩和灰岩 用水量分别为 1 1 3 和 1 1 4 k g m ,其他骨料组合的用水量均为 1 1 5 k g m 。 ,试验结果见表 9 和图5 。从表 9 和图5 可 以看 出,岩石种类对氧化镁混凝土 自生体积变形有显著的影响。玄武岩骨料各龄期混凝土 自 生体
18、积膨胀变形均小 于花岗岩 、灰岩和 白云岩 + 灰岩 ,6 年龄期玄武岩 比灰岩混凝土膨胀变形减缓 4 6 5 微应变 ,花 岗岩各龄期 自生体积变形均略低 于灰岩 ,不 同岩石混凝土 自生体积变形从小到大排 列 玄武 岩 、花 岗岩 、灰岩 、 白云岩 。 骨 料 所 占混凝 土 中 的 比例为 7 5 8 5,由于不 同种 类 岩石 形 成过 程不 同 ,骨 料长 龄期 吸水 特 性不同 ,引起混凝土 自生体积变形收缩 变形也不相 同 。文献 1 2 给出花岗岩骨料长龄期吸水过程 可以看 出,细骨料 1 年时才基本趋于稳定 ,而粗骨料的吸水过程仍在继续 ,吸水率继续增加 ,不同种 类岩石长
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 氧化镁 混凝土 自生 体积 变形 影响 因素 试验 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【ho****x】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【ho****x】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。