花岗岩配制高性能混凝土试验研究.pdf
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1、2 0 1 5年 第 3期 (总 第 3 0 5 期 ) N u mb e r 3 i n 2 0 1 5( T o t a l N o 3 0 5) 混 凝 土 Co nc r e t e 预拌混凝土 READY M I XED CONCRET E d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 5 0 3 0 3 0 花 岗岩 配制 高性 能混凝 土试 验研 究 魏连雨 。王海生 ( 河北工业大学 土木工程学院,天津 3 0 0 4 0 1 ) 摘要:由于花岗岩属于酸性集料 , 在高性能混凝土中, 一般采用低碱含量水泥或减少水泥用量来
2、控制总碱含量。 通过大量试验 分析不同水泥用量对花岗岩高性能混凝土性能的影响规律 ; 通过优化配合 比, 降低水泥用量 , 配置耐久性 良好的高性能 昆 凝土 , 得到较好的技术经济效益。 关键词 : 花岗岩; 高性能混凝土; 配合比优化设计 中图分类号 : T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 3 0 1 1 卜 0 3 E x p e r i me n t a l s t u d y o n t h e g r a n i t e h i g h p e r f or ma n c e c o n c
3、r e t e WELi a n yu ,WANG Ha i s he n g ( S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g , He b e i Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y, T i a n j i n 3 0 0 4 0 1 , C h i n a ) Ab s t r a c t : Du e t o t h e g r a n i t e i s a c i d i c a g g r e g a t e, I n g e n e r a l , u s i n g the
4、l o w a l k a l i c o n t e n t c e me n t o r r e d u c i n g the d o s a g e o f c e me n t t o c o n t r o l the t o t a l a l ka l i c o nt e n t i n h i g hp e r f o r man c e c o n c r c Th r ou g h al a r g e n u mb e r o fe x p e rime n t s , t h ei n f l ue n c e o fd i f f e r e n t c e me
5、 n t d o s a g e on t h e gran i t e hi g hp e rfo r man c e c o n c r e t e perfo r man c e wa s an a l y z e d Mi x g o o d d u r a b i l i t y h i gh p e rform anc e c o n c r e t e b y o p t i mi z i n g the mi x t u r e r a ti o and r e d u c i n g the do s a g e o f c e me n t , g e t go o d t
6、 e c hn i c a l a n d e c o n o mi c e ffe c d v e n e s s K e y wo r d s: g r a n i t e ; hig h pe rf o rm an c e c o n c r e t e ; o p fi mi z a d o n o f m i x p r o p o r t i o n d e s i g n 0 引 言 高性能混凝土( H P C) 具有 良好的工作性 、 强 度和耐久 性 , 已经在 国内外 的工程 实践 中广泛应用。 以往高性能混 凝土的原材料多采用玄武岩或石灰岩碎石搭配优质胶凝 材料和高效减水
7、剂 。 而花 岗岩是一种深成 酸性火成岩 , 二 氧化硅 的含量 高 , 加工出的碎石压碎值 高 , 针片状含量高 , 超出规范限值 , 较少应用 于高性能混凝土工程 。 近年, 随着 工程量不断增加, 优质碎石资源逐渐短缺, 国内对于利用 花岗岩配制高性能混凝 土的研究 陆续展开。 夏京亮等在其 研 究中配制出力学性 能 、 耐久性能与长期 收缩变形性能 良 好 的桥用 C 5 5高性能混凝土 ; 管小 明等经试 验研究 , 证 明脆性花 岗岩碎石可成功应用在 C 6 0高性能混凝土中 ; 汪在芹等在对 三峡工程花 岗岩 骨料的碱活性 长龄期观测 研究 中的结果 显示 , 新 鲜 花 岗岩
8、经历 1 O年 的碱反 应 , 膨 胀率缓慢增长, 突破0 1 , 碱 一花岗岩反应是又一类型的 碱 一 硅酸盐反应 。 杨全华等对花岗岩骨料本身 的碱溶 出 现象进行研究, 结果显示花岗岩骨料样品的溶出碱与试验 温度 、 用时及骨料粒径有关, 此外 , 他们还对水泥、 粉煤灰、 外加剂等的溶出碱进行了分析, 并计算了该工程大坝混凝 土几种 典 型 配 合 比 的 溶 出 碱 总 含 量 。 香 港 大 学 的 K w a n , A K H 对香港本地 的花 岗岩配制 的混凝 土干缩性 能进行了研究 。 香港大学的 c h e n , H e l e n H 等人对花岗 收稿日期: 2 0
9、1 4 0 8 1 8 岩碎石配制 的素混凝土的断裂韧性进行了试验研究 , 结果 显示 , 各个粒径 配制 的混凝 土 断裂韧 性 ( K I C) 和断裂 强 度 ( G F ) 随着抗压强度 的增 强而增大 , 而抗 压强度 和弹性 模量随着碎石粒径的减小而增大 。 葡萄牙堡 区布兰科理 工学院 的 P a c h e c o T o r g a l , F 和 葡 萄牙 贝拉 地 区大 学 的 C a s t r o G o me s , J P 试验研究 了花岗岩碎石物理和几何特 性对低强度混凝 土耐久性 的影响 。 过往的研究结果显示, 采用酸性花岗岩碎石配制高性 能混凝土, 应尽量
10、削弱混凝土碱集料 反应的不利影响 。 混 凝土 中碱主要来 源于水 泥熟料 、 外加剂 。 在配合 比设计 阶 段 , 可以考虑减少胶凝 材料的用量 , 特别是水泥用量 , 并相 应的降低高性能减水剂的掺量; 这样可以降低混凝土中的 总碱含量 , 避免酸性花 岗岩碎石 的碱集 料反应 , 保证混凝 土强度 , 提高混凝土耐久性 。 但是 , 过分 的降低水 泥用 量 , 会影响混凝土拌合物的和易性 , 导致水泥石和粗集料界 面 层强度不足 , 降低混凝土密实度和耐久性 。 因此 , 有必要通 过试 验研究花岗岩高性能混凝土配合 比设计过程中 , 合理 水泥用量的下限。 1 原材料和试验方法 胶
11、凝材料选用 P 0 4 2 5级冀东水泥和 I I 级粉煤 灰。 具体性能如表 1 所示 。 细集料选 用普通河砂 , 细度模 数2 8 , 颗粒级 配为I 级 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1 水 泥和粉 煤灰 性 能 配 区, 堆积密度为 1 7 1 0 k g m , 表观密度为 2 6 4 0 k g m , 含泥量 2 4 。 粗集料选用花 岗岩碎石( 图 1 所示) , 岩石的 S i O 2 含 量 6 7 5 、 A 1 2 O 3含 量 1 2 1 , 还 有 少 量 F e 2 O 3 、 F e O、 Mg O、 C a O等 。 碎
12、石采用 5 1 0 mm和 1 0 - 2 0 ra i n I I 级 配 , 大小碎石 比例 为 7 7 9 : 3 3 4 。 外加剂选用 复合型聚羧酸 高性能减水剂 , 掺量约 1 。 表 2 粗集料物理性能 图 1 花 岗岩碎 石 ? 昆 凝土 主要 性能参数 : 7 、 2 8 d强度 、 D F抗冻耐 久性 指数 ( 抗冻性 ) 、 R C M 氯离子渗透系数 ( 抗渗性 能) 。 强度 试验按 照 J T G E 3 0 _2 0 0 5 公路工 程水 泥及 水 泥混凝 土 试验规程中方法完成; 耐久性试验按照 G B 5 0 0 8 2 -2 0 普通混凝土 长期性 能和 耐
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