渠道衬砌混凝土力学性能试验研究.pdf
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1、第 3 4卷第 3期 2 0 1 2年 3月 人民黄河 YE L L 0W RI VER Vo 1 3 4 No 3 Ma r 2 01 2 【 水利 水 电工 程 】 渠道衬砌混凝土力学性能试验研究 解国梁 , 申向东 , 贾尚华 ( 1 黑龙江八一农垦大学, 黑龙江 大庆 1 6 3 3 1 9 ; 2 内蒙古农业大学, 内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 1 8 ) 摘要 : 通过正交试验方法 , 研 究 了渠道衬砌 混凝土水胶 比、 粉 煤灰和纤维掺 量对其抗压 强度 、 抗折强度及劈 裂抗拉强度 的影响规律。试验结果表明: 水胶比是影响混凝土抗压、 抗折及劈裂抗拉强度的主要因素; 粉煤
2、灰掺量为 1 5 时混凝土 抗压 强度达 到最大值 , 粉煤灰 对混凝土抗折 及抗拉强度的影响较 小; 纤维掺 量对混凝土抗折及劈裂抗拉强度 的影响仅 次 于水胶 比 , 且掺量越 大获得 的抗折及劈 裂抗拉强度越 高。 关键词 :力学性能;正交试验;水胶比;粉煤灰掺量;纤维掺量;渠道衬砌混凝土 中图分 类号 :T V 4 3 1 文献标识码 : A d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 0 1 3 7 9 2 0 1 2 0 3 0 4 1 Ex pe r i me n t a l S t ud y o n t he M e c h a ni c a l P
3、r o pe r t i e s o f t h e Co nc r e t e o f Ca na l Li n i ng XI E G u o l i a n g ,S HEN Xi a n g d o n g 2 ,J I A S h a n g - h u a ( 1 H e i l o n g fi a n g B a y i A g r i c u l t u r a l U n iv e r s i t y ,D a q i n g 1 6 3 3 1 9, C h i n a; 2 I n n e r Mo n g o l i a A g r i c u l t u r a l
4、 U n i v e r s i t y , H o h h o t 0 1 0 0 1 8 ,C h i na) Ab s t r a c t :Co mp r e s s i v e s t r e n g th,fle x u r a l s t r e n gth a n d s p l i t t e n s il e s t r e n gth o f t h e c o n c r e t e o f c a n a l l i n i n g wa s s t u d i e d a n d t h e e f f e c t o f i n fl u e n c i n g
5、f a c t o r s i n c l u d i n g wa t e r b i n d e r r a t i o,t h e c o n t e n t o f fl y a s h a n d fib e rs h a d b e e n a n a l y z e d b y t h e me a n s o f o h o g o n a l t e s t me t h o d T h e r e s u l t s s h o w t h a t wa t e r b i n d e r r a t i o h a s mo s t l y i mp a c t o n
6、t h e s t r e n gth o f c o n c r e t e Co mp r e s s iv e s t r e n gth o f t h e c o n c r e t e g e t s ma x i mu m v a l u e wh e n 1 5 c o n t e n t 0 f fly a s hb u t i t h a s l it t l e e f f e c t o n t h e fl e x u r a l s t r e n g t h a n d s p l i t t e n s i l e s t r e n gth o f t h e
7、 c o n c r e t e Fi b e r c o n t e n t h a s l a r g e i mp a c t o n fle x u r al a n d s p l i t t i n g t e n s i l e s t r e n gth n e x t o n l y t o t h e wa t e r - b i n d e r r a t i o,a n d fle x u r a l a n d s p l i t t i n g t e n s i l e s t r e n gth o f c o n c r e t e i n c r e a s
8、 e w i t h t h e i n c rea s e o f t h e fi b e r c o n t e n t Ke y wo r d s :me c h a n i c a l p r o p e r t y;o r th o g o n al t e s t ;wa t e r b i n d e r r a t i o;c o n t e n t o f fly as h;fib e r s c o n t e n t ;c o n c r e t e o f c a n a l l i n i n g 渠道衬砌混凝土属于大体积、 大面积、 薄层混凝土 , 服役 时长期承
9、受动力水流带来的反复动荷载作用, 尤其在北方地区 还会经受反复冻胀作用 。渠道衬砌混凝土又是脆性材料 , 在 上部荷载及下覆土层反复压、 拉、 弯折的作用下极易引起拉应 力破坏, 产生裂缝。混凝土裂缝的出现和发展将加速其老化进 度, 降低渠道衬砌混凝土的抗冻、 抗渗能力 , 缩短工程寿命 。 因此 , 对于寒区渠道衬砌混凝土改善其抗压、 抗折及劈裂抗拉 性能十分必要。笔者在普通混凝土中掺人不同比例的聚丙烯 纤维、 粉煤灰配制了不同强度等级的混凝土, 研究不 同成分对 渠道衬砌混凝土力学性能的影响规律 , 试图通过材料的不同配 比, 改善渠道衬砌混凝土的力学性能 , 为渠道衬砌工程提供 参考 。
10、 1 材料与方法 1 1 试 验 材料 水泥采用冀东 P O 4 2 5级水泥。粉煤灰为呼和浩特金桥 电厂 I 级粉煤灰 , 比表面积为 6 5 1 i n k g , 化学组成中 S i O : 、 A 1 2 O 3 、 C a O、 Mg O、 S O 3 、 F e 2 O 3 、 T i O 2 、 N a 2 O+K 2 O的含量分别为 51 9 3 、1 6 1 1 、6 9 5 2 02 1 5 9 5 1 彩 、1 78 1 1 4 2 0 5 。聚丙烯纤 维产地 为j E 京 , 纤 维 的性 能指标 如 下 : 长度 为 1 9 m m, 弹性模量为 3 7 4 1 MP
11、 a , 密度为0 9 2 g c m , 极限 拉伸率为 3 2 , 抗拉强度为 2 8 2 MP a , 熔点为 1 6 8 o C。砂为呼 和浩特产的优质河砂, 细度模数为 2 5 6 , 属于普通中砂, 表观密 度为 2 6 4 5 g c m, 含泥量为0 5 7 ; 碎石为呼和浩特产的普通 花岗岩连续级配碎石 , 粒径为 5 3 1 5 mm, 表观密度为 2 6 1 3 k g m , 压碎指标为 9 3 , 针片状含量为 4 2 。砂石均符合 连续级配要求。 1 2 试验设计 根据内蒙古河套灌区渠道衬砌混凝土一般使用 的强度等 级及以往试验结论 , 同时为考察不同配合 比参数对
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