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陶粒体积取代率对C60自密实混凝土性能影响的研究.pdf
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1、2 0 1 5年 第 6期 (总 第 3 0 8期 ) Nu mb e r 6 i n 2 0 1 5 ( T o t a l N o 3 0 8 ) 混 凝 土 Con c r e t e 预拌混凝土 READY M I XED CONCRETE 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 6 0 2 9 陶粒体积取代率对 C 6 0自密实混凝土性能影响的研究 孙长征 , 李磊 。 赵同峰。 , 赵海南 ( 1 沈阳建筑大学 土木工程学院,辽宁 沈阳 1 1 0 1 6 8 ; 2 沈阳建筑大学 建筑设计研究院, 辽宁
2、沈阳 1 1 0 0 1 5 ) 摘要: 研究了两种陶粒 T L 1和 T L 2的体积取代率对 C 6 0自密实混凝土的工作性能 、 力学性能 、 自收缩的影响。 结果表明: 陶粒的体积取代率增加 , C 6 0自密实混凝土的工作性能降低, 陶粒 的体积取代率在 2 0 以 内时 , 对 工作性能影响不 明显 ; 随 着陶粒的体积取代率增加 , 同条件养护 的 C 6 0自密实混凝土 的轴心抗压强度先增大后降低 , 当陶粒 T L 1和陶粒 T L 2预湿 2 4 h , 体积取代率分别为2 0 和3 0 时, ( 2 6 0自密实混凝土的轴心抗压强最高, 4 0 0 h自收缩分别降低了6
3、6 和5 7 , 1 0 0 h内无自 收缩。 关键词: 陶粒 ; 体积取代率 ; 工作性能; 力学性能;自收缩 中图分类号: T U 5 2 8 5 3 文献标志码: A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 6 0 1 1 0 0 4 I n f l u e n c e o f c e r a ms i t e v o l u me r e p l a ce me n t r a t i o o n t h e p e r f o r ma n ce o f OS 0 s e l f c o mp a c t i n g c on c r e t e SU
4、N Cha n g z h e n g , LILe i , ZI -I AO To n g f e n g , ZHAO Ha ina n ( 1 S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e ri n g , S h e n y a n g J i a n z h u Un i v e r s i t y, S h e n y a n g 1 1 0 1 6 8, Ch i n a ; 2 Bu i l d i n g De s i g n a n d Re s e a r c h I n s ti t u t e , S h e n y a n g J
5、i a n z h u Un i v e r s i t y, S h e n y a n g 1 1 0 0 1 5, Ch i n a ) Abs t r ac t: Th e i nf l u e n c e o f t wo k i n ds o f c e r a ms i t e T L1 an d TL2 v o l u me r e p l a c e me n t r a tio o n t h e wo r k i n g p e rfo r ma n c e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s a n d a ut o g e n
6、o u s s h rin k a g e o f the C6 0 s e l fc omp a c tin g c on c r e t e we r e s t u di e d Th e e xp e rime n t a l r e s ul t s s h o w tha t wi t h t h e i n c r e a s i n g o f c e r a ms i t e v ol u me r e p l a c e me n t r a tio, t h e wo r kin g p e rfo rm anc e o f t h e C6 0 s e l fc o m
7、p a c tin g c o n c r e t e d e c r e a s e d, t h e v o l ume r e pl a c e me n t r a t i o wi t h i n 2 0, t h e i n f l u e n c e o n wo r kin g p e r f o rm a n c e wa s n o t o b v i ou s ; W i t h the i n c r e a s i n g o f c e r a ms i t e v o l u me r e pl a c e me n t r a t i o, t h e a x
8、i a l c omp r e s s i v e s t r e n g th o f the C60 s e l fc o mp a c t i n g c o n c r e t e i n c r e a s e d a f t e r t h e l owe r o n the o n t h e s a me c u ring c o n d i t i o n Whe n t h e c e r a ms i t e TL1 an d c e r a ms i t e TL2 we r e p r e we t t i n g 2 4 h ou r s, a n d the v
9、o l u me r e p l a c e me nt r a ti o o f the m we r e 2 0 a nd 3 0 r e s p e c t i v e l y, the a x i a l c o mp r e s s i v e s e n g th o f h e C6 0 s e l fc o mp a c t i n g c o n c r e wa s h i g h e s t , a u t o g e n o u s s h r i n ka g e i n 4 0 0 h o u r s wa s r e d u c e d b y 6 6 a n d
10、 5 7 r e s p e c tiv e l y no a u t o g e n o us s h r i n ka g e i n the 1 0 0 ho u r s Ke y wor ds : c e r a ms i t e ; v o l u me r e p l a c e me n t r a ti o; wo r kin g pe rf o r ma n c e ; me c h an i c a l p r o p e r t i e s ; a u t o g e n o u s s h r i nk a g e 目前随着我国城市化进程的快速发展 , 超高层建筑在 我
11、国个大城 市中得 到了快速的发展 , 超高层建筑复杂 的建 筑结构不仅要求混凝土有较高的强度和耐久性能, 同时还 必须满足复杂建筑结构施工所要求 的较高的工作性能 , 高 强 自密实混凝土不仅能够满 足超高层建筑结构混凝土 的 力学性能和耐久性能 , 同时也能够满足施 工性 能。目前高 强 自密实混凝土在 国内各 大超高层建筑 中得到 了广泛 的 应用 , 例如 : 广州西 塔项 目, 建 筑高度 4 3 2 1 T I , 其 中 C 6 0 - C 9 0以上高强高性能混凝土约7 万 n l ; 天津 1 1 7大厦结构 高度 5 9 7 1 T I , 其中钢管矩形柱混凝土均采用 C 7
12、 0自密实混 凝土。 同时对于一些采用钢管混凝土的建筑结构, 大部分采 用自密实混凝土来浇筑。 高强 自密实混凝土由于其水胶比 低、 胶凝材料用量大、 内部水化温度高、 得不到充分的养护、 掺加硅灰和超细矿粉等 , 使混凝土 内部的 自收缩变得严重 , 远远超过干燥收缩, 由于 自收缩产生的应力对 于引起混凝 收 稿 日期 : 2 0 1 4 一o 9 一 O 8 11 0 土早期的开裂风险较大, 同时对于高强自密实混凝土浇筑 大体积构件时, 混凝土构件核心内部温度较高, 水化速度 比低温区大幅度提高 , 由于 自收缩引起 的开裂风险更大 。 对 于陶粒轻骨料高强混凝土 和通过 陶粒轻骨料来
13、改 变混凝土的内部结构和性能的研究已有报道 , 孔丽娟 在 她的博士论文中提 出了混合骨料的选 配原则 , 并对其进行 了试验验证, 发现骨料的优选可大大改善混凝土的内部结 构与性 能。 丁庆军 在他 的的博士论文 中揭示轻集料 的湿 度补偿作用和普通集料 的限制收缩作用是高强 次轻混凝 土具有优 良体积稳定性 的本质原 因。 董淑慧等 研究了轻 骨料 一 水泥石界面区微观结构特征。 本试验研究2种不同 密度等级的陶粒对 C 6 0自密实混凝土的工作性能 ( 包括坍 落度扩展度 、 V型漏斗、 u型箱 ) 、 力学性能 、 自收缩性能的 影响, 在保证 C 6 0自密实混凝土工作性能和力学性能
14、不降 低 的前提下 , 试图利用陶粒的特殊孔结构来 降低 C 6 0自密 实混凝土的 自收缩和提高其 自养护性能 , 为工程实际应用 提供一定的技术指导 。 1 原材料及试验 方法 1 1 主要原材料 ( 1 ) 胶凝材料: 试验所用水泥为唐山冀东 P O 4 2 5级 水泥 , 其基本性能见表 1 ; 粉煤灰 : 沈 海热电厂生产 I 级粉 煤灰 , 细度 为 8 , 需水量 比为 9 3 , 2 8 d抗压强度 比 9 0 , 烧失量 2 2 ; 矿粉为鞍山某厂生产 $ 9 5矿 粉 , 比表 面积 为 4 2 5 m。 k g ,流动 度 比为 1 0 0 , 2 8 d抗压强度 比为
15、9 8 1 ; 硅灰辽宁鞍山某硅灰厂生产 , 比表面积 2 0 0 0 0 l n k g 。 表 1 水泥基本性能指标 ( 2 ) 集料 : 细集料为辽宁绥中河砂 , 细度模数 2 8 , 含泥 量 1 0 , 泥块 含 量 0 , 表观 密 度 2 6 9 0 k g m , 堆积 密度 1 5 6 0 k g m 。 粗骨料为辽宁铁岭碎石 , 粒径 5 1 6 mm连续 级配 , 压 碎 指 标 2 0 , 针 片 状 含 量 3 0 , 表 观 密 度 2 7 0 0 k g m , 堆积密度 l 6 0 0 k g m 。 ( 3 ) 外加剂: 试验所用外加剂为辽阳科隆生产聚羧酸 高
16、性 能减水剂 , 固含量 2 0 , 减水率 3 5 , 推荐掺量 1 0 。 ( 4 ) 陶粒 : 试验 所用 2种密度 等级 的页岩 陶粒 T L 1 、 T L 2 , 粒径为 5 - 1 6 mm连续配 , 其性能见表 2 , 其 吸水率与 时间的关系见图 1 。 表 2 陶粒基本性能指标 陶粒 率 孔 TLl 3 7 0 7 1 0 1 2 6 2 1 4 0 0 48 TL2 7 98 1 2 7 8 5 5 6 3 8 0 0 3 7 3 O 2 5 2 0 量 ts 1 。 5 o 2 0 4 0 6 0 8 0 l 0 0 l 2 0 1 4 o 时 间, h 图 1 陶粒
17、吸水 率与 时 间的关 系 1 2试 验 方 法 ( 1 ) 按照 C E C S 2 0 3 : 2 0 0 6 (自密实混凝土应用技术规 程 中的要求对 自密实混凝土 的坍落度扩展度 、 u型箱 、 V 型斗试验进行测试 。 ( 2 ) 混凝土强度试验按 照 G B T 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 ( 普通混 凝土力学性能试验方法标准 进行测试 。 ( 3 ) 自收缩 试验 按照 G B T 5 0 0 8 2 -2 0 0 9 普通 混凝 土长期性能和耐久性能试验方法标准 进行测试, 试验 仪器选 用 C A B R -N E S 型非接 触 式混 凝 土收 缩 变形 测 定仪
18、 。 2配合 比设 计 参照 C E C S 2 0 3 : 2 0 0 6 ( 自密实混凝土应用技 术规程 中的要求采用绝对 体积法对 C 6 0自密实混凝 土配合 比设 计 , 同时考虑到 自密实混凝土 的特殊性 , 一方 面 , 自密实混 凝土浆体必须具备较低的屈服剪切应力和塑性黏度 , 自密 实混凝土才能具备高流动性 , 无需振动即能充填外部与内 部空隙 ; 另一方面 , 由于 自密 实混凝 土 中的骨料处 于漂浮 状态 , 自密实混凝土在 密实 成型的过程 中必须 保持均匀 , 无离析 、 泌水现象发生 。 在掺入陶粒轻骨料后 , 容易发生普 通骨料下沉 , 陶粒轻骨料上 浮的现象
19、, 所 以这些 因素在配 合 比设计时必须认真考虑 。 对于单一骨料的 自密实 昆 凝土 其颗粒运动方程为 : = p= 一 l J 式中: p 颗粒的密度 , g c m ; p 混合料的密度, g c m ; 颗粒粒径 , c m; 混合料的塑性黏度 , P ; 颗粒 的运 动速度 , c m s 。 复合骨料 自密实混凝土颗粒运动方程为 : 2 g r A ( P 一 P c )+r E ( P c P L ) , , , 、 一 一一 一一 式中 : F A 、 普通骨料和轻骨料 的粒径 , c m; P P L 普通骨料和轻骨料的颗粒密度, g c m ; p c 砂浆 的密度 ,
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