锂渣混凝土抗压与劈拉试验研究.pdf
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1、文 章编 号 :1 0 0 7 0 4 6 X( 2 0 1 5 ) 0 4 - 0 0 2 7 0 3 固废利用: 锂渣混凝土抗压与劈拉试验研究 C o m p r e s s i v e a n d S p l i t t i n g T e n s i l e T e s t o f l i t h i u m S l a g C o n c r e t e 郭江华 ,侍克斌 ( 新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐8 3 0 0 5 2 ) 摘要 : 锂 渣为矿 物掺 和料 ,研 究 了锂 渣 高性 能混凝 土的抗 压强度 变化 与劈 裂抗拉 强度 变化 规律及 关 系 ,试验
2、 结果 显示 :在不 同水胶比情况下 ,锂渣掺量1 0 为最优掺量;随着水胶 比和锂渣掺量的增加 ,锂渣高性能混 凝土的抗压强度与劈裂抗拉强度在逐渐降低 ;锂渣高性能混凝土的劈裂抗拉强度与抗压强度之间的关系, 建议采用公式 : 0 1 9 ) ” 。 关键词 :锂渣;抗压强度 ;劈裂抗拉强度 中图分类号 :T U5 2 8 3 1 文献标 志码 :A 0 前 言 混凝土的强度特性一直以来都是大多数结构设计者 的关注对象,出于多种原因,现在混凝土的耐久性也逐 渐被设计者关注。混凝土的抗拉强度是影响混凝土开裂 性能及耐久性的重要指标 ,由于混凝土的抗拉强度测量 比较困难,而抗拉强度与劈裂抗拉强度之
3、间有密切的关 系,因而用劈裂抗拉强度间接表征抗拉强度 2 。 1 试 验 1 1 试验原材料 水泥:新疆天山水泥厂 4 2 5 R级水泥,主要化学成 分见表 1 ;锂渣新疆锂盐厂烘干锂渣, 呈粉状、 浅黄白色, 主要化学成分见表 1 ,物理技术指标见表 2 ;细集料 :选 择级配良好细度模数为 2 7 6的中砂,含泥量 0 4 ;粗 集料:连续级配,粒径范围 52 5 m m;外加剂:新疆格 辉科技有限公司生产的萘系高效减水剂。 表 2 锂渣的物理技术指标 1 2 试验方案设计 试验选取了4个水胶比, 分别是 0 2 7 、0 3 0 、0 3 5和 0 4 0 。考虑锂渣的自然状态,试验采用
4、烘干原渣替代等质 量的替代水泥直接掺入混凝土中,锂渣掺量定为 O 、 1 0 、3 0 、 5 0 、 7 0 。 1 3 试验方法 试验综合考虑水胶比、锂渣掺量对锂渣高性能混凝 土的强度影响, 依据 S L 3 5 2 -2 0 0 6 水工混凝土试验规程 中关于混凝土立方体抗压强度试验的相关规定,进行锂 渣高性能混凝土的抗压强度试验,试验共计 2 0组,每组 试件采用尺寸为 1 0 0 m m1 0 0 m m1 0 0m m , 每组配合比 分别选取 3 d 、7 d 、2 8 d 龄期的劈裂抗拉作为强度指标进 行试验研究。 表 1 4 2 5 R 普通硅酸盐水泥与锂渣化学成分 磊 2
5、试验结果与分析 从试验数据结果分析得到:锂渣混凝土的抗压强度 基金项目: 新疆科技支撑计划项目 ( 2 0 1 2 3 3 1 3 2 ) ; 新疆水利水电工程重点学科基金资助 ( X J z d x k 一 2 0 1 0 0 2 1 2 ) ; 新疆维吾尔自 治区研究生科研 创新项 目资助 ( X J GR I 2 0 1 4 0 7 2) 4 2 0 1 5 粉煤灰 2 7 与劈裂抗拉强度的变化规律相互一致,在锂渣掺量与龄 期相同时,随着水胶比的增加强度值在变小;同水胶比 下锂渣掺量在 1 0 时,锂渣混凝土的强度 纯水泥的强 度;锂渣掺量3 0 时,强度逐渐降低。 将表 3的抗压强度值
6、与劈裂抗拉强度值结果对比可 以发现,混凝土的劈裂抗拉强度与抗压强度的比值 。 在 1 1 61 1 1之间,在水胶比一样时,拉压比值随着强 度的增加有逐渐降低的趋势。 表 3 锂渣混凝土的抗压强度值 目前,我国业内采用的普通混凝土、轻集料混凝土 和高强混凝土的劈拉强度与立方体抗压强度之间的经验 回归公式为 【 1 J : 普通 混 凝土: 厶= 0 1 9 ( i c。 ) ( 1 ) 轻集 料混 凝 土: = 0 2 2 (f c ) ( 2 ) 高强混凝土: = 0 3 ) ( 3 ) 按以上 3个回归公式计算理论值并与表 3中的劈裂 抗拉强度值对比, 结果见表4 。由表4中的数据可以发现
7、, 试验值 , 式 ( 1 ) 得到的值在 1 O 0 0 1 左右徘徊,且 3 d 、 7 d 、2 8 d 对应的最大值与最小值的差分别为 0 1 3 、0 1 5 、 0 1 5 ;试验值 式 ( 2 ) 得到的值大多在 1 O 0以上,且 2 8 COALASH 4 2 01 5 3 d 、7 d 、2 8 d对应的最大值与最小值的差分别为 0 1 5 、 0 2 5 、0 2 4 ;试验值 式 ( 3 ) 得到的值都在 1 0 0以下, 即实际值,且 3 d 、7 d 、2 8 d对应的最大值与最小值的 差分别为 0 t 9 、0 1 8 、0 1 6。由以上数据可以看出, 试验 值
8、 式 ( 1 ) 得到的值离散度最小,因此,建议对于锂渣 混凝土 的劈 裂抗拉强度 和抗 压强度之 间关 系用公 式 = 0 1 9 ( ) 0 7 5 , 以 减小 误 差, 得 到 较为 准 确的 值。 表 4 劈裂抗拉强度试验值与计算值之比 3 结 论 锂渣掺量在一定范围内,可以提高混凝土的强度, 改善混凝土的性能 3 1 。 对于锂渣高性能混凝土的抗压强度与劈裂抗拉强度, 锂渣最优掺量为 1 0 , 且高于纯水泥强度。水胶比与锂 渣掺量两者对锂渣高性能混凝土的强度造成不同程度的 影响,随着水胶比与锂渣掺量的增加其值在不断降低。 ( 下 转 第3 2 页) 采用石灰石粉与其他矿物掺和料复
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