大掺量粉煤灰混凝土力学性能试验研究.pdf
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1、第 3 3卷第 l 0 期 2 0 1 1年 l 0月 人民黄河 YEL L OW RI VE R V0 1 3 3 N o 1 0 Oc t , 2 01 1 【 水利水 电工程 】 大掺量粉煤灰混凝土力学性能试验研究 刘 丹 , 杜应吉 ( 西北农林科技大学 水利与建筑工程学院, 陕西 杨凌 7 1 2 1 0 0 ) 摘要: 在混凝土中掺加粉煤灰 , 既可以节约水泥, 又可以提高混凝土的耐久性。通过不同配合比混凝土力学性能试验, 分析了混凝土轴心抗压强度、 抗压弹性模量、 轴心抗拉强度、 抗拉弹性模量和极限拉伸值的变化规律及其之间的关系。 结果表明: 当水胶比为0 3 5 、 粉煤灰掺量
2、为 6 0 时, 粉煤灰混凝土2 8 d的强度可满足工程要求, 说明在低水胶比情况下 加 大粉煤灰掺量是 可行的 。 关键词 :弹性模量 ;抗压 强度 ;极 限拉伸值 ;配合 比;粉煤灰混凝土 中图分类号:T U 5 2 8 0 4 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 1 1 0 0 3 2 St u d y o n t he M e c h a ni c a l Pr o p e r t i e s o f Hi g h Vo l u me Fl y As h Co nc r e t e L I U D
3、 a n ,D U Y i n g i ( C o l l e g e o f W a t e r R e s o u r c e s a n d A r c h it e c t u r a l E n g i n e e r i n g, N o a h w e s t A&F U n iv e r s i ty ,Y a n g l i n g 7 1 2 1 0 0,C h i n a ) Abs t r a c t :Ad d i n g fl y a s h i n c o n c r e t e n o t o n l y c a n s a v e c e me n t ,b
4、u t a l s o c a n i mp r o v e t h e d u r a b i l it y o f c o n c r e t e Th e a x i a l c o mp r e s s i v e s t r e n g t h an d i t s e l a s t i c mo d u l u s ,a x i a l t e n s i l e s t r e n gth an d i t S e l a s t i c mo d u l u s 。a n d u l t i ma t e t e n s il e v a l u e a n d t h e
5、r e l a t i o n s h i p b e t we e n t h e m a r e d i s c u s s e d t h r o u g h t h e t e s t o f me c han i c a l p r o p e r t i e s o f c o n c r e t e wi t h d i f f e r e n t mi x t u r e r a t i o T h e r e s u l t s s h o w t h a t wh e n t h e w a t e r c e me n t r a t i o i s 0 3 5 a n
6、d f l y a s h c o n t e n t i s 6 0 ,2 8 一 d a y c o mp r e s s i v e s tr e n gth o f f l y a s h c o n c r e t e h a s b e e n me t t h e e n g i n e e r i n g r e q u i r e me n t s ,a n d i t i s f e a s i b l e t o mi x a l a r g e n u mb e r o f fl y a s h i n t h e c a s e o f l o w wa t e r
7、- c e me n t r a t i o Ke y wo r d s :mo d u l u s o f e l a s t i c i t y;c o mp r e s s io n s t r e n gth;u l t i ma t e t e n s io n v a l u e ;mi x t u r e r a t i o ;fl y ash c o n c r e t e 粉煤灰作为胶凝材料掺入混凝土中, 不但可以减少水泥用 量, 提高混凝土的耐久性, 而且可以实现废物利用 , 减少粉煤灰 对环境的污染。研究和开发大掺量粉煤灰t 昆 凝土具有重要的 社会意义 。 1 试验设计
8、思路 粉煤灰的活性低于水泥 , 掺人后会导致混凝土强度明显降 低, 因此影响了人们在混凝土中应用粉煤灰的积极性 J 。实际 上, 造成粉煤灰混凝土强度偏低的主要原因是, 粉煤灰的品质 差以及配合比设计不合理, 以至于粉煤灰对混凝土的强度效应 没有得到充分发挥 。笔者在保证粉煤灰品质 的前提下进行 不同水胶比, 以及不同粉煤灰掺量下混凝土的力学性能试验, 分析和对比抗压弹性模量、 轴心抗压强度的变化规律及其与轴 心抗拉强度、 抗拉弹性模量之问的关系, 以期为实际工程应用 提供参考。 88 2 试验原材料及配合比设计 2 1 试验原材料 试验用水泥为 P 0 4 2 5水泥, 其 2 8 d抗压强
9、度和抗折强 度分别为4 5 5 MP a 和 9 1 MP a ; 粉煤灰为宁夏大坝电厂生产的 I级粉 煤灰, 细度 为 4 8 , 需水 量 比为 9 1 , 烧失 量 为 0 4 7 ; 细骨料为宁夏粗沙, 细度模数为 2 8 , 表观密度为2 6 6 g c m , 含泥量为 3 7 ; 粗骨料为宁夏银川镇北堡碎石, 堆积密 度为 1 3 4 4 k g m , 吸水率为0 5 ; 高效减水剂采用 N F一5 A减 水剂, 引气剂采用 J O P引气剂。 收稿 日期 : 2 0 1 0 1 卜l 2 基金项 目: “ 十一五” 国家科技 支撑计划重点项 目( 2 0 0 6 B A D
10、1 1 B 0 3 ) 。 作者简介: 刘丹( 1 9 8 3 一) , 女, 河北保定人, 硕士研究生, 研究方向为水工结构 耐 久性 。 E ma il : h e b e i b a o d in g l iu d a n 1 6 3 c o m 人 民 黄 河2 0 1 1年第 1 O期 2 2 配合比设计 试验以水胶 比和粉煤灰 掺量为变量 , 各组 配 比沙率为 4 0 , 采用超量取代法 ( 超量系数 6 =1 3 ) 进行粉煤灰混凝土 设计。试验混凝土具体配合比见表 1 。 表 1 粉煤灰混凝土配合比设计 注: A为混凝土 抗压 弹性模 量 试验 编 号, B为 混凝 土极 限
11、拉 伸试 验 编 号。 3 试验结果分析 3 1 混凝土轴心抗压强度 根据 水工混凝土试验规程 ( S L 3 5 2 -2 0 0 6 ) 的相关规定, 进行混凝土弹性模量试验, 试验结果见表 2 。可以看出, 与不掺 粉煤灰的混凝土相比, 随着龄期的增加粉煤灰混凝土抗压强度 逐渐增大 , 并且早期强度偏低 , 后期强度总体上增长较快 , 其中 6 0 d龄期时, 的抗压强度增长率高达 3 0 。其主要原因是, 粉煤灰取代水泥, 使混凝土中水泥用量降低 , 早期水化产物生 成量大大减少 ; 粉煤灰与水泥进行二次水化反应发挥胶凝作 用, 必须首先破坏粉煤灰 中微珠表面致密的玻璃质表层以及 C
12、a ( O H) 和 C SH在粉煤灰颗粒表面形成的包裹层 , 而这 一 过程是比较缓慢的 。同时, 大掺量粉煤灰稀释了水泥颗 粒, 进一步阻碍了早期强度的形成, 随着龄期的增长 , 粉煤灰活 性提高, 火山灰反应速度加快 , 活性效应和胶凝作用越来越明 显 , 从而使混凝土后期强度增长很快 。 。 表 2 混凝土抗压弹性模量及轴心抗压强度试 验结果 由 A 与 A 两组试件可以看出, 大掺量粉煤灰混凝土的强 度随水胶比的减小而增大, 其中 的粉煤灰掺量高达6 0 , 其 2 8 d 抗压强度已经满足强度要求 , 并且后期强度还有很大增长 幅度, 因此可以在满足工程要求的前提下节省大量水泥。当
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