掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性的影响.pdf
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1、1 2 低温建筑技术 2 0 1 2 年第 1 2 期( 总第 1 7 4 期) 掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性的影响 文婧, 朱卫中, 朱广祥 ( 黑龙江省寒地建筑科学研究院 哈尔滨1 5 0 0 8 0 ) 【 摘要】 以普通硅酸盐水泥、 硅灰、 粉煤灰、 U E A膨胀剂、 聚丙烯纤维等为主要原料 , 用快冻法研究了双掺 硅灰与粉煤灰的非引气高性能混凝土的抗冻性 , 探讨了聚丙烯纤维与掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性的影响 规律。结果表明: 双掺硅灰和粉煤灰能大幅提高混凝土的强度和抗冻耐久性, 聚丙烯纤维在膨胀混凝土中的最佳 掺量为0 9 k g m 。 【 关键词】 聚丙烯纤维; 硅灰;
2、 粉煤灰; 抗冻性; 膨胀混凝土 【 中图分类号】 T U 5 2 8 5 7 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 2 ) 1 2 0 0 1 2 0 3 膨胀剂能有效地解决工程中混凝土的渗漏和开 裂问题 , 因而得到了广泛应用。地处寒冷地区的混凝 土路面与桥梁、 铁路桥涵以及市政工程结构中的混凝 土, 其破坏形式都表现为冻融破环。研究表 明 : 膨 胀剂严重降低了未掺活性掺合料 的非引气高强混凝 土的抗冻性, 而高弹性模量的纤维则能提高其抗冻 性。聚丙烯纤维和膨胀剂复合能有效改善混凝土的 变形性能, 减少 由变形变化引起的混凝土原生缺陷, 改
3、善混凝土内部结构, 提高混凝土耐久性 。 文中以普通硅酸盐水泥、 硅灰、 粉煤灰、 U E A膨胀 剂、 聚丙烯纤维等为主要原料, 用快冻法研究了双掺 硅灰与粉煤灰的非引气高性能混凝土的抗冻性, 探讨 了聚丙烯纤维与掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性 的影响规律。 1 原材料与试验方案设计 1 1 原材料 水泥为亚泰 P 0 4 2 5普 硅水 泥 ; 砂 为 中砂 , 细 度 模数为2 7 4 ; 碎石粒径为 1 0 2 0 m m; 粉煤灰为哈三电 厂生产的 I I 级粉煤灰, 比表面积为0 4 m g , 需水量比 为9 8 ; 硅灰由黑龙江科曼建筑材料有限公司生产, 比表面积为2 0 2
4、5 m g , S i O 含量为9 0 0 2 ; 聚丙烯 纤维为 上海 同济 大学监 制 生产, 弹性 模 量 3 7 4 1 G P a , 抗 拉强度 4 8 2 MP a , 极 限延 伸率 3 2 , 长度 1 9 m m; U E A膨胀剂为中国建材科学研究总院研制生 产, u一 5减水剂为黑龙江省低温建筑科学研究所中间 试验厂生产。 1 2 混凝土配合比方案设计 采用以上原材料 , 按表 1 设计混凝土配合比方案, 测试混凝土强度及抗冻性能, 结果及分析分别列于 表 2 及 图 1 、 图 2 。 本试验根据 G B T 5 0 0 8 2 2 0 0 9 普通混凝土长期 性能
5、和 耐久性能试验 方法标准的有关规定, 采用 D D R一 2 7型电脑全自动混凝土快速冻融试验仪和 T D 一 1 0 W 动弹仪进行试验, 试件为 1 0 0 m m1 0 0 ra m X 4 0 0 m m的棱柱体试件, 在水 中浸泡 4 d后 , 2 8 d龄期时 开始进行冻融试验。在冷冻和融化过程中, 试件中心 最低和最高温度分别控制在 一1 8 C 和 5 。 冰 融 靛 堡 辎 徽 需 靛 0 5 0 1 0 0 l 5 0 : 0 2 5 0 3 o 0 冻融循环次数 图1 矿物掺合料掺量对膨胀混凝土抗冻性 的影响 冻融 循环 次数 图2 聚丙烯纤维掺量对膨胀混凝 抗冻性的影
6、响 2 试验结果与讨论 2 1 混凝土工作性与强度试验结果与分析 按表 l 配合比方案进行试验的混凝土工作性与强 度试验结果列 于表 2 。 2 1 1 混凝土工作性分析 从表 2中可以看出, 纤维混凝土与普通混凝土相 比, 坍落度减小, 大约 3 左右, 表明掺加纤维会使混 凝土的流动性有所降低 ; 同时, 均匀分布在混凝土中 的大量纤维起到了一种“ 承托” 作用, 降低了混凝土的 表面析水和集料的沉降速率, 由此说明掺加纤维后, 混凝土的粘聚性有所提高。但纤维掺量过大, 混凝土 文 婧等: 掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性的影响 过粘, 工作性下降。 表 1 混凝土配合比方案设计 表 2 混
7、凝土工作性与强度试验结果 2 1 2 混凝土强度发展规律分析 ( 1 ) 纤维掺加后, 混凝土的抗压强度大约下降 5 左右, 但抗折强度却大幅度提高, 最高提高值可 达 1 9 4 。 ( 2 ) 掺加粉煤灰后, 混凝土的 2 8 d抗压强度下 降约 3 4 , 但粉煤灰和纤维的复掺会提高抗压强度, 提高幅度达 6 7 。 ( 3 ) 掺加硅灰后 , 混凝土的抗压和抗折强度都 有所提高, 分别达 5 4 和 1 2 5 , 说明硅灰微小颗粒 具有高度 的分散性 , 可 以充分地填充在水泥颗粒之 间, 提高浆体硬化后的密实度 ; 复掺硅灰和纤维, 混凝 土的抗压强度和抗折强度继续提高 , 分别达
8、 7 5 和 2 0 8 。表明粉煤灰和硅灰复掺时, 硅灰的早期增强 特性与粉煤灰的长期增强特性起到互补作用。 ( 4 ) 在双掺硅灰与粉煤灰的同时, 再掺加纤维, 其抗压强度均高于普通混凝土, 当纤维掺量为 0 5 、 0 9 、 1 5 k g m 时, 其强度提高率分别达 5 6 、 8 8 和 5 2 , 混凝土抗压强度的提高率并不呈线性增大, 说 明 纤 维 掺 量 并 非 越 高 越 好, 最 佳 掺 量 应 为 0 9 k g m 。 2 2混凝土抗冻性试验结果与分析 按表 1 所列方案的混凝土抗冻性试验结果示于图 1 、 图 2 。 2 2 1 掺合料对膨胀混凝土抗冻性的影响
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