超高强混凝土的耐久性研究.pdf
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1、王军委等 : 超高强混凝土 的耐久性研究 D OI : 1 0 1 3 9 0 5 j c n k i a w j z 2 0 1 5 0 1 0 0 1 超高强混凝土的耐久性研究 王军委 , 李秋义 , 汪卫琴 , 唐巍 , 莫建 ( 1 蓝色经济区工程建设与安全协同创新 中心 青岛理 工大学土木工程学院 山东青岛2 6 6 0 3 3; 2 新疆大学建筑工程学院 。 乌鲁木 齐8 3 0 0 4 7) 【 摘要】 超高强混凝土在现代建筑中的地位越来越重要 , 其耐久性能 自 然备受关注。文中研究了水胶比、 胶凝材料总量以及矿物掺合料掺量对超高强混凝土抗氯离子渗透及抗碳化性能的影响。试验结果
2、表明: 水胶 比 越小, 超高强混凝土抗氯离子渗透性能力越强, 抗碳化性能越好; 随胶凝材料总量的增加, 抗氯离子渗透能力先增 强后减弱 , 而抗碳化能力则逐渐增强; 随矿物掺合料掺量的增加, 抗氯离子渗透和抗碳化能力均先增强后减弱, 最 佳掺量为 4 0 。 【 关键词】 超高强混凝土; 耐久性 ; 水胶比; 抗氯离子渗透; 抗碳化 【 中图分类号】 T U 5 2 8 3 1 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 5 ) 0 1 0 0 0 1 0 4 与其他材料相比, 混凝土经济实用, 并且有整体性强、 可模性好、 耐久性和耐火性好等优点
3、, 已经成为使用最广泛 的建筑材料之一。目前, 混凝土的应用领域广泛, 高层及 超高层建筑、 桥梁隧道建筑、 海洋建筑、 地下建筑等都离不 开混凝土的大规模使用。随着社会的高速发展和建设的需 求 , 混凝土逐渐向高强、 超高强方向发展 , 在强度方面的研 究已取得相当大的突破 , 然而 , 由于使用环境复杂性的特 点 , 混凝土结构仍存在难以避免地耐久性的问题。以前, 人 们只是注重结构的安全性、 适用性 , 却忽视了耐久性, 导致 国内外大量建筑工程提前丧失使用功能, 达不到服役年限, 这样的案例比比皆是。如果对出现问题的建筑物进行修复 和重建 , 将会花费巨额资金, 造成资源的严重浪费。因
4、此 , 提高混凝土的耐久性能已经成为超高强混凝土必不可少的 研究内容之一。为此 , 文中通过采用5 2 5普通硅酸盐水泥 + 矿物掺合料 +高性能减水剂配制出强度达到 1 0 0 MP a以上 的超高强混凝土, 然后系统研究超高强混凝土的耐久性能。 1 试验 ( 1 ) 原材料。水泥: 青岛山水集团产 P O 5 2 5级普 通硅酸盐水泥 ; 硅灰:山东六福微硅粉有限公司产的硅灰; 矿粉 : 青岛产 $ 9 5级矿渣粉; 细骨料 : 河砂 , 细度模数2 4 , 符 合 G B T 1 4 6 8 4 2 0 0 1 要求; 粗骨料: 粒径为 5 2 0 mm连续 级配玄武岩碎石, 符合 G
5、B T 1 4 6 8 5 2 0 0 1要求; 减水剂: 聚 羧酸系高性能减水剂, 减水率为3 0 ; 水: 普通 自来水, 符合 J G J 6 32 0 0 6要求; 水泥、 硅灰和矿粉的化学成分见表 1 。 表 1 水泥和矿物掺合料X R F分析结果 ( 2 ) 试验配合比。本试验研究采用聚羧酸高性能减 水剂, 各组使用量统一为胶凝材料总量的 2 , 硅灰占胶凝 材料总量的 1 0 不变, 利用正交试验法设计配合比, 如表 2 所示 。 ( 3 ) 试验方法。参照 G B T 5 0 0 8 2 2 0 0 9的混凝土氯 离子扩散系数快速测定的 R C M法 , 测试不同水胶比、 胶
6、凝材料总量、 矿物掺合料掺量对超高强混凝土氯离子扩散 系数的影响。 表 2 正交试验正交表 基金项 目 国家 自然科学基 金项 目( 5 1 1 7 8 2 3 0, 5 1 3 7 8 2 6 9 ) ; 青岛市科技计划项 目( 1 3一l一 41 7 6一j c h ,1 31 41 1 5一 j c h ) ; 山东省 高校优 秀科 研创 新团队计 划 2 低温建筑技术 2 0 1 5年第 1 期 ( 总第 1 9 9期 ) 参照 G B T S 0 0 8 2 2 0 0 9的混凝土耐久性试验方法, 测 试不同水胶比、 胶凝材料总量、 矿物掺合料掺量下超高强混 凝土碳化深度的变化。 2
7、 试验 结果与分析 2 1 试验结果 根据表2各配合比制作试件, 按照规范要求, 养护并测 试 的结果 见表 3 。 表 3 超高强混凝土试验结果 2 2 试验分析 由表3可知, 各配比的塌落度均符合要求, 超高强混凝 土强度也能达到 I O O MP a以上。本试验采用正交试验方法, 并加入空白列, 分别通过极差分析和方差分析重点研究水 。,二 j 杂 骢 褪 瞒 l 薰 t 鏊 胶比A、 胶凝材料总量 B、 矿物掺合料掺量 C 、 误差 D对超高 强混凝土抗氯离子渗透、 抗碳化性能的影响。 ( 1 ) 抗氯离子渗透性能。氯离子扩散系数极差和方 差分析结果见表 4 表 4 氯离子扩散系数极
8、差和方差分 析结果 由表4可以看出, 各因素对超高强混凝土氯离子扩散系 数的影响程度: ACB 。由方差分析的结果, 对各因素的 均方进行比较, 可知水胶比对超高强混凝土氯离子扩散系 数的影响最大, 其次分别为矿物掺合料掺量 、 胶凝材料总 量 , 这与极差分析所得出的结论一致。数理统计 : FF D 0 1 ( 2 , 2 ) , 表明因素影响特别显著; F 0 0 1 ( 2 , 2 ) F F 0 5 ( 2 , 2 ) , 表明因素影响显著 J 。查 F表可知 : F D 0 1 ( 2 , 2 )= 9 0 , F D 5 ( 2 , 2 ) =1 9 。由此可知, 水胶比对超高强混
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