利用粉煤灰和聚丙烯纤维配制渠道衬砌混凝土的试验研究.pdf
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1、2 0 1 4 年 第 1 期 (总 第 2 9 1 期 ) Nu mb e r 1 i n 2 0 1 4 ( T o t a l No 2 9 1 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 实用技术 PRACTI CAL T ECHNOL0GY 利用粉煤灰和聚丙烯纤维配制渠道 衬砌混凝土的试验研究 解国梁 ,张兆强 ,王海波 ( 黑龙江八一农垦大学 工程学院 ,黑龙江 大庆 1 6 3 3 1 9 ) 摘要 : 研究了水胶 比、 粉煤灰掺量、 聚丙烯纤维掺量对混凝土抗压强度 、 抗折强度和劈裂抗拉强度 的影响。 结果发现 , 即使粉 煤灰掺入量达到 3 0 0 g k g , 混凝土的强
2、度等级也在 C 3 0以上 ; 纤维掺量对混凝土抗折强度和劈裂抗拉强度的影响规律基本一致 , 纤维掺量越大混凝土抗折 、 抗拉强度越大。 这表明, 在渠道衬砌混凝土中掺入适当比例的粉煤灰和聚丙烯纤维是可行的 , 能满足 渠道衬砌对混凝土的强度要求。 关键词 : 力学性能;正交试验 ;粉煤灰掺量 ;纤维掺量;水胶比;渠道衬砌混凝土 中图分类号 : T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 4 ) 0 1 0 1 4 3 0 4 E x p e r i me n t a l s t u d y o n p r o p e r
3、t i e s o f f l y a s h c o n c r e t e c on t a i n i n g p o l y p r o p y l e n e f i b e r s f o r c a n a l l i n e r XI EGu ol i a ng, ZHANGZha o qi a n g, WANG Ha i b o ( C o l l e g e o f E n g i n e e r i n g H e i l o n g j i a n g S a y i Ag r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y , Da q
4、i n g 1 6 3 3 1 9 , C h i n a ) Ab s t r a c t : T h e e ff e c t s o f wa t e r c e me n t r a t i o, t h e a mo u n t o f fl y - a s h a n d fi b e r s o n c o mp r e s s i v e s t r e n g t h, fl e x u r a l s t r e n gth a n d s p l i t t e n s i l e s t r e n gth o f t h e c o n c r e t e we r
5、e s tud i e d T h e r e s u l t s s u g g e s t e d tha t an a d d i t i o n o f 3 0 0 k g fl y a s h me t t h e r e q u i r e me n t o f the c o mp r e s s i v e s t r e n gth u s e d i n c ana l l i n e r F i b e r c o n t e n t h a s l a r g e i mp a c t o n fl e x u r a l and s p l i t t i n g t
6、 e n s i l e s tr e n gth n e x t o n l y t o t h e wa t e r b i n d e r r a t i o, a n d fl e x u r al and s p l i tt i n g t e n s i l e s tr e n gth o f c o n c r e t e i n c r e a s e wi t h the i n c r e a s e o f t h e fi b e r c o n t e n t T h i s s h o we d t h a t the c o n c r e t e p r o
7、 d u c e d wi t h fly - a s h a n d fib e r s c o u l d a c hi e ve i d e a l s e n g t h an d c o u l d be u s e d a s c an a l l i n e r t h r o u g h a r e a s o n a b l e s e l e c t i o n o f the fy - a s h a nd p o l y pr o py l e n e fib e r s c o n t e n t s Ke yw o r d s : me c h a n i c a
8、l p r o p e r t y; o h o g o n a l t e s t ; c o n t e n t o f fl ya s h; fi b e r s c o n t e n t ; wa t e r b i n d e r r mi o; c o n c r e t e o f c an al l i n e r 0 引 言 粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。 随着我国燃 煤电厂的发展, 预计 2 0 1 5 年粉煤灰产生量将达到 5 8 亿 t , 大量的粉煤灰被闲置 和废弃将给能源生产 、 资源利用和环 境保护带来严重后果 , 寻求粉煤灰 的综合利用成为热点问 题 1
9、 。 粉煤灰是由球状玻璃体组成, 细度小, 活性高, 具有独 特 的“ 形态效应 ” 、 “ 微集料效应 ” 和“ 火 山灰效应 ” , 将其 掺 人混凝土 中 , 不但可 以改善混凝 土的和 易性 , 同时也 能大 幅度提高混凝 土的密实性 和强度 。 渠道衬砌混凝土属 “ 薄层” 结构, 在冻融及上、 下部荷载作用下很容易引起材 料的受拉破坏 , 产生裂缝 , 冰冻 和动水作用会加快衬砌材 料的进一步破坏和老化, 从而降低耐久性造成反复建设成 本增加。 因此对于渠道衬砌混凝土改善其抗压 、 抗折及劈裂 抗 拉性能十分必要 _ 司 。 本试验将粉煤灰 、 聚丙烯纤 维掺 人到普通混凝土 中
10、, 试图在不增加水泥用量 的前提下 , 通过调整粉煤灰和聚丙 烯纤维掺量改善渠道衬砌混凝土的力学性能, 以满足渠道 衬砌工程要求 , 从而降低工程造价, 同时为粉煤灰的综合 利用和新型渠道衬砌材料 的配制提供参考 。 1 试验用原材料 , 配合 比设计和试验方法 1 1 试验用原材料嘲 水泥 : 冀东 P O4 2 5 级水泥。 粉煤灰: 呼和浩特金桥电厂 I 级粉煤灰, 化学组成见表 1 。 表 1 粉煤灰化学组成 S i O2 A1 2 O3 Ca O Mg O SO3 Fe 2 03 Ti 02 Na 2 0+ K2 0 5 1 9 3 1 6】1 6 95 2 0 2 】 59 5 】
11、 1 78 2 0 5 聚丙烯纤维 : 产地为北京 , 纤维 的性能指标见表 2 。 细骨料 : 呼和浩特市八拜的优质河砂 , 细度模数为 2 5 6 , 属于普通 中砂。 粗骨料 : 呼和浩特产 的普通 花岗岩碎石 , 碎 石的连续 收稿 日期 :2 0 1 3 0 7 1 1 基金项 目:内蒙古 自治 区自然科学基金资助项 目( 2 0 0 9 MS 0 7 0 5 ) ; 内蒙古 自治区高等学校科学研究项 目( N J 0 9 0 4 6 ) ; 黑龙江省 自然科学基金 面上项 目( E 2 0 0 9 4 9 ) 1 4 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o
12、m 表 2 聚丙烯纤维的性能指标 级配 5 3 1 5 n l r n , D x3 1 5 mi l l 的碎石组成连续级配。 1 2配合 比设计 为了寻找力学性能符合渠 道衬砌混凝 土要 求且成本 较低的混凝土配合比, 根据文献 7 1 2 试验结论并经理论 分析 , 确定本次试验采用掺加粉煤灰和聚丙烯纤维的双掺 技术。 以粉煤灰掺量、 纤维掺量、 水胶比作为考察因子, 以 混凝土 2 8 d 立方体抗压强度、 抗折强度、 劈裂抗拉强度作 为混凝土质量评价指标 。 利用 k( 3 ) 正交表安排本次试验 , 选定 的因子及水平安排见表 3 。 1 3试 验 方 法 按 国家现行标准制作试验
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