粉煤灰与化学外加剂对高性能混凝土开裂性能的影响.pdf
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1、2 0 1 1 年第 4期 4月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEM ENT P R0DUCTS 2 01l No 4 Ap r i l 粉煤灰与化学外加剂对高性能混凝土 开裂性能的影响 崔东 霞 , 费治华 , 姚 海婷 。 ( 1 苏州中材建筑建材设计研究院有限公司 2 1 5 0 0 4 ; 2 杭州华浙预制构件有限公司 2 1 0 0 0 8 ; 3 杭州天元建筑设计院 2 1 l O O O ) 摘要 : 收缩开裂是影响现代混凝土耐久性 的主要 因素 。本文通过平板 开裂试验 、 圆环 开裂试验评定粉煤灰掺 量与外加剂品种对混凝 土开裂的影
2、响。结果表 明 , 适 当掺入优质粉 煤灰 对 于早期 塑性 开裂具 有一定的抑制作用 塑性 收缩的开裂总 面积 下降 , 混凝土的抗 裂性 提 高; 随粉 煤灰掺量增 大 , 圆环试件 的开裂 时间和裂宽均 呈下降趋 势。试验结果还表 明: 与其 它几种 外加 剂相 比 , 聚羧 酸高效减 水剂与 2 减缩剂复配后 对抑制混凝土早期塑性 开裂 和后期干燥开裂均具有显著效果 关键词 : 塑性 开裂 ; 干燥 开裂; 粉 煤灰 ; 外加剂 ; 开裂 时间 ; 裂缝 宽度 ; 开裂面积 Ab s t r a c t :S h rin k a g e a n d c r a c k i n g a
3、r e t h e p ri ma ry c t o m i n f l u e n c i n g t h e d u r a b i l i t y o f mo d e m c o n c r e t e I n t h i s p a - p e r , t h e e ff e c t s o f t h e d o s a g e o f fl y a s h a n d t h e k i n d s o f c h e mi c a l a d d i t i v e s o n t h e c o n c r e t e c r a c k i n g p r o p e r
4、 t i e s a r e t e s t e d b y the r i n g t e s t i n g me t h o d a n d s l a b t e s t i n g me t h o d T h e e x p e r i me n t a l r e s u l t s s h o w t h a t fl y - a s h wi t h t h e p r o p e r d o s a g e c o u l d i n h i b i t t h e p l a s t i c c r a c k i n g of c o n c r e t e , t h
5、 e t o t a l a r e a s o f p l a s t i c c r a c k i n g d e c r e a s e a n d t h e a n t i - c r a c k i n g g r a d e o f c o n c r e t e i s i mp r o v e d Wi t h t h e i n c r e a s e o f fl y - a s h p r o p o r t i o n,t h e c r a c k i n g t i me a n d c r a c k wi d t h o f r i n g s p e c
6、i me n d e c r e a s e d :F u rt h e r mo r e ,c o mp a r e d wi t h t h e o t h e r k i n d s o f a d d i t i v e s ,t h e e x p e r i me n t a l r e s u l t s s h o w t h a t w h e n t h e p o l y c a r - b o x y l a t e s u p e r p l a s t i c i z e r w i t h 2 S R A y w e i g h t o f c e m e n t
7、 i t i o u s ma t e ri a l s ) i s a d d e d i n t o c o n c r e t e , t h e r e i s o b v i o u s e ff e c t s o n the res i s t a n c e t o t h e p l a s t i c c r a c k i n g a t e a r l y a g e a n d d r y i n g c r a c k i n g a t l a t e r a g e o f c o n c r e t e Ke y wo r d s :P l a s t i c
8、 c r a c k i n g ; Dryi n g c r a c k i n g ; F l y - a s h ; Ad d i t i v e s ; C r a c k i n g t i me ; C r a c k wi d t h ; C r a c k i n g a r e a 中图分类号 : T U 5 2 8 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 1 ) 0 4 0 6 0 4 0前 言 现代混凝土在向高强 、高性能方 向发展 的同 时 。收缩开裂也 已成为现代混凝 土劣化 的主要 因 素。粉煤灰作为混凝土矿物外加剂 。 可
9、配置出高强 、 大流动度混凝土 , 是高强 、 高性能混凝 土不 可缺少 的组分 , 能提高混凝土的综合性能 , 在混凝 土中的 作用也越来越广 。 因此 。 研究粉煤灰对混凝土开裂 性能的影响非常重要 。化学外加剂在水泥混凝土中 的应用 。 为建筑施工机械化和技术进步做 出了卓越 贡献 , 在减水率 、 保塑性和适应性方面均有长足进 步 但也带来了严重的负面影 响 即非荷载裂缝越 来 越多 , 混凝 土结构物 的劣化加剧 该 问题长期 困 扰着工程界【 - 2 。如何减小水泥混凝土的收缩 , 特别 是干燥收缩 ,已成为控制裂缝和提高耐久性的关 键 。 这也是发达国家近年来着重研究的领域之一
10、。 随着 我 国混凝 土技 术水 平 的提高 ,粉煤 灰作 为 矿物掺合料与高效减水剂复合应用于高强混凝土 , 使得混凝土性能得到明显改善 , 特别体现在降低水 一 6 一 化热、 提高混凝土后期强度及改善混凝土耐久性方 面。另外 , 优质灰与化学外加剂的复合掺人对改善 新拌混凝土 的工作性具有 良好 的作用 , 本文就粉煤 灰 掺 量及 外 加 剂 品种 对 高 性 能 混凝 土开 裂 的影 响 进行 了研究 。采用板式 限制收缩开裂实验 、 圆环干 燥开裂试验综合评定粉煤灰掺量 、 化学外加剂种类 对混凝 土早 期塑性 开裂 和后 期干燥 开 裂 的影 响 。 1 试验 1 1 原材 料
11、水 泥 : P 0 4 2 5级 , 比表 面积 3 3 0 0 c m g 。 表 观密 度 3 0 8 g c m。 。 粉煤灰 : I 级低钙灰 。 粗集料 : 石灰岩碎石 , 粒径 5 2 5 m m, 连续级配。 细集料 : 河砂 , 细度模数为 2 6的中砂 , 级配 良 好 , 密度 2 6 5 g c m 。 外加剂 : 江苏产 F D N萘系高效减水剂 、 J M S R A 减缩剂 、 M A S氨基磺酸盐高效减水剂 、 J M P C A聚羧 酸高效减水剂 、 J M G Y Q( I ) 高性能混凝土引气剂。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o
12、m 崔东霞 , 费治华 , 姚海婷 粉煤灰与化学外加剂对高性能混凝 土开裂性能的影响 1 2试 验方 法 早期塑性开裂试验方法参 照 混凝 土结构耐久 性设计与施 工指南 【 3 J 。试件尺 寸 6 0 0 mmx 6 O O m mx 6 3 m m, 模 具 边框 用 6 3 m mx 4 0 minx 6 3 ram 的槽 钢 制 作 , 模具 四边 与底板通过螺 栓固定 在一起 , 以提高 模具的刚度 。在模具 每个边上 同时焊接两排共 1 4 个 O l O x l O O m m螺栓伸 向锚具内侧 ,两排螺栓相互 交 错 , 便 于 浇 筑 的 混凝 土 能 填 充 密 实 ,
13、当浇 筑 的混 凝土平板发生收缩时 , 四周将受到螺栓的约束 。底 板采用不小于 2 0 m m的密度板 ,底板上铺聚氯乙烯 薄膜隔离层。试件成型 2 h后取下塑料薄膜 , 用电风 扇吹 向试件表面 , 风 向平行于试件表 面, 风速 2 m s , 环境 温度 3 0 , 相 对湿 度 6 0 。 记 录开裂 时 间 、 裂 缝 数 量 、 裂缝 长 度 和宽 度 , 从 浇筑 起 , 记 录 至 2 4 h 。2 4 h 后 测量 裂缝 最 大宽 度及 开 裂面 积 。 后 期 干 燥 开 裂试 验 参 照 S u r e n d r a P S h a h研究 硅灰混凝土干燥收缩 的试
14、验方 法 4 1 , 试模 内环直径 2 5 0 m m, 外环直径 3 0 0 mm, 高 1 5 0 m m。 混凝土在两环 中成型 , 浇注完后立即用塑料薄膜遮盖养护 , 4 8 h后 拆除外模 , 并 在试 件顶部涂上一层沥青石蜡 ( 或硅 胶 ) 密 封 , 以防止 混 凝 土环 上 表 面 的水 分 蒸 发 , 同时 成型相应 的收缩试 件 ,试 件尺寸为 2 5 m mx 2 5 mmx 2 8 0 m m, 然 后 将 所 有 试 件 放 置 在 湿 度 为 5 0 、 温 度 为 2 0 的干燥条件下进行养护 ,从养护初始开始 , 每隔 0 5 d定时观测裂缝出现的初始时间
15、t 。 开裂后 的试件测试裂缝宽度 ,采 用 1 0 0倍裂缝放大镜 观 测 , 测试时沿高度均匀选取 l 0个点 , 用x 2 5倍带刻 度显微镜测试裂缝的宽度 ,再取其平均值作为 W 。 t 和 W 可 以用 来 表征 不 同配 比混 凝 土 相对 抵 抗 收 缩开裂能力 的高低 , 连续测量并记录到成型后 2 8 d 。 考 虑 到 开 裂 环 模 具 的 内 环 和 外 环 间 距 仅 有 5 0 m m 不宜进行混凝土的开裂实验 开裂环试验采用的是 无粗集料混凝土 , 采用从混凝土相应单位用水量中 扣去粗集料饱和面干状态时的吸水量 。经过测定 , 饱和面干状态时的石子吸水率为 0 9
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