大掺量粉煤灰混凝土的干燥收缩性能研究.pdf
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1、第 3 2卷第 5期 2 0 1 0年 5月 人民黄河 YEL I 0W RI VER Vo 1 3 2 N o 5 Ma y, 2 01 0 【 水 利水 电工 程 】 大掺量粉煤灰混凝土的干燥收缩性能研究 周艳 , 杜应 吉 ( 西北农林料技大学 水利 与建筑工程 学院, 陕西 场凌 7 1 2 1 0 0 ) 摘要 : 为 了更好地研 究混 凝土 的 干燥 收缩发 展 规律 , 分 析 了其 影 响 因素 和机 理 , 对掺 量分 别 为 2 0 、 4 0 、 6 0 和 8 0 ( 采用超量取代 法选取粉煤灰掺量 ) 的粉煤灰 混凝 土干燥收缩性 能进行 了试验 研 究。结 果表 明
2、 : 大掺 量粉煤灰 对混 凝土的干燥收缩有良好的抑制作用; 水灰比、 龄期等因素对混凝土的干缩也有着十分重要的影响。 关键词 :粉煤灰混凝土 ;干燥收缩 ;影响 因素 ;干缩机理 ;干缩公式 中图分类号 :T V 4 2 文献标识码 : A d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 01 3 7 9 2 0 1 0 0 5 0 5 8 在混凝土中掺入粉煤灰不但可以改善混凝土的诸多工作 性能, 而且还能够替代部分水泥, 降低工程造价, 减轻对环境造 成的污染, 具有显著的经济效益和社会效益。 混凝土的干缩是指混凝土停止养护后 , 在不饱和的空气中 失去混凝土内部毛
3、细孔和凝胶 孑 L 中的吸 附水 而发生 的不可逆 收缩 J 。干缩变形是引起结构裂缝 的主要冈素之一 , 应当给予 足够的重视 , 否则就会影 响到混 凝土结 构的安 全性 和耐久 性。 为了更好地了解混凝土的干燥收缩性能, 降低其开裂风险, 笔 者对粉煤灰掺量分别为 2 0 、 4 0 、 6 0 和 8 0 ( 运用超量取 代法选取粉煤灰掺量) 的混凝土进行了干缩试验研究, 分析了 其干燥收缩性能, 并在此基础上建立了大掺量粉煤灰混凝土的 干缩率与龄期之间的计算公式。 影响混凝土干燥收缩的因素 影响混凝土干燥收缩的因素 主要有水泥的品种及其质 量与用量、 掺合料的种类及其用量、 外加剂的
4、种类和掺量 、 配合 比、 骨料 的品种及含量 、 试件的结构特征等。 ( 1 ) 一般来说 , 水 泥的需水量越大 , 用该水 泥配制的混凝土 干缩值就越大 。 ( 2 ) 骨料是影响混凝土干缩的主要 因素之一 。骨料一般 不 会产生收缩变形, 它对混凝土的干缩起约束作用 , 混凝土干缩 值随骨料含量的增大几乎呈直线下降。另外, 骨料品种对混凝 士干缩也有很大影响, 砂岩骨料混凝土干缩值最大, 其次是砾 石 、 玄武岩 、 花 岗岩 、 石灰岩以及石英岩混凝土。 ( 3 ) 大量试验表明, 混凝土干燥收缩随着粉煤灰掺量的增 加而减小, 随凝灰岩和硅粉掺量的增加而增大, 掺钢纤维能限 制干缩的
5、发展 。 ( 4 ) 混凝土 干缩 随结构 体积 与表 面积 比值 的增 大直线 下 降 ; 小试件混凝土干缩 比大试 件干 缩大 得多 ; 钢筋 对混凝 土干 缩有抑制作用, 混凝土干缩随含钢率的提高而减小。 ( 5 ) 掺外加剂后 , 混凝土干缩值得到不同程度的增大, 但掺 外加剂后 , 若降低水灰比, 则掺外加剂对混凝土干缩没有显著 影 响 , 且有减小的趋势 。 ( 6 ) 当单位用水量一 定时 , 混凝土 干缩随水 泥用量 的增加 而增大 。在水灰 比一定条件下 , 混凝 土干缩随着含 砂率的提高 而增大, 但增大幅度较小。随用水量或水灰比的增大, 混凝土 干缩变形也增大 。 2 试
6、验内容 2 1 原材料 ( 1 ) 粉煤灰。宁夏大坝电厂生产的I 级粉煤灰, 其细度、 s 0 , 含 量、 烧失量等指标均符合I 级粉煤灰标准, 具体指标见表l 。 表 1 粉煤灰化学成 分及物理性质 ( 2 ) 水泥。宁夏“ 赛马” P 0 4 2 5水泥, 安定性和细度等指 标均符合 通用硅酸盐水泥( G B 1 7 5 2 o 0 7 ) 的要求, 与混凝 土外加剂适应性 良好 , 其各项指标见表 2 。 ( 3 ) 粗骨料。宁夏银川镇北缓碎石 , 表观密度为 2 6 8 0 k g m , 堆积密度为 I 3 4 4 k g m 。 ( 4 ) 细骨料 。宁夏粗砂 , 细度模数为 2
7、 8 , 堆积密度为 1 4 7 4 k g 1 11 。 】 2 8 ( 5 ) 外加剂。高效减水 剂和引气剂。 2 2配合 比 试验混凝 士配合 比见 表 3 。 收稿 日期 : 2 0 0 9 0 7 - 0 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 DI 1 B 0 3 ) 作者简介 : 周艳 ( 1 9 8 4) , 女, 湖 北襄樊人 , 硕 士研 究生 , 研 究方 向为水 工材料 耐 久性 E ma i l v 。a n e r 1 021 1 63 CO I l 1 人 l 屯黄 河2 0 1 0年第 5期 2 3试 验 方 法
8、试验采用 标准混凝 土试 块 ( 1 0 0 m m X 1 0 0 hi X 5 1 5 m m) , 两端埋 没不锈的金属 测头 , 模 具成 型后 移 入恒 温恒 湿 室 , 室温 保持在( 2 0 2 ) , 相对湿度保持在( 6 05 ) , 测定其初始长 度 , 此后按 以下规定 时 间 间隔测 量其 变 形读 数 : 1 、 3、 7、 1 4、 l 7、 2l、 2 4、 28、 35、 42、 4 9、 60 d。 2 4试验结果处理 ( 1 ) 某一 龄期 的干 缩 ( 湿胀 ) 率 按 下 式 计 算 ( 准确 至 1 l 0“): 一 , 、 8t L 式中: s 为
9、t 天龄期时的干缩( 湿胀) 率 ; 为试件的基准长度 , m m; 为 t 天龄期时试件的长度 , mm; 为金属测头的长度 , m m。 ( 2 ) 取一组 三 个 试件测 值 平均 值 作 为某 龄期 试 件干 缩 ( 湿胀 ) 率的试 验结 果 ( 负 值为 收缩 、 正值 为膨 胀 ) 。根 据需 要 可绘制试件轴向长度变形随时问的变化曲线。 3 试验结果 3 1试验结果分析 对试验所测得的数据进行计算整理, 并用 e x c e l 进行 曲线 绘制 , 得到混 凝土试件的 于缩 曲线 , 见 网 1 。可以看 出: 2 斟 瓣 1 O 2 0 3 0 40 5 0 60 龄期 坩
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