高钙粉煤灰混凝土的力学及耐久性能的试验及微观机理研究.pdf
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1、第 4 8卷第 6期 2 0 1 2年 6月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 GA N S U WA T ER R E5 D切匪 a璐 A N D 明) l l 0P 0WE R如虻 瓢N I ) I O GY Vo 1 4 8 No 6 J u n , 2 01 2 设计与研究 高钙粉煤灰混凝土的力学 及耐久性能的试验及微观机理研究 李晓兵 ( 新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局, 新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 0 0 ) 摘要: 低钙灰的广泛应用使得其相关研究和技术已经比较成熟, 而针对高钙粉煤灰混凝土的安定性、 力学及耐久性 能的深入研究还较少, 现有的研究对于指导工程实践还非常欠缺。
2、针对这一问题 , 以新疆某水电站工程为例, 对不同 掺量高钙粉煤灰混凝土的体积安定性进行试验, 确定出满足体积安定性的高钙灰最优掺量; 进而通过实验研究了最 优掺量下高钙粉煤灰对水泥混凝土力学性能、 抗渗性能和抗冻性能的影响; 最后, 通过拍摄电镜照片, 从微观机理角 度对上述宏观性能进行分析解释。 关键词: 高钙灰混凝土; 4 e 定性; 力学性能; 耐久性能; 水胶比; 微观机理 中图分类号: I f U 5 0 2 文献标志码 : A 文章编号: 2 0 9 5 0 1 4 4 ( 2 0 1 2 ) 0 6 - 0 0 1 0 0 4 1 前言 高钙粉煤灰是指褐煤或次烟煤经过粉磨燃烧
3、后 , 从烟道气中收集到的粉末 , 其氧化钙含量在 8 以上 ( 或游离氧化钙含量大于 l ) 。 与低钙粉煤灰相 比。 高钙灰用作水泥混合材或混凝土掺和料具有减 水效果好、 早期强度发展快、 改善混凝土和易性和活 性等优点, 但高钙灰由于其游离氧化钙含量高 , 可能 引起水泥安定性不 良和混凝土胀裂 。 极大地影响 了 高钙灰在混凝土中的应用。 近年来 , 随着我国高钙粉煤灰产量的日益增多 , 如何有效利用高钙粉煤灰提高水泥混凝土的力学及 耐久性能 , 规避其可能带来的不良后果, 同时节约资 源保护环境 。 是值得深入研究的重大课题。 2试 验材料 和方 法 2 1 试 验材 料及性 质 (
4、 1 ) 水泥: 采用青松 4 2 5 R普通硅酸盐水泥, 3 d 抗压强度为 2 6 9 MP a , 2 8 d抗压强度 为 4 9 8 MP a , 安定性合格 。 ( 2 ) 粉煤灰 : 新疆某电厂生产的高钙粉煤灰 , 氧 化钙含量 1 3 4 8 , 烧失量为 3 7 2 , 细度为 6 3 。游 离氧化钙为 4 4 。 ( 3 ) 细 骨料 : 天然砂 , 细度模数 2 6 , 连续级配 , 含 泥量 1 8 。 ( 4 )粗骨料 : 卵石, 最大粒径 4 0 l l l m, 连续级配。 ( 5 ) 减水剂 : 试验用减水剂确定选用 F D N萘系 高效减水剂, 最佳掺量为 1
5、O 。 ( 6 )引气剂 : 试验用引气剂确定采用 K D S F型 引气剂 。最佳掺量 以满足混凝土拌合物达到适宜的 含气量为标准。 2 2 试 验 方案设 计 将不同掺量的高钙粉煤灰和水泥混合 ,配制出 掺量分别为 2 5 、 3 0 、 4 0 、 5 0 的高钙灰 混凝 土 , 测定其胶凝材料的安定性 。确定 出高钙粉煤灰的最 优掺量。 在进行配合 比设计时 。高钙灰的掺量固定为最 优掺量, 水胶 比分别为 0 4 5 、 0 4 0 、 0 3 5 、 0 3 0 。 根据经 验计算 出初步配合 比,然后进行混凝土拌和物试拌 调整试验 , 以满足达到泵送混凝土和易性 ( 坍落度、 黏
6、聚性、 保水性、 扩散度 ) 要求作为考核指标 , 进行配 合比调整。此后 。将满足试拌调整的配合 比拌和物 浇筑试件 ,标准养护 ,再进行不同龄期抗压强度试 验 、 抗渗试验 和抗冻试验 等 , 养 护龄期为 3 d 、 7 d 、 1 4d 、 2 8 d 、 6 0d和 9 0d 。 2 3 试 验 方法 ( 1 ) 安定性检测试验。试验采用雷氏膨胀法( 参 照 G B 1 3 4 6 8 9 ) 。水泥安定性合格的判定条件为雷 氏膨胀值5 mm。 ( 2 ) 抗压强度试验 。 强度试验借鉴 G B T 1 7 6 7 1 1 9 9 9 ( 水泥胶砂强度检验方法 ( I S O法) 进
7、行 , 试件 均在温度为 2 O c I = 2、 R 日5 O 的成型室里浇筑 , 收稿 日期 : 2 0 1 2 一 O 6 _ 0 1 作者简介: 李晓兵( 1 9 7 5 一 ) , 男, 甘肃高台人, 工程师, 主要从事水利水电工程造价管理。 l O 第 6 期 李晓兵 : 高钙粉煤灰混凝土的力学及耐久性能的试验及微观机理研究 第 4 8卷 成型后的试件放入温度为 2 0 l c I = 、 R H9 0 的 标准养护室中 , 带模养护 2 4 h后脱模 , 然后试件放 入标准养护室养护至设定龄期取出 。 进行抗压强度 试 验 。 ( 3 )抗 渗试 验。抗渗实验 采用 国家标 准
8、GB J 8 2 8 5的逐级加压法。 ( 4 ) 抗冻试验。混凝土抗冻实验按照 国家标准 G B T 5 0 0 8 2 2 0 0 9 ( 普通混凝土长期性能和耐久性能 试验方法 中的“ 快冻法” 的要求。 3试验 结果及 分析 按照上述试验方案 , 测定不 同掺量高钙灰混凝 土的体积安定性 , 确定出高钙粉煤灰的最优掺量 , 然 后以不同水胶比为影响因素进行高钙灰混凝土不同 龄期抗压强度试验、 抗渗试验和抗冻试验 , 实验结果 和分析如下 。 3 1 不 同掺量高 钙灰 混凝土 安定性 检测 不同掺量高钙灰混凝土的胶凝材料的体积安定 性检 测结 果如表 1 所 列 。 表 1 新疆某电厂
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- 粉煤 混凝土 力学 耐久 性能 试验 微观 机理 研究
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