大掺量粉煤灰对高架桥混凝土路面断裂性能影响试验研究.pdf
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1、工程技术优化 年 月第 卷第 期 :,收稿日期:;修回日期:作者简介:张小卫(),男,硕士,在读博士研究生,高级工程师,研究方向:建筑材料;:。引文格式:张小卫,申宏栋,刘济广,等 大掺量粉煤灰对高架桥混凝土路面断裂性能影响试验研究 粘接,():大掺量粉煤灰对高架桥混凝土路面断裂性能影响试验研究张小卫,申宏栋,刘济广,何宏伟,焦华?(焦作千业新材料有限公司,河南 焦作 ;河南理工大学,河南 焦作 )摘要:大掺量粉煤灰与混凝土水泥反应产生的凝胶可以改善混凝土粘接性能。为了确定粉煤灰掺量范围,将断裂度作为衡量混凝土断裂性能重要参数,根据混凝土在不稳定状态下的脆性断裂特征,对混凝土路面进行了断裂程度
2、及应力分析,按照大掺量粉煤灰的混凝土界面粘接强度,分析拔出型、断裂型在显微镜下的断裂细微形态。结果表明,粉煤灰掺量为 时,混凝土路面断裂正应力大于 ,剪切应力大于 ,混凝土路面抗压强度较大,混凝土路面抗断裂性能最好。随着粉煤灰掺量增加,混凝土路面抗断裂性能逐渐变差。关键词:三点弯曲加载;大掺量粉煤灰;混凝土路面;断裂性能中图分类号:文献标志码:文章编号:(),(,):,:;将粉煤灰掺入混凝土原材料中,能够填充空隙,使水泥颗粒分散分布,避免出现水化过热而导致混凝土易脆现象发生。混凝土掺入粉煤灰在提高混凝土性能的同时,也可实现对工业废弃物的有效回收,因而在实际工程中,粉煤灰混凝土的使用日益增多。虽
3、然粉煤灰混凝土在节能、改善环境方面具有良好工程技术优化作用,但是因为施工、养护以及使用等原因,还是不可避免地存在着各种各样的问题,进而造成了粉煤灰混凝土的强度和耐久性的下降 。由于粉煤灰混凝土属于非均质、非连续的脆性物质,不能实现其内部粒子的充分分散,不能从根本上解决其内在缺陷,仅能控制其裂纹扩展,但不能确保其在外部荷载下不发生破坏,仅能对其塑性、韧性及抗冲击性能有较大改善,因而仍有开裂的问题 。为此,以三点弯曲梁为试验对象,研究大掺量粉煤灰对高架桥混凝土路面断裂性能影响。采用三点弯曲加载试验方式,使用显微镜作为试验结果观察设备,分析不同配合比下的大掺量粉煤灰对高架桥混凝土路面断裂性能影响情况
4、。试验概况 试验原材料和配合比试验原材料的选用,如表 所示。表 选用的试验原材料 材料生产厂家成分水泥 山西卓越水泥有限公司 粗骨料郑州康辉耐材有限公司石灰岩碎石细骨料北京安建宏业科技有限公司江西分公司石灰岩打碎的人工砂粉煤灰旭瑞洁净能源有限公司级粉煤灰减水剂沈阳兴正和化工有限公司聚羧酸具体配合比,如表 所示。表 试验材料配合比 试件标号水泥 粉煤灰掺量粗骨料 细骨料 按照确定的试验材料配合比拌制混凝土,静置待用。试件制备为确保混合后的水泥浆具有较好的流动性能,特制了 横向水平强制搅拌机,搅拌机的旋转轴线上装有大旋转刃和小旋转刃,电机速度可调整,最高速度为 。高架桥混凝土的搅拌工艺:将相应的原
5、料按一定的配比称量后,在水里掺入减水剂,并用玻璃钢杆混合均匀;把混合好的原料倒入搅拌器中,以 的旋转速度混合 ,然后加入 纤维,将旋转速度提高到 ,混合 ;加入一半的溶液,以 的速率搅拌 ,然后加入另一半溶液,以 的速率搅拌 ;将抗拉试件取出 ,并保存至第 ,将其打磨平整 。试件加载装置使用净度为()的特殊钢模对混凝土进行浇筑,在右边的内壁正中央放置一()的预制沟槽钢块。浇注前,在试验模子里面放入 厚的钢板。在钢板的 个表面上涂抹了一层离模剂,等到混凝土达到了初凝状态之后,再把钢板抽出来,在室温下用草垫进行遮盖,之后,再把模具转移到标准养护室中,用水进行 的养护,试验样品的生长周期是 左右 。
6、待试样样品制作完成后,将其放置加载装置机上。为了弥补试件本身的质量,在试件四分点处采用 根拉杆支撑,装载工具是用工字钢制成的,在这次测试中,它的楔形角度是 。然后使用 片带滚轮的传力板对有缺口的混凝土进行荷载施加 。在对试件加载过程中,必须确保测试设备的可靠运行,才能确保测试顺利进行。在试件加载装置中,拟采取的是动态加载制度,在对垂直载荷进行作用之后,再对其进行横向载荷作用,其加载方式为逐步加载 。在动态试验中,对试验过程中使用的地震动振幅进行了相应的调节。三点弯曲加载试验 三点弯曲加载试验方法三点弯曲试验是将横断面为长方形或圆形的试件置于一台测力仪上,调节其跨度,然后对其施加载荷,使其承受一
7、定载荷,直至其变形或破坏为止 。将高架桥混凝土路面断裂韧度作为试验指标,在某大学工程力学实验室进行试验分析,所用到的试验设备如表 所示。表 试验设备 项目型号生产厂家万能试验机 (上海)科学仪器有限公司钢支墩 安徽省永流管道有限公司螺栓 嘉善亿翔五金标准件有限公司薄木板实木上海颐铭实业有限公司夹式引伸计 济南吉蒂艾思仪器设备有限公司应变片 深圳市扎克贸易有限公司光学显微镜 仪圆光学仪器有限公司将试件放在试验装置上进行试验时,应注意计算机界面实时获取的试验信息。试验过程:将 个钢支墩置于试验机承载台上,并在其上设置一个支撑架,二者用螺丝相连,因为试工程技术优化件的安装或拆除都有可能引起支墩的偏差
8、,所以在对每一个试件进行测试之前,都要适时地对支墩的位置进行调节,以确保测试结果的精度 。在预埋裂纹的基底两边贴上一层薄板,再贴上一层有加强筋的加强板,以便安装夹持器;卡子拉伸仪的标准距离为 ,测量范围为 。将一块带应变的薄片均匀粘贴在混凝土裂缝的顶部,用来测定裂缝的起裂荷载。在等位移载荷下,载荷的加载速度为 。利用计算机的数据处理,对每一测点的载荷、应变、裂纹开口位置等数据进行了实时采集 。试验过程应用三点弯曲加载试验方式,将试件放置在加载装置上,对其进行物性及几何校正。若想获得较为完备的荷载 位移曲线,需要将混凝土失稳时的脆性破坏特点纳入其中 。在加载时,使用分段变频控制方式,在达到峰值载
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