矿物掺和料对高强混凝土性能的影响 [复制链接]

摘要:试验研究了粉煤灰与矿粉及其掺量对高强混凝土工作性、强度、体积稳定性及耐久性的影响。结果表明：粉煤灰和矿粉可以显著的改善高强混凝土的工作性能，提高后期强度，降低脆性系数，且矿粉对高强混凝土的脆性改善作用更加显著。随着粉煤灰和矿粉的加入及掺量的提高，高强混凝土的早期弹模降低，徐变增加，随混凝土强度的逐渐发展，混凝土60d的龄期加荷的徐变及弹模接近于空白混凝土。粉煤灰与矿粉可以显著提高高强混凝土的抗氯离子渗透性能，但对高强混凝土抗冻型影响不明显，只有当掺和料掺量较高时（达到36%），粉煤灰才会降低高强混凝土的抗冻性。~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
　　关键词:高强混凝土 粉煤灰 矿粉 脆性 耐久性~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
　　随着建筑业的迅速发展，现代建筑工程逐渐向大跨度、重载、高耸结构发展，工程上对混凝土强度和耐久性的要求越来越高。提高混凝土耐久性的最佳方法就是采用活性矿物掺和料取代部分水泥。在配制混凝土时，加入较大量矿物掺和料不仅能节约水泥，降低混凝土的水化热温升，而且由于掺合料的形态效应、微集料效应和火山灰效应能改善混凝土工作性，增进混凝土的后期强度，改善混凝土的内部结构，提高混凝土的抗裂性及耐久性的作用[1~4]，尤其是矿物掺和料对碱—集料反应的抑制作用已引起国内外专业人员的极大兴趣[5]。因此，矿物掺和料又被称为辅助性胶凝材料，是配制高性能混凝土不可缺少的组分。本文系统的研究了应用最为广泛的两种矿物掺和料—粉煤灰、矿粉对高强高性能混凝土的工作性、强度、体积稳定性及耐久性的影响，以期为矿粉、粉煤灰等矿物掺和料在高强高性能混凝土中应用提供技术参考。~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
　　1. 试验~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
　　1.1 原材料~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
　　葛洲坝水泥厂生产的52.5普通硅酸盐水泥，粗集料为5～25 mm连续级配碎石，细集料为中粗河砂（细度模数为2.85），粉煤灰为武汉阳逻电厂Ⅰ级灰，矿渣粉为武钢矿渣磨制。外加剂是武钢浩源化工有限公司生产的萘系高效减水剂FDN－9000。水泥、矿粉、粉煤灰的物理性质分别见表1、表2。~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
                                                 表 1 水泥的物理性质~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ

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　　1.2 试验方法~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
　　① 拌合物性能按《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》（GB/T50080－2002）进行测试。~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
　　② 抗压强度、静力受压弹性模量、抗折强度试验按《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081--2002）进行测试。混凝土抗压试件尺寸为150 mm×150 mm×150 mm立方体；静力受压弹性模量试件尺寸为150 mm×150 mm×300 mm棱柱体，选用对面贴应变片的方法测其变型；抗折试件尺寸采用150 mm×150 mm×550 mm棱柱体。~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
　　③ 干缩和徐变性能按《水工混凝土试验规程》（DL/T 5150--2001）进行测试。干缩采用100 mm×100 mm×515 mm的棱柱体试件，两端埋设金属测头，测长采用弓形螺旋测微器测量。试件成型标准养护1d后移入干缩恒温室立即测定基准长度，试件的干缩龄期以测基准长度后算起，分别为1 d、3 d、7 d、14 d、28 d、60 d、90 d、180 d。干缩恒温室内的温度为20±2 ℃，相对湿度为60±5 %。徐变采用采用规格为ф150mm×450mm的试件，试件中心埋没DI--25型电阻应变计观测变形。徐变加荷应力取试件抗压强度的30%。徐变试件抗压强度近似取150 m×150 mm×150 mm试件强度的80%。试件加荷后，由于产生压缩变性会造成应力松弛，即当荷载变化大于2％时，进行压力调整。~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
　　④ 氯离子扩散系数采用清华大学基于Nernst-Einstein方程开发的NEL型混凝土快速真空保盐装置及混凝土渗透性电测仪测试[6, 7]。试件尺寸100 mm×100 mm×50 mm，NaCl溶液浓度为4 mol/L。~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
　　⑤ 抗冻融耐久性：按《水工混凝土试验规程》（DL/T 5150－2001）进行测试。试件尺寸100 mm×100 mm×400 mm，测试龄期为28d，到达龄期前4d，将试件在20±3℃的水中浸泡4d。受冻和融化终了时，试件中心温度保持在（－17±2）℃和（8±2）℃。冻融循环试验机为北京燕科公司生产的TRD1型混凝土冻融试验设备，动弹性模量测试采用天津建筑仪器厂生产的DT－8W动弹仪。~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
　　2. 试验结果与分析~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
　　2.1 粉煤灰与矿粉对混凝土工作性和强度的影响~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ
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　　                        粉煤灰与矿粉对高强高性能混凝土工作性的影响见表3。~aÒÕγoÍbbs.3c3t.com-9Ä&!òžÊ

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