對大摻量摻合料混凝土的試驗(yàn)研究.pdf

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1、2011年12月■兩目麓晦施工技術(shù)對大摻量摻合料混凝土的試驗(yàn)研究李進(jìn)高玉敏【國產(chǎn)實(shí)業(yè)(蘇州)混凝土有限公司】摘要：目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)快速增長，鐵路、公路、城市建設(shè)規(guī)模也迅猛發(fā)展，人們對建筑行業(yè)提出了更高的要求。大摻量粉煤灰混凝土是隨著現(xiàn)代混凝土技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來的一種經(jīng)濟(jì)的高性能混凝土，在混凝土中摻入粉煤灰，不但能部分代替水泥，降低工程造價(jià)，更能改善和提高混凝土的性能，是高性能混凝土的理想摻合料。本文對大摻量摻合料混凝土的試驗(yàn)研究。關(guān)鍵詞：裂縫；粉煤灰；配合比；收縮；試驗(yàn)1混凝土裂縫產(chǎn)生的原因(1)混凝土在塑性階段產(chǎn)生的裂縫主要有：塌陷裂縫和塑性收縮裂縫。塌陷裂縫：混凝土塑性

2、階段由于組成部分密度不同而產(chǎn)生分層，引起水泥漿體上浮、骨料下沉，當(dāng)混凝土內(nèi)部部分材料下沉?xí)r，遇到鋼筋阻擋，會在鋼筋上部出現(xiàn)塌陷裂縫。塑性收縮裂縫：當(dāng)混凝土處于收縮狀態(tài)時(shí)，受到溫濕條件的急驟變化，水分大量蒸發(fā)時(shí)，會產(chǎn)生表面收縮裂縫。(2)混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的裂縫：干縮裂縫和溫度裂縫。干縮裂縫：混凝土在水硬化過程中，由于水化過程消耗水和環(huán)境濕度發(fā)生變化時(shí)，混凝土內(nèi)部的水通過泌水逐步向表面聚集，然后向大氣蒸發(fā)，混凝土就會失水干燥，并引起體積收縮，這一收縮受到約束，就可能產(chǎn)生干縮裂縫。溫度裂縫：溫度裂縫按其來源，可以分為兩類，一類來自于外界環(huán)境溫度變化對混凝土產(chǎn)生的溫度變化，另一類

3、是來自混凝土內(nèi)部水化熱產(chǎn)生的溫度變化。(3)混凝土在使用階段產(chǎn)生的裂縫：由凍融和鋼筋銹蝕等引起的裂縫，堿骨料反應(yīng)產(chǎn)生的裂縫。2混凝土收縮和裂縫的關(guān)系混凝土收縮是膠凝材料(主要是水泥)和水體系中隨著硬化過程進(jìn)展發(fā)生的一系列水化反應(yīng)和物理變化過程中水的變化和遷移而引起的。混凝土的收縮主要有自收縮、碳化收縮、干燥收縮，當(dāng)這些收縮受到內(nèi)外約束時(shí)，就會產(chǎn)生裂縫。自收縮：混凝土在和外界沒有水交換的情況下，隨著水泥水化過程的發(fā)展，混凝土內(nèi)部的自由水越來越少，原來由自由水占有的毛細(xì)孔體積發(fā)生變化。毛細(xì)孔管徑縮小，引起毛細(xì)管張力增加，使混凝土體積縮小。碳化收縮：混凝土在使用階段，由于大氣中的二氧

4、化碳和水泥水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣產(chǎn)生反應(yīng)生產(chǎn)碳酸鈣和水，這一過程產(chǎn)生體積變化。干燥收縮：環(huán)境濕度變化時(shí)，混凝土表面水分向大氣蒸發(fā)，內(nèi)部自由水由于材料比重不同不能向上遷移。另外在已經(jīng)硬化的混凝土中，當(dāng)外界濕度和混凝土內(nèi)部自由水的飽和蒸汽壓不平衡時(shí)，水分同樣向環(huán)境蒸發(fā)，并發(fā)生收縮。干縮現(xiàn)象既可以發(fā)生在塑性階段，也可以發(fā)生在混凝土硬化后。3預(yù)防和減少混凝土裂縫的技術(shù)從材料的角度來說，使用混凝土外加劑和礦物摻合料是最普遍的方法，不僅能改善混凝土的性能，而且節(jié)約成本，經(jīng)濟(jì)效益可觀?；炷镣饧觿┠芨纳苹炷林兴囝w粒分布均勻性，提高水泥漿體的流動(dòng)度，從而改善混凝土的工作性能。礦物摻合料最常用

5、的是礦渣粉和粉煤灰，礦渣粉是一種具有潛在活性的摻合料，而粉煤灰是一種基本沒有活性的摻合料。4配合比試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)依據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ55—2000)，其中粉煤灰超量取代水泥，取代系數(shù)為0．6；礦渣粉等量取代水泥。混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本參數(shù)如下：(1)坍落度：160～180mm(170mm±10mm)；(2)水膠比：O．40～O．55；(3)砂率：42～45％；(4)水泥用量：280～450k氍／m3；(5)混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號：C25、C30、C35、C40；(6)基準(zhǔn)混凝土坍落度：80mm±10mm。本次試驗(yàn)主要測試外加劑及摻合料的摻入對混凝土抗壓強(qiáng)度和收縮性能

6、的影響，測試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB，I．50081—2002)，普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法(GBJ82—85)。混凝土試驗(yàn)內(nèi)容：(1)混凝土的收縮，齡期為1d、3d、7d、14d、28d、60d、90d、120d、180d，包括基準(zhǔn)混凝土的收縮、單摻外加劑的收縮、外加劑+粉煤灰(20％、30％、40吃D的收縮、外加劑+礦渣灰(20％、30％、40％)的收縮。(2)混凝土的抗壓強(qiáng)度，齡期為3d、7d、28d、60d，包括基準(zhǔn)混凝土的強(qiáng)度、單摻外加劑的強(qiáng)度、外加劑+粉煤灰(20％、30％、40％)的強(qiáng)度、外加劑+礦渣灰(20％、30％、40％)

7、的強(qiáng)度。從混凝土拌合物的性能來看，摻Y(jié)J一2的混凝土和易性好于uNF一5，單摻UNF一5的混凝土坍落度大于YJ一2，但漓析泌水現(xiàn)象嚴(yán)重：摻粉煤灰的混凝土和易性好于單摻外加劑和礦渣粉的混凝土；摻礦渣粉的混凝土單位用水量小于摻粉煤灰的混凝土，說明該礦渣粉有明顯的減水作用，但離析泌水現(xiàn)象嚴(yán)重。5試驗(yàn)結(jié)果分析5．1混凝土的收縮通過測試，外加劑、摻合料及不同石子粒徑對混凝土收縮性能的影響如下：(1)隨著混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級的提高，混凝土的收縮呈遞增趨勢，說明混凝土中膠凝總量提高了，收縮隨之增加，見圖l。