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石粉混凝土早期性能试验研究

 论文栏目:混凝土论文     更新时间:2018/3/9 9:21:29   

摘要:本文主要研究了石粉对混凝土早期性能的影响。通过大量试验研究结果得出,在混凝土中掺加一定量的石粉,会减小早期抗压强度,会减小早期收缩,会提高抗裂性能。

关键词:石粉;混凝土;早期强度;早期收缩;早期开裂

1研究背景

当今,混凝土成为全世界使用最多的新型材料,但在给人类带来巨大的财富的同时,它也一直困扰着我们。混凝土早起强度低,早期收缩大,从而导致了混凝土早期的开裂,进而引起了构件的破坏,导致混凝土整体的性能下降,达不到工程要求的标准,影响工程的质量与安全,故提高混凝土早期性能是十分重要的。随着混凝土技术的逐步提高,人们愈发意识到应用混凝土掺合料的诸多好处。近年来,研究学者一直寻找此类掺合料,而石粉的原料储量大,容易开采,李宝亮认为用制成的石粉来代替部分水泥符合可持续发展的要求,更有诸多优点。学者蔡基伟认为石粉不仅可以填充混凝土空隙,还可能对水泥水化、水化产物、孔结构和集料与浆体间界面过渡区造成影响,进而影响混凝土的性能。本文通过对掺加石粉后的混凝土与普通混凝土的早期性能进行分析研究,以期望来指导生产。

2试验方案

2.1原材料

工况一:水灰比0.402、水泥368(kg/m3)、粉煤灰92(kg/m3)、砂591(kg/m3)、碎石1072(kg/m3)、水148(kg/m3)、减水剂16.1(kg/m3)、引气剂0.138(kg/m3)。工况二:水灰比0.402、水泥368(kg/m3)、粉煤灰92(kg/m3)、石粉41.37(kg/m3)、砂591(kg/m3)、碎石1072(kg/m3)、水148(kg/m3)、减水剂16.1(kg/m3)、引气剂0.138(kg/m3)。

2.2试验方案

2.2.1混凝土早期抗压试验用液压式压力机DSC-300测量方法进行混凝土抗压强度试验。本试验的试件尺寸是按《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)的要求制作,采用尺寸为150mm×150mm×150mm的试件,养护环境温度(20±2)℃,相对湿度60%左右。每个工况浇筑9个试件。2.2.2混凝土早期收缩试验采用接触式收缩试验方法进行混凝土收缩试验。依据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GBT50082-2009)规定,采用尺寸为100mm×100mm×530mm试件,在试件两端预埋侧头或留有埋设测头的凹槽,试件成型后带模养护(1~2)d,试件拆模后送到温度为(20±2)℃,相对湿度为(60±2)%的标准养护室内养护,在3d龄期后将试件从标准养护室取出,并立即移入恒温恒湿室测试其原长度,接着用千分表进行收缩数据采集。2.2.3混凝土早期抗裂根据《CCES01-2004混凝土结构耐久性设计与施工指南》,《GBT50082-2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》,采用试件尺寸为600mm×600mm×63mm,试件浇筑后用塑料薄膜覆盖,保证环境温度为20℃,相对湿度为60%;2h后将塑料薄膜拿下,用风扇吹使混凝土表面风速为5m/s;记录开裂时间、裂缝数量、裂缝长度和宽度。从浇注起,记录24小时。

3实验结果与分析

3.1混凝土早期抗压

普通混凝土第三天的抗压强度为25.9289MPa,第五天的抗压强度为31.6977MPa,第七天的抗压强度为33.4958MPa;石粉混凝土第三天的抗压强度为22.1835MPa,第五天的抗压强度为26.0128MPa,第七天的抗压强度为29.9870MPa。与普通混凝土相比,对于掺加了石粉的混凝土,其早期强度会有所降低。

3.2混凝土早期收缩

普通混凝土在前24h其线应变达到了0.0308,24h之后三天内日平均线应变在0.001左右;石粉混凝土前四天,平均每天的收缩线应变只有0.00026。可以看出,较之普通混凝土,石粉混凝土的早期收缩会有比较明显的减少。

3.3混凝土早期开裂

普通混凝土裂缝最大宽度为0.58mm;裂缝的平均开裂面积为18.8mm2/根;单位面积上的总开裂面积为731mm2/m2。石粉混凝土裂缝最大宽度为0.48mm;裂缝的平均开裂面积为14.5mm2/根;单位面积上的总开裂面积为658mm2/m2。根据规范早期抗裂法的抗裂性指标,其抗裂等级都为V级,但石粉混凝土的抗裂性能有显著提高。

4结语

通过本实验得出石粉混凝土可以有效地减少早期收缩,从而削弱了混凝土的早期开裂,对混凝土的早期性能有很大的改善,有效地抑制混凝土早期的不良发展,对于混凝土结构的稳定性和整体性有重大意义。但同时,石粉混凝土会减少其早期强度,这无疑是一个不好的影响。针对该研究中不足的地方,可以从其他方面继续进行研究:(1)可以掺加其他掺合料,与石粉共同作用来研究其对性能的影响;(2)可以增加石粉掺量对其性能影响进行研究。

参考文献:

[1]李保亮.石粉对水泥及混凝土性能的影响[J].商品混凝土,2013(02).

[2]蔡基伟.石粉对中低强度机制砂混凝土性能的影响[J].武汉理工大学学报,2006(04).

[3]张红.开发和应用新型混凝土矿物掺和料需要智慧与勇气[J].混凝土世界,2013(08)

作者:白笑笑 鲁瑶 张钰烨 范策 管明杰 陈日升 单位:金陵科技学院

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