寒旱区水利工程大掺量粉煤灰混凝土试验研究

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1、第30卷第9期长江科学院院报Vo1．30No．92013年9月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteSep．2013DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2013．09．020寒旱区水利工程大掺量粉煤灰混凝土试验研究秦子鹏，杜应吉，田艳(西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌712100)摘要：结合西北寒旱区水工混凝土冻融破坏特点，对等强度和等水胶比配制的粉煤灰混凝土在不同龄期下的力学、抗冻融及抗渗性能进行了研究。结果表明：大掺量粉煤灰虽然早期强度较低，但中后期强度增长较快；等强度配制条件下，粉煤灰混凝土的

2、抗冻融性和冻后自愈合能力以及抗渗性能随粉煤灰掺量的增大并未明显减弱；当水胶比在0．35，粉煤灰掺量在50％时，混凝土的力学性能、抗冻融性能和抗渗性能均较突出，能够较好地满足西北寒旱区水利工程建设的要求。关键词：寒旱区；粉煤灰掺量；养护龄期；混凝土中图分类号：TV41文献标志码：A文章编号：1001—5485(2013)09—0101—051研究背景2试验概况水利工程混凝土冻融破坏是我国北方地区水利2．1试验原材料工程建设的突出问题之一，西北地区的混凝土冻融水泥：“赛马”牌42．5普通硅酸盐水泥，28d抗破坏问题尤其严重。西北地区大多处于干旱和压强度和抗折强度分别为45．5MPa和9．1MP

3、a；粉半干旱地区，冬季气温低且持续时间长，昼夜温差较煤灰：宁夏大坝电厂生产的I级粉煤灰，细度为大，对大体积水工混凝土的工作性能非常不利；在水4．8％，需水量比为91％，烧失量为0．47％；细骨料：位变动区混凝土冬季要承受频繁的冻融循环作用后宁夏当地的粗沙，细度模数为3．3，表观密度为2．66还必须具有足够的抗渗性能以满足水利工程的正常g／cm，含泥量为3．7％；粗骨料：宁夏银川镇北堡碎运转。因此，寒旱区水工混凝土应尽可能地降低单石，堆积密度为1344kg／in，吸水率为0．5％；高效方用水量，采用低水胶比，并适当增加混凝土的含气减水剂：NF一5A减水剂；引气剂：JOP引气剂。量。很多学者的

4、试验研究2表明：将粉煤灰作为2．2配合比设计一种胶凝材料掺人混凝土中取代部分水泥，不仅可试验中混凝土的配合比设计是以水胶比和粉煤以改善混凝土的工作性能、降低混凝土的单方成本，灰掺量为变量，并保证各组试件的含气量基本相等。而且还可以减轻煤废料对环境的污染。因此，大掺依据文献[4]，试验设计混凝土的含气量为量粉煤灰混凝土的研究工作既具有很好的经济效(4．5±0．5)％，因为过低的含气量对寒旱区水工混凝益，又具有良好的社会效益。土的抗冻性能不利，而过高的含气量会对混凝土的力关于西北寒旱区水利工程大掺量粉煤灰混凝土学性能产生较大影响。编号Al—A5试件采用等强工作性能的研究较少，本文试图通过试验并

5、结合西北度配制，强度等级为C25，以研究同一强度等级下，混寒旱区水利工程建设，针对混凝土强度、抗冻和抗渗凝土的力学、抗冻融及抗渗性能随粉煤灰掺量的变性能的实际要求，研究大掺量粉煤灰混凝土在该地区化；B1一B5试件采用等水胶比配制，水胶比为0．40，的应用，期望能为大掺量粉煤灰混凝土在西北寒旱区以研究同一水胶比下，混凝土的力学、抗冻融及抗渗水利工程建设领域中的广泛应用提供一定的借鉴。性能随粉煤灰掺量的变化。试验配合比见表1。收稿日期：2012—06—28；修回日期：2012-08—02基金项目：国家“十一五”科技支撑计划重点项目(2006BAD11B03)作者简介：秦子鹏(1985一)，男，

6、安徽阜阳人，硕士研究生，主要从事水工材料耐久性和水工建筑物安全与修复的研究，(电话)029—87039219(电子信箱)woshiqinzipeng@163．~om。通讯作者：杜应吉(1963一)，男，陕西咸阳人，教授，主要从事水工材料耐久性和水工建筑物安全与修复的研究，(电话)13186171963(电子信箱)ayj@nwsuaf．edu．ca。102长江科学院院报2013年3试验结果分析3．1力学性能Bd＼想混凝土的力学性能包括抗压、抗拉、抗折强度以如如加m及弹性模量等多个方面，研究起来比较复杂。一般01020304050607080认为抗压强度能够较为真实地反映混凝土的整体力粉煤灰掺

7、量／％学性能，因此，这里采用混凝土7，28，60d的立方体图1各龄期下混凝土中粉煤灰掺量与抗压强度来了解粉煤灰混凝土力学强度及其增长情抗压强度的关系况。试验结果见表2，各龄期下混凝土中粉煤灰掺Fig．1Relationshipbetweenflyashcontentand量与抗压强度的关系见图1。compressivestrengthoftheconcreteatdiferentages表2各配合比下混凝土力学性能结果由