粉煤灰陶粒轻骨料混凝土降脆增韧试验研究

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1、第37卷第2期人民黄河Vo1．37．No．22015年2月YELLOWRIVERFeb．，2015【工程建设管理】粉煤灰陶粒轻骨料混凝土降脆增韧试验研究李瑞。，李金泽，孟云芳(1．宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏银川750021；2．宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心，宁夏银川750021；3．旱区现代农业水资源高效利用工程研究中心，宁夏银川750021)摘要：粉煤灰陶粒轻骨料混凝土虽然具有轻质、抗压强度高等优点，但是脆性过大限制了其在土木工程中的应用。针对这一问题，通过试验首先采用正交设计方法得出粉煤灰陶粒混凝土最优

2、基准配合比，然后在最优配合比的基础上掺入不同量的聚丙烯纤维，研究聚丙烯纤维对粉煤灰陶粒混凝土抗压强度和抗折强度的影响。试验结果表明：在粉煤灰陶粒轻骨料混凝土中掺入聚丙烯纤维具有显著降脆增韧作用，能够提高粉煤灰陶粒混凝土的抗裂性能，最优聚丙烯纤维掺量为0．8kg／m。。关键词：粉煤灰陶粒混凝土；正交试验；抗压强度；抗折强度中图分类号：TV431文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2015．02．036粉煤灰陶粒是以固体废弃物粉煤灰为主要原材料求。纳米二氧化硅采用宁夏融通实业公司生产的纳米高温

3、焙烧而成的多孔人造轻骨料。以它为粗骨料配制二氧化硅(SiO含量为90％)，性能指标符合GB／T的混凝土具有容重小、抗压强度高、保温性能好等独特27690-2011要求。粉煤灰采用宁夏大坝电厂I级粉优点，可以有效解决大跨径桥梁和超高层建筑中自重煤灰，性能指标符合GB／1596-2005要求。矿渣粉采载荷与结构承载能力之间的矛盾，是一种在土木工程用宁夏融通实业公司生产的$95矿粉，性能指标符合中具有广阔应用前景的新型功能材料。但是通过GB／T18046-2008要求。轻骨料为内蒙古包头粉煤灰大量受压应力一应变试验研究发现强度较高

4、的粉煤灰陶粒，性能指标见表1。机制砂为宁夏镇北堡中砂，细陶粒混凝土达到峰值应变后，曲线骤然下降，材料表现度模数2．8，含泥量2．1％，松散堆积密度l771kg／。m出较大脆性，且随着抗压强度的提高，曲线下降越陡，。拌和水和养护水为饮用自来水。减水剂为高效聚羧酸减水剂，减水率25％。聚丙烯纤维性能指标见其脆性也越明显，影响了其在桥梁、海洋石油平台等工表2。程领域的应用。为了解决这一问题，工程中采用表1粉煤灰陶粒主要物理性能纤维增强的方法来改善其脆性。在混凝土中掺人乱向分布的抗拉强度和变形能力大的聚丙烯纤维，这些乱向分布的聚丙烯

5、纤维能够抑制微裂缝的扩展，明显改善混凝土的力学性能卜mJ。目前国内关于聚丙烯纤维增强粉煤灰陶粒轻骨料混凝土力学性能的研究较l：鳖少，对其各方面性能认识还不足。笔者主要在正交试聚丙烯束状单丝0．91189320170～180dO～勋3795极低验的基础上优选出粉煤灰陶粒混凝土的基准配合比，1．2试验方法并在此基础上研究不同掺量聚丙烯纤维对混凝土强度粉煤灰陶粒混凝土按照《轻骨料混凝土技术规的影响，为聚丙烯纤维在粉煤灰陶粒轻骨料混凝土中程》(JGJ51-2002)进行配制，陶粒需经过1h预湿处的广泛应用提供依据。理，试件24h成型

6、后拆模，然后进行28d标准养护。力学性能试验按照《普通混凝土力学性能试验方法标1原材料及试验方法收稿日期：2014—07-021．1原材料学拿昱嘉项6；宁夏大水泥采用宁夏赛马水泥有限公司生产的P·0·42·5R生责黎磊主鼙盎教授'博士研究早强普通硅酸盐水泥，性能指标符合GB175-2007要E-mail：2635026920@qq．eom·136·人民黄河2015年第2期准》(GB／T50081_2O02)进行，抗压强度试件尺寸100比、纳米二氧化硅掺量、矿渣粉掺量、粉煤灰掺量、水泥mmX100mm×100mm，抗折强度试件

7、尺寸100mm×用量、粉煤灰陶粒用量，据此选出最优配合比材料用100mm×4001Tim。考虑试件尺寸的影响，抗压强度实量，见表6。测值乘以0．95的折减系数，抗折强度实测值乘以折减表4粉煤灰陶粒混凝土L，。(3)正交试验设计及结果系数0．85。抗压强度试验仪器采用上海新三思YAW一4306液压伺服万能试验机，量程600kN。抗压强度计算公式为：F／A式中为混凝土立方体试件抗压强度，MPa；F为试件破坏载荷，N；A为受压面积，mm。抗折强度试验仪器采用SYE一300型抗折压力试验机，量程1000kN。抗折强度计算公式为=Fl

8、／bh式中为混凝土抗折强度，MPa；F为试件破坏载荷，Ⅳ；2为支座间跨度，mm；h为试件截面高度，mm；b为试件截面宽度，mm。2试验配合比方案设计本次试验共分为两个阶段：第一阶段主要目标是确定粉煤灰陶粒混凝土的最优配合比。根据《轻骨料混凝土技术规程》中松散体积法进行配合比设计，在大表6粉