对大掺量掺合料混凝土的试验研究.pdf

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1、2011年12月■两目麓晦施工技术对大掺量掺合料混凝土的试验研究李进高玉敏【国产实业(苏州)混凝土有限公司】摘要：目前，随着我国经济快速增长，铁路、公路、城市建设规模也迅猛发展，人们对建筑行业提出了更高的要求。大掺量粉煤灰混凝土是随着现代混凝土技术的进步而发展起来的一种经济的高性能混凝土，在混凝土中掺入粉煤灰，不但能部分代替水泥，降低工程造价，更能改善和提高混凝土的性能，是高性能混凝土的理想掺合料。本文对大掺量掺合料混凝土的试验研究。关键词：裂缝；粉煤灰；配合比；收缩；试验1混凝土裂缝产生的原因(1)混凝土在塑性阶段产生的裂缝主要有：塌陷裂缝和塑性收缩裂缝。塌陷裂缝：混凝土塑性

2、阶段由于组成部分密度不同而产生分层，引起水泥浆体上浮、骨料下沉，当混凝土内部部分材料下沉时，遇到钢筋阻挡，会在钢筋上部出现塌陷裂缝。塑性收缩裂缝：当混凝土处于收缩状态时，受到温湿条件的急骤变化，水分大量蒸发时，会产生表面收缩裂缝。(2)混凝土在硬化过程中产生的裂缝：干缩裂缝和温度裂缝。干缩裂缝：混凝土在水硬化过程中，由于水化过程消耗水和环境湿度发生变化时，混凝土内部的水通过泌水逐步向表面聚集，然后向大气蒸发，混凝土就会失水干燥，并引起体积收缩，这一收缩受到约束，就可能产生干缩裂缝。温度裂缝：温度裂缝按其来源，可以分为两类，一类来自于外界环境温度变化对混凝土产生的温度变化，另一类

3、是来自混凝土内部水化热产生的温度变化。(3)混凝土在使用阶段产生的裂缝：由冻融和钢筋锈蚀等引起的裂缝，碱骨料反应产生的裂缝。2混凝土收缩和裂缝的关系混凝土收缩是胶凝材料(主要是水泥)和水体系中随着硬化过程进展发生的一系列水化反应和物理变化过程中水的变化和迁移而引起的。混凝土的收缩主要有自收缩、碳化收缩、干燥收缩，当这些收缩受到内外约束时，就会产生裂缝。自收缩：混凝土在和外界没有水交换的情况下，随着水泥水化过程的发展，混凝土内部的自由水越来越少，原来由自由水占有的毛细孔体积发生变化。毛细孔管径缩小，引起毛细管张力增加，使混凝土体积缩小。碳化收缩：混凝土在使用阶段，由于大气中的二氧

4、化碳和水泥水化产物中的氢氧化钙产生反应生产碳酸钙和水，这一过程产生体积变化。干燥收缩：环境湿度变化时，混凝土表面水分向大气蒸发，内部自由水由于材料比重不同不能向上迁移。另外在已经硬化的混凝土中，当外界湿度和混凝土内部自由水的饱和蒸汽压不平衡时，水分同样向环境蒸发，并发生收缩。干缩现象既可以发生在塑性阶段，也可以发生在混凝土硬化后。3预防和减少混凝土裂缝的技术从材料的角度来说，使用混凝土外加剂和矿物掺合料是最普遍的方法，不仅能改善混凝土的性能，而且节约成本，经济效益可观。混凝土外加剂能改善混凝土中水泥颗粒分布均匀性，提高水泥浆体的流动度，从而改善混凝土的工作性能。矿物掺合料最常用

5、的是矿渣粉和粉煤灰，矿渣粉是一种具有潜在活性的掺合料，而粉煤灰是一种基本没有活性的掺合料。4配合比试验配合比设计依据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2000)，其中粉煤灰超量取代水泥，取代系数为0．6；矿渣粉等量取代水泥。混凝土配合比设计的基本参数如下：(1)坍落度：160～180mm(170mm±10mm)；(2)水胶比：O．40～O．55；(3)砂率：42～45％；(4)水泥用量：280～450k氍／m3；(5)混凝土设计标号：C25、C30、C35、C40；(6)基准混凝土坍落度：80mm±10mm。本次试验主要测试外加剂及掺合料的掺入对混凝土抗压强度和收缩性能

6、的影响，测试依据标准：《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB，I．50081—2002)，普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法(GBJ82—85)。混凝土试验内容：(1)混凝土的收缩，龄期为1d、3d、7d、14d、28d、60d、90d、120d、180d，包括基准混凝土的收缩、单掺外加剂的收缩、外加剂+粉煤灰(20％、30％、40吃D的收缩、外加剂+矿渣灰(20％、30％、40％)的收缩。(2)混凝土的抗压强度，龄期为3d、7d、28d、60d，包括基准混凝土的强度、单掺外加剂的强度、外加剂+粉煤灰(20％、30％、40％)的强度、外加剂+矿渣灰(20％、30％、40％)

7、的强度。从混凝土拌合物的性能来看，掺YJ一2的混凝土和易性好于uNF一5，单掺UNF一5的混凝土坍落度大于YJ一2，但漓析泌水现象严重：掺粉煤灰的混凝土和易性好于单掺外加剂和矿渣粉的混凝土；掺矿渣粉的混凝土单位用水量小于掺粉煤灰的混凝土，说明该矿渣粉有明显的减水作用，但离析泌水现象严重。5试验结果分析5．1混凝土的收缩通过测试，外加剂、掺合料及不同石子粒径对混凝土收缩性能的影响如下：(1)随着混凝土设计强度等级的提高，混凝土的收缩呈递增趋势，说明混凝土中胶凝总量提高了，收缩随之增加，见图l。