粉煤灰掺量对混凝土强度及抗渗性能影响的试验研究.doc

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1、粉煤灰掺量对混凝土强度及抗渗性能影响的试验研究章李桃佘林鹏朱铖阳徐州工程学院土木工程学院江苏徐州221018摘要：本文研究了粉煤灰对混凝土的强度、抗氯离子渗透性和吸水率的影响，结果表明：当粉煤灰掺量为20%时，混凝土的强度增大，当粉煤灰的掺量为35%和50%时，混凝土的强度减小；当粉煤灰掺量为20%时，混凝土的氯离子扩散系数最小；当粉煤灰的掺量为35%和50%时，混凝土的氯离子扩散系数相对增大；掺入粉煤灰对混凝土的吸水率影响较小。关键词：粉煤灰强度吸水率抗渗性氯离子粉煤灰是火力发电厂排放的一种大宗工业废渣。作为混凝土的掺合料，粉煤灰

2、具有降低混凝土生产成本，改善混凝土和易性、可泵性，降低混凝土水化热等作用而大量应用。但在混凝土生产过程中，对于粉煤灰取代水泥量，随意性较大，使混凝土质量不易控制。国内外学者对粉煤灰对混凝土各性能产生的影响进行了研究，并通过氯离子快速渗透试验和压汞法对粉煤灰混凝土的抗渗性能进行了研究。徐港[1]通过试验研究了盐溶液类型及冻融循环等外部环境对混凝土中氯离子扩散性能的影响，试验结果表明，氯盐种类对混凝土中氯离子的迁移都有影响。于会斌[2]研究表明粉煤灰取代20%左右的混凝土时，抗渗性得到较大改善。赵蕴林[3]通过实验研究发现由于粉煤灰的火

3、山灰反应，生成水化硅酸钙，填充在孔隙中，增强了其的抗渗能力。肖佳[4]的试验表明粉煤灰能有效提高混凝土的抗氯离子渗透能力。掺加适量的粉煤灰可以改善混凝土拌和料的流动性、粘聚性和保水性，使混凝土拌和料易于泵送、浇筑成型，并可减少坍落度的经时损失。因此，研究粉煤灰的掺量对混凝土性能影响，对于保证混凝土的质量，提高建筑工程质量有实际指导意义。此外，粉煤灰代替部分水泥使用，不仅可以降低成本，也可以缓解废料污染。1试验原材料及混凝土配合比本实验采用徐州中联水泥厂42.5级普通硅酸盐水泥，粉煤灰采用徐州茅村电厂Ⅰ级粉煤灰。本实验混凝土设计强度均

4、为C60，混凝土配合比，如表1所示。表1.掺入矿物掺合料的海工混凝土配合比编号矿物掺合料混凝土配合比（每m3）水胶比用水量砂率强度等级类别掺量F+G水泥kg粉煤灰矿粉砂子kg石子kgkg%C60C3-0//453//74011120.3214540C3-1F20%36291/74011120.3214540C3-2F35%294159/74011120.3214540C3-3F50%226.5226.5/74011120.32145402试验方法2.1抗压强度测试方法依据国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》（GBJ50081-20

5、02）的规定：抗压强度试验所用的标准试块是150mm的立方体，在标准养护28天之后取出进行试验。本次试验使用的由长春科新试验机厂制造的YAS-5000型四柱式微机控制电液伺服压力试验机，如图1所示。图1YAS-5000型试验机图2氯离子扩散系数测试装置图2.2RCM氯离子扩散系数测试方法试验依据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T50082-2009）中的氯离子快速迁移系数法（RCM法）进行氯离子扩散系数测试，试验装置见图2。试验试样为圆柱体，其直径为100mm，高度为50mm。首先将试样置于容器中进行真空处理3h

6、，其次在真空状态下，将饱和氢氧化钙溶液注入容器，将试样浸泡1h，然后恢复常压并继续浸泡18h，待浸泡完毕后将试样吹干并安装在RCM试验装置上进行试验。2.3吸水率测试方法将小圆柱体试件放到干燥箱中40℃下烘48h，将干燥的试件冷却到室温，称量干燥质量记为。再将干燥过的试件下面铺有直径为16mm的PVC管的水槽内，注入水，使水面在PVC管上方4-5mm处，以5、10、30、60、120、720和1440min的时间间隔，取出试件，用湿布擦去表面的水分，称量质量记为，称重后立即放回去。混凝土的吸水率按式5-1进行计算：（1）式（1）中，

7、为混凝土吸水率（%），精确到0.1%；为试件浸泡后的饱水质量（g）；为试件浸泡前的干燥质量（g）。试验试件以及设备见图1和2。图1吸水率试验试件图2吸水率试验设备3试验结果及分析3.1粉煤灰对混凝土强度的影响表2.标准养护28d后C3混凝土强度强度等级C3-0C3-1C3-2C3-3离散值/MPa56.3959.3254.2745.3956.9565.0558.4543.3257.59/54.0139.58平均值/MPa56.9862.1955.5842.77图3.混凝土抗压强度σc随粉煤灰掺量n的变化规律对表2数据和图3柱形图分析

8、可得：在粉煤灰掺量n为20%时混凝土的抗压强度σc值有最大值62.19MPa，在n为35%与50%时混凝土抗压强度明显降低，试验数据表明适量的掺入粉煤灰会提高混凝土的抗压强度。掺入粉煤灰之后，从0-20%混凝土度抗压强度平均值增大，说