高温后机制砂混凝土的力学性能研究.pdf

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1、垫丝』墅些篁!≥3塑)江直蕉挝廑旦班窒吉0日F：同Irm／口机制砂混凝土的力学性能研究一秦彦龙。陈正发。刘桂凤。彭高举一山东理工大学。山东淄博255049摘要：对四种强度等级机制砂混凝土，进行原材料性能测试。配合比试验和高温试验，分析了不同温度阶段的强度损失机理，给出了剩余强度随温度变化的计算公式。对比研究高温机制砂混凝土力学性能的损失。结果表明：在高温后，四种强度等级的机制砂混凝土，质量损失较少，力学性能均呈现降低的趋势，并且随温度的增加其下降趋势越大。关键词：高温机制砂混凝土化学侵蚀强度耐久性能近年来，随着我国土木工程建设的蓬勃发展，用砂量与日俱增。天然砂是不

2、可再生资源，随着不断地开采，资源日趋枯竭，不少地区存在用砂紧缺甚至无砂可用的情况。另外，很多地区出现了滥采滥挖天然砂导致的大面积水土流失、防洪堤坝损毁等恶劣后果，造成了严重的生态问题。机制砂生产是利用岩石和尾矿为原材料，不仅有级配易控、成本低廉等优点，而且有助于生态保护，所以在工程中开始广泛应用机制砂替代天然砂。混凝土是一种非匀质复合材料，经受高温作用后，由于其组成材料的热工性能存在差异，会发生复杂的物理化学变化，导致其力学性能与耐久性能与常温状态存在很大的差异。因此，有必要对机制砂混凝土的高温性能进行研究，以便评估高温后混凝土结构的破坏程度和残余承载力。实施合理

3、的补强加固措施。关于高温后普通混凝土的试验研究¨。31有很多，但多是针对天然砂混凝土进行的研究，对机制砂混凝土在高温后的性能的力学研究还不多见。目前，机制砂混凝土的研究主要集中于机制砂石粉含量、岩性对混凝土的配合比以及材料性能影响的研究【4jJ，以及机制砂混凝土的工程应用【6J。针对机制砂混凝土高温后剩余强度和耐久性能方面的研究[7．8o很少，而且多是针对单一强度等级进行研究。针对C30、C40、C50、C60四个强度等级，开展机制砂混凝土的高温试验。研究机制砂混凝土的剩余强度，并得到了一些有益的结果。为机制砂混凝土的高温性能提供试验依据，以促进机制砂混凝土在工程

4、中的推广与应用。1原材料与实验设计1．1原材料性能试验粗骨料取自实际工程现场，主要材料性能见表1。细骨料选用山东万泰建筑骨料有限公司生产的机制砂，机制砂为2区级配，MB值为0．9(<1．4)，压碎指标为34．1％，主要材料性能见表2。选用P．042．5级普通硅酸盐水泥(淄博山铝水泥公司)，主要材料性能符合试验标准，试验采用普通自来水。表1石子物理力学性能表观密度堆积密度压碎指标含泥量针、片状颗粒／k8·m一3／kg·m-3／％含量／％268517509．O0．91．1表2机制砂的主要性能指标亚甲基蓝值表观密度堆积密度细度模数石粉含量／g·kg一1姗17600．75

5、2．88．1％1．2混凝土组分及配合比设计本研究采用的机制砂混凝土的坍落度为80～90ram，对配合比进行适当调整，最终配合比如表3所示。表3机制砂混凝土的最终配合比配合比m设计强度水泥标号水灰比(水泥)：m(砂)：m(石)：m(水)C30P．0．32．50．471：I．06：2．16：0．47C40P．O．42．50，5】：1．09：1．86：0．5C50P．O．42．50．451：0．94：1．6l：0．45C60P．0．52．50．41：0．75：1．28：0．41．3高温实验设计实验试块经过28天标准养护后进行高温实验，高温试验抗压强度试件采用边长150m

6、m的立方体试块，静力受压弹性模量试件尺寸为150nun×150mm×300iTun。高温试验试件按常温(20'12)，100℃，200℃，300qc共分4组，每组各45个试件，采用箱式高温炉进行加热。每组试件的加热方式为：炉内温度在15分钟内达到预定的实验温度后，恒温3h，在室温静置3d之后，测试不同试验环境下，不同强度等级机制砂混凝土试件的抗压强度、弹性模量和质量损失。2理论分析2．1高温试验及分析根据DL／T50081—2002标准进行测试的结果是：剩余抗压强度如表4所示，质量损失结果如图2所示。表4高温后机制砂混凝土的剩余抗压强度／MPa温度／℃C30O加C

7、50C602033．3】40．5351．4260．4710032．7137．548．5l58．620031．7237．56454254．2330027．234．9643．3950．23从表4中可看出，机制砂混凝土强度越高，高温下抗压强度的损失越多，机制砂混凝土在高温后的降温过程中，温度内高外低，混凝土的内部材料结构进一步恶化，高温后的剩余强度又出现了第二次的强度损失。·+一+一+一+一+-+一+一+-+-+一+一+---t---+-"4--+--4----1--+-+-+--4----'4"--+-+一+--．I---4---+-----1--+一+一+-+一+-

8、+-+-+