粗集料对水泥混凝土热工参数的影响.pdf

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1、公路2013年3月第3期HIGHWAYMdr．2013No．3文章编号：0451—0712(2013)03-0l83一O4中国分类号：U414．101文献标识码：B粗集料对水泥混凝土热工参数的影响张艳聪，高玲玲。，田波。(1．山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室太原市030006；2．山西水利职业技术学院运城市044004；3．交通运输部公路科学研究院北京市1O0O88)摘要：基于改进的光杠杆系统和护热平板法测定了水泥混凝土的线膨胀系数和导热系数，分析了粗集料类型以及粗集料含

2、量对二者的影响。结果表明：粗集料类型不同时，集料本身的线膨胀系数越大，该种集料的混凝土线膨胀系数也越大，导热系数变化规律相同；粗集料类型相同时，线膨胀系数随集料含量增加而增大，而导热系数变化规律相反。此外，在1O～50℃范围内逐级升高或降低相同温度时，混凝土膨胀量大致相同，膨胀量对不同温度区间的敏感性无明显差异。关键词：水泥混凝土；线膨胀系数；导热系数；集料类型；集料含量线膨胀系数和导热系数是水泥混凝土最重要的石灰岩、花岗岩、砂岩、闪长岩、石英岩、辉绿岩、白云热工参数，二者对混凝土结构的温度场影响重大，

3、对岩各3组。经检验粗集料针片状、含泥量及泥块含混凝土早期开裂、混凝土板翘曲都有直接影响，是水，量合格，部分物理性质指标如表1所示，表中*标列泥混凝土设计的重要参数。在房屋建筑工程中，保为参考值。温墙体需要低导热混凝土，以减少热量交换；在大坝表1粗集料物理性质工程中需要低膨胀、高导热的混凝土，以便水化热快名称压碎值磨耗值膨胀系数导热系数速导出；在道路工程中，温度在混凝土面板厚度方向％i0—／℃W／(rn·k)非线性地分布而产生温度梯度，结构层、加铺层与相花岗岩2O～2322～255～11．92．68～3．

4、35邻层的线膨胀系数应尽可能相互协调，否则温度翘闪长岩21～2425～304．1～lO．3曲会引起线膨胀系数差异大的结构层出现剥离、脱砂岩25～2925～268～122．5～3．87空、断裂。玄武岩17～1917～174～12．52．08～2．47鉴于水泥混凝土线膨胀系数和导热系数的重要石灰岩24～3O21～263．O6～12．12．29～3．77辉绿岩24～3126～273．6～72．56～3．65性，《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40—石英岩15～171812～163．15～4．85201

5、1)[、AASHTO2002[、NCHRP[。都将水泥混白云岩8～10175．5～10．8凝土线膨胀系数和导热系数作为直接或间接设计参数，用以解决路面板翘曲问题。研究表明，除掺合试验所用水泥为北京产拉法基P．O42．5水泥，料、水灰比外，粗集料对混凝土的线膨胀系数和导热各项常用技术指标如表2所示。试验用砂产地为河系数影响显著]。因此，本文就粗集料类型和含量北秦皇岛市，细度模数为2．8，表观密度2600kg／m3，对水泥混凝土的线膨胀系数及导热系数的影响做定质量合格。试验用水为北京通州区饮用水，质量量试验

6、分析，为水泥混凝土设计提供参考。合格。表2水泥的技术指标1线膨胀系数和导热系数试验细度凝结时间／min28d强度／MPa1．1原材料一安定性m／kg初凝终凝抗折抗压试验选用8种不同岩性的石料做粗集料，每种34918O248合格9．545．2石料从不同石场取3组样品，共24组，包含玄武岩、收稿日期：2O12一O7—12公路2013年第3期1．2试验方法·、式中：△T为温度变化量，即5O—lO一40(℃)；L1．2．1线膨胀系数的试验方法为试件膨胀向的长度，m。水泥混凝土线膨胀系数的测定采用改进的光杠1．2

7、．2导热系数的试验方法杆法进行，用可控温水浴将棱柱钵待测试件从‘混凝土导热系数按照GB／T10294—2008C]10~C逐级加热奎50℃，通过安置在试件表面的熔融《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板石英棒将变形传递至光杠杆测量系统，测定混凝土法》测定。试验温度25℃，环境保持干燥状态避在1O℃至5O℃的膨胀量△L(式1)，进而计算混凝免湿度对引气混凝土导热系数的影响，冷板温土的线膨胀系数CTlE(式2)。度设置为18℃，热板温度28℃，冷热板温度梯度(^2一1)Xd为1OK。√2((D+(2-h

8、))+D．√(D+(。-h1)。))1．3试件成型及热工参数的测定(1)为分析粗集料类型对两参数的影响，按照相同式中：△L为试件膨胀长度，m；D为游标卡尺与配合比(表3)采用24类样品分别成型24组线膨胀反射镜面的间距，m；d为光杠杆前、后脚的间距，m；系数和导热系数试件，每组3块，第一组花岗岩混凝h为1O℃时，游标卡尺的读数；h。为5O℃时，游标土试件编号为HG一王，第三组花岗岩混凝土试件卡尺的读数。编号为HG一ⅢCTE--(2)lu^，